結晶狀亞硝酸鈉對硝酸銨熱穩定性影響

2022-10-08 15:51:05 字數 2413 閱讀 3199

畢業設計說明書

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年月宣告我宣告,本畢業設計說明書及其研究工作和所取得的成果是本人在導師的指導下獨立完成的。研究過程中利用的所有資料均已在參考文獻中列出,其他人員或機構對本畢業設計工作做出的貢獻也已在致謝部分說明。

本畢業設計說明書不涉及任何秘密,南京理工大學有權儲存其電子和紙質文件,可以借閱或網上公布其部分或全部內容,可以向有關部門或機構送交並授權儲存、借閱或網上公布其部分或全部內容。

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年月日畢業設計說明書中文摘要

畢業設計說明書外文摘要

目次1 引言 1

1.1 研究意義和應用前景 1

1.2 國內外研究現狀 1

1.2.1 硝酸銨的理化性質及相關研究 1

1.2.2 硝酸銨的熱分解研究現狀 1

1.2.3 各類物質對硝酸銨熱分解的影響 3

1.2.4 在物質熱穩定性研究中絕熱實驗裝置的應用 4

1.3 本文主要研究內容 4

2 硝酸銨及與結晶亞硝酸鈉混合物的dsc測試 6

2.1 硝酸銨與結晶亞硝酸鈉的dsc試驗目的 6

2.2 dsc測試原理 6

2.3 試驗儀器與測試條件 6

2.4 試劑 7

2.5 dsc試驗結果與討論 8

2.6 本章小結 12

3 硝酸銨及其與結晶亞硝酸鈉混合物的慢烤實驗 13

3.1 試驗樣品 13

3.2 試驗儀器與試驗條件 13

3.3 試驗結果與討論 15

3.4 本章小結 18

4硝酸銨及其與結晶亞硝酸鈉混合物的杜瓦瓶實驗 19

4.1 試驗樣品與儀器 19

4.2 試驗結果與討論 20

4.3 本章小結 22

結論 23

致謝 24

參考文獻 25

硝酸銨(nh4no3,an)被廣泛用來作為一種肥料和**性材料。它是氮的極好**,是一種常用的具有弱**性的氧化劑,是多種含能材料、非軍用的**物和常用化肥的基本原料,與脂類、紙屑等易燃物通過基本混合處理,並加以普通的機械作用後,便可成為危險**品[1, 2]。在發生了多起導致全世界震驚的**事件後,硝酸銨具有的危險特性所帶來的嚴重後果也使人們對其有了新的認識[3]。

我們國家的乳化炸藥雖然種類很多,但其中使用最多的氧化劑便是硝酸銨,而且在其生產過程中常會加入純度相對不好的硝酸鈉。在乳化炸藥生產過程中[4],使用高純度硝酸鈉後,乳化炸藥生產過程中的隱患會降低很多 [5]。亞硝酸鈉的比例提高到一定程度會對乳膠基質有明顯的除鈍效果,使得乳膠基質的各類反應敏感程度提高。

因此研究加入結晶亞硝酸鈉對體系熱穩定性的影響,對於加強**品的生產、儲運等各環節均有較大的意義。

硝酸銨是無味的無色晶體或略顯白色的晶體,常用來作為氧化劑,在水中的溶解度非常高。在高溫條件下容易分解放熱放出氨氣,主要用於化肥和化工原料。常壓下,固體硝酸銨在-16.

9~169.6℃溫度範圍內存在五種熱力學穩定晶型:立方晶型(ⅰ)、四方晶型(ⅱ)、β斜方晶型(ⅲ)、α斜方晶型(ⅳ)、正方晶型(ⅴ),各晶型在一定溫度下可以相互轉換[7, 8]。

通常,硝酸銨不具有較大危險性,純淨的硝酸銨在較高溫度下也不會有什麼危險,但當溫度過高以及其中混入其它降低其分解溫度的物質,硝酸銨就會分解放熱,而引發危險。世界上有關硝酸銨的事故,大多數為硝酸銨放熱引起的。

胡祖榮等人對硝酸銨的晶型變化進行了試驗。通過對硝酸銨進行分子層自組裝試驗,用差示掃瞄量熱儀(differential scanning calorimetry,dsc)對試驗得到的硝酸銨進行分析,用掃瞄電子顯微鏡對試驗得到的硝酸銨顆粒表面實施觀察。結果表明試驗得到的硝酸銨的吸水性、晶變特性和外表形態都得到了很好的改進 [6]。

純淨的硝酸銨在一般情況下是穩定和安全的,常溫常壓下,它對於撞擊、摩擦及**作用較為不敏感,但隨著溫度的公升高及一些雜質的參與作用,硝酸銨的效能會發生變化,從而感度變高,易發生燃燒甚至**事故,這些事故大部分是由硝酸銨的熱分解反應放出熱量引起的[9, 10]。

人們普遍認為純淨硝酸銨的起始分解是質子從nh4+ 轉移到no3- 生成nh3和hno3的離解過程,同時生成物質吸附在硝酸銨晶體表面,經解吸/擴散進入氣相,並與氣相(或氣溶膠)nh4no3建立平衡[11]:

nh4no3(固態) hno3+nh3(吸附態)

nh4no3(氣溶膠1.3)

同時hno3繼續分解:

4hno3 4no2+2h2o+o21.4)

這些反應產物之間相互作用可能生成n2o、n2、no2、no等,因此理論上硝酸銨可能發生以下分解反應:

nh4no3→nh3+ hno31.5)

nh4no3→n2o+2h2o1.6)

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