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顽童范海辛

新虫 (小有名气)

[求助] TGA分析求教 已有2人参与

合成了一个前驱体,常温为液体,对空气和水分非常敏感。热重是在N2气氛下做的,3 ℃/min升温速率。
得到了TGA和DTG曲线,从这两个曲线能知道这个物质什么时候开始蒸发,什么时候开始分解吗?
还是两个过程同时进行的?
提前谢谢各位大神!

TGA分析求教
TGA图.png
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冰点降温

版主 (文坛精英)

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【答案】应助回帖

感谢参与,应助指数 +1
从TGA失重曲线分析来看,样品从加热开始就伴随失重,因此样品刚开始加热就在蒸发。
从导数曲线来看有三个峰,结合失重曲线,对应的可能是沸点,分解温度1,分解温度2
想问一下,样品的纯度如何?样品是否有其它相变可能?液体样品,你测过熔点吧?里面应该不含溶剂吧?
另外80摄氏度至140度之间的导数曲线也值得注意。
建议做同步热分析STA,或者DSC,STA比较全面,且是同一样品是在同一环境中测得的。
生于忧患,死于安乐。
5楼2015-08-25 09:24:43
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冰点降温

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【答案】应助回帖

引用回帖:
6楼: Originally posted by 顽童范海辛 at 2015-08-25 23:13:14
谢谢您的回答!
样品纯度应该是没问题的,没有相变,常温就是液体,熔点没什么意义吧?您是指沸点吗?沸点怎么测呢?
刚查到DSC貌似不可以做挥发性物质。这个沸点应该挺低的
这个能不能说明100℃以下这个物质都 ...

嗯,是沸点,表达错了。
之前表达从导数曲线来看,对应的三个峰可能是沸点、分解温度1和分解温度2。但这只是可能的情况。不妨做这样一个设想:从热重分析上看200摄氏度可能是沸点,但如果你维持温度在200摄氏度和250摄氏度之间,如果样品未分解且是纯样品,那失重应该能接近于0,但从热重曲线上看,在260摄氏度之前,样品的失重是趋于缓慢最后恒定的,且仍保留大于15%的质量。这个是什么?样品如果挥发,那最后经过沸点之后气化了,纯样品失重理论应该是达到100%的,所以如果样品是纯净物的话,那么我想到有两种可能的考虑。第一,原本设想的沸点可能并不是沸点,而是样品最剧烈分解的一个温度,接下来的分解温度1和分解温度2可能是前一步分解的残余物质。第二,纯样品在达到沸点之前发生部分的化学变化,导致在沸点之前已经有部分物质转变为比现在的前驱体更稳定的物质,那第一个大峰仍然是沸点。
如果是纯样品,且是上述的第二种情况,那么如果要测沸点,则最好在减压的条件下测沸点用作参考。
最后如果样品是纯样品,可以做气质联用分析,最高温度设定在200摄氏度以上260摄氏度以下,对质谱的碎片进行解析,看看推出的结构是否和你预想的物质完全吻合。
生于忧患,死于安乐。
7楼2015-08-26 09:13:28
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冰点降温

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【答案】应助回帖

另外DSC不是不可以做挥发性物质,是可以做的,需要用到密闭的坩埚。不过大部分DSC仪器是不愿意给挥发物测的,主要担心仪器受到污染,仪器的保护工作就非常麻烦,甚至可能损坏。
生于忧患,死于安乐。
8楼2015-08-26 09:19:24
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jinlwit

铁杆木虫 (职业作家)

【答案】应助回帖

感谢参与,应助指数 +1
可能有两次成分分解吧,前面可能带有水分蒸发导致曲线不太好看。(PS 我是菜鸟)
2楼2015-08-24 20:52:09
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顽童范海辛

新虫 (小有名气)

引用回帖:
2楼: Originally posted by jinlwit at 2015-08-24 20:52:09
可能有两次成分分解吧,前面可能带有水分蒸发导致曲线不太好看。(PS 我是菜鸟)

没有水,是否还需要做其他的热分析手段?
3楼2015-08-24 23:00:32
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jinlwit

铁杆木虫 (职业作家)

引用回帖:
3楼: Originally posted by 顽童范海辛 at 2015-08-24 23:00:32
没有水,是否还需要做其他的热分析手段?...

