关于均相成核与非均相成核
(2012-08-30 14:22:42)
标签:
成核喹啉沥青氯化钠溶液晶体杂谈 |
分类: 能源化工 |
在结晶领域,一般的说均相成核相对难度大一些,因为结晶或者成核总是在原有的相中生成另外新的一相,新相的生成总是困难的(这个相指的是一种状态,比如氯化钠溶液是一相,但是如果氯化钠溶液中有氯化钠晶体析出,就变成了两相:溶液和固体分别是一相)。举一个结冰的例子:一盆普通的水,在低于0℃以后,会沿着盆壁先形成冰碴,然后向中间扩展再形成整个的冰面;另外,我们有的朋友观察到“过冷”的现象——在一盆比较干净的水里面,温度降低到0℃以下也没有形成冰,再过一会儿忽然整个水面都结成整个的冰面。这个后面的过冷就是因为在水的液相形成冰的固相过程中,因为晶核较少,难于结晶。但是当体系的自由能降低到一定程度后,形成了非常少量的固相冰,在这个固相的基础上整个冰面在瞬间就形成了。举这个例子是为了说明两点:1、新相的生成总是困难的;2、有晶种(异相或非均相)存在时,结晶比较容易。另外,按照晶体生长的理论,晶体生长越慢,晶体的完美程度越高(晶格中的晶格缺陷越少)。
对于中间相炭微球也同样存在这样的过程:生成中间相炭微球的沥青作为一相,存在于沥青中的喹啉不溶物(QI)作为另外一相。这里不得不解释一个名词——喹啉不溶物。喹啉不溶物指不能溶解于喹啉的物质,一般用百分比来表示,因为喹啉是有机溶剂中强溶解力的,所以用喹啉不溶物来表示在沥青中以固相存在的物质。当然还有甲苯不溶物等指标,这些指标我们可以单独列一个小段来说明一下用以表征沥青或者生产沥青用的焦油的成分不同检测指标,这里不详细说了。
一般认为:中间相炭微球的形成过程有两种,一种是均相成核,一种是非均相成核。
均相成核的主要对应沥青中的喹啉不溶物含量很低或者接近0,这样中间相炭微球形成的过程主要依靠内生晶核,所以炭微球形成过程在初期比较慢,但是在后期成长比较快,粒度分布比较均匀(反映到粒度分布图上正态分布比较窄),另外因为后期炭微球生长速度比较快,所以晶体的完美程度比非均相成核要低一些。另外,相同的反应条件下粒径比较大,同时石墨化后产品表面形貌比较光滑,附着物较少。
非均相成核主要对应沥青中喹啉不溶物含量比较高的体系,因为沥青中的喹啉不溶物含量比较高,所以在较低的反应条件下,炭微球就可以在喹啉不溶物的表面进行生长,这样在晶体生长的过程中整体粒径偏小,同时晶体生长的速度比较均匀,晶体完美程度要高一些。石墨化后的产品表面附着物较多。
同时,均相和非均相成核的过程并不是完全割裂开的,在比较多的情况下均相和非均相成核同时并存,不过在不同的体系中两种情况所占比例此消彼长。
国内的沥青囿于焦油品质及加工工艺的限制,如果不对焦油进行前期处理,一般喹啉不溶物含量会比较高,如果喹啉不溶物的粒度分布比较均与,易于进行费均相成核的反应。
对于中间相炭微球也同样存在这样的过程:生成中间相炭微球的沥青作为一相,存在于沥青中的喹啉不溶物(QI)作为另外一相。这里不得不解释一个名词——喹啉不溶物。喹啉不溶物指不能溶解于喹啉的物质,一般用百分比来表示,因为喹啉是有机溶剂中强溶解力的,所以用喹啉不溶物来表示在沥青中以固相存在的物质。当然还有甲苯不溶物等指标,这些指标我们可以单独列一个小段来说明一下用以表征沥青或者生产沥青用的焦油的成分不同检测指标,这里不详细说了。
一般认为:中间相炭微球的形成过程有两种,一种是均相成核,一种是非均相成核。
均相成核的主要对应沥青中的喹啉不溶物含量很低或者接近0,这样中间相炭微球形成的过程主要依靠内生晶核,所以炭微球形成过程在初期比较慢,但是在后期成长比较快,粒度分布比较均匀(反映到粒度分布图上正态分布比较窄),另外因为后期炭微球生长速度比较快,所以晶体的完美程度比非均相成核要低一些。另外,相同的反应条件下粒径比较大,同时石墨化后产品表面形貌比较光滑,附着物较少。
非均相成核主要对应沥青中喹啉不溶物含量比较高的体系,因为沥青中的喹啉不溶物含量比较高,所以在较低的反应条件下,炭微球就可以在喹啉不溶物的表面进行生长,这样在晶体生长的过程中整体粒径偏小,同时晶体生长的速度比较均匀,晶体完美程度要高一些。石墨化后的产品表面附着物较多。
同时,均相和非均相成核的过程并不是完全割裂开的,在比较多的情况下均相和非均相成核同时并存,不过在不同的体系中两种情况所占比例此消彼长。
国内的沥青囿于焦油品质及加工工艺的限制,如果不对焦油进行前期处理,一般喹啉不溶物含量会比较高,如果喹啉不溶物的粒度分布比较均与,易于进行费均相成核的反应。
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