做个差热看看
4楼2015-08-24 23:45:18
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顽童范海辛

新虫 (小有名气)

引用回帖:
5楼: Originally posted by 冰点降温 at 2015-08-25 09:24:43
从TGA失重曲线分析来看,样品从加热开始就伴随失重,因此样品刚开始加热就在蒸发。
从导数曲线来看有三个峰,结合失重曲线,对应的可能是沸点,分解温度1,分解温度2
想问一下,样品的纯度如何?样品是否有其它相 ...

谢谢您的回答!
样品纯度应该是没问题的,没有相变,常温就是液体,熔点没什么意义吧?您是指沸点吗?沸点怎么测呢?
刚查到DSC貌似不可以做挥发性物质。这个沸点应该挺低的
这个能不能说明100℃以下这个物质都是安全不会分解的?
6楼2015-08-25 23:13:14
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顽童范海辛

新虫 (小有名气)

引用回帖:
7楼: Originally posted by 冰点降温 at 2015-08-26 09:13:28
嗯,是沸点,表达错了。
之前表达从导数曲线来看,对应的三个峰可能是沸点、分解温度1和分解温度2。但这只是可能的情况。不妨做这样一个设想:从热重分析上看200摄氏度可能是沸点,但如果你维持温度在200摄氏度和 ...

非常感谢您的分析!
气质联用本来想做,可是管仪器的老师说怕分解后的基团对仪器不好。
于是又做了一个升温速率比较小的1℃/min的TGA,见下图。这个图能说明什么吗?
我想知道的是100摄氏度的时候这个样品是不是稳定的,会不会分解,准备做个把温度固定在100摄氏度的TGA,如果只是蒸发而没有分解的话,这样的话DTG是不是会是恒定的?
TGA分析求教-1
tga-2.png

9楼2015-08-26 16:00:10
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冰点降温

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★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
顽童范海辛: 金币+10, ★★★★★最佳答案 2015-08-30 18:16:39
引用回帖:
9楼: Originally posted by 顽童范海辛 at 2015-08-26 16:00:10
非常感谢您的分析!
气质联用本来想做,可是管仪器的老师说怕分解后的基团对仪器不好。
于是又做了一个升温速率比较小的1℃/min的TGA,见下图。这个图能说明什么吗?
我想知道的是100摄氏度的时候这个样品是不是 ...

首先升温速率降低,峰会发生位移,因为热传递是一个需要时间的过程,升温速率快,温度曲线中对应的热效应的峰与真实温度之间有一个偏差,看第二幅图就可以看出来。
其次回答关于DTG的问题,DTG反应的失重的速率,对于挥发性物质,失重速率跟温度有关联,不同温度下的失重速率显然不会是恒定的,只有在一定温度范围内物质能维持不失重,DTG的曲线会变为水平线,如果维持在一个固定的温度下而没有其它的干扰因素,那这个物质DTG曲线应该是恒定的。
关于第二副图,相比第一副图,事情又变得有趣的多。原本怀疑第一张图80~140摄氏度之间失重的曲率不正常,但没有直接证据,但从第二张图升温速率降低之后可以看,60~80摄氏度之间DTG曲线有明显的峰,可以看出失重出现了明显的异常,但之后又恢复正常。因此可以推测你的前驱体可能含有少量杂质,比如有机溶剂一类的。
失重曲线很难分析物质的热稳定性。最好结合DSC或STA。物质在100摄氏度如果分解,必定有热效应对应的峰。DSC做的时候最好也放慢速率,在密闭的坩埚中作还可以做一个冷却曲线来佐证。
生于忧患,死于安乐。
10楼2015-08-27 09:25:35
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