华南理工大学学报(自然科学版)

作者：楼波, 周达恒, 夏骏

单位：华南理工大学 电力学院，广东 广州 510640

关键词：氯化镧,热化学储热,反应动力学,活化能,机理函数

基金：广东省自然科学基金资助项目(2021B1515020071)

作为最具应用前景的水合盐热化学储热材料之一，LaCl3的反应动力学对研究其储热特性起到了至关重要的作用。本研究通过实验测试了LaCl3脱水和吸附两个过程的反应特性，并对其进行了动力学分析。采用同步热分析仪测试了LaCl3·7H2O在升温速率为1、10、20 K/min下的脱水过程，研究表明，LaCl3·7H2O的脱水过程分为3个阶段，分别脱去4、2和1个水分子，不同升温速率下各阶段的起始温度有所不同。采用FWO法计算得到3个阶段的活化能值，其中第1阶段的活化能值最大。采用Doyle法求解了各阶段机理函数，其中第1阶段符合相边界反应中的收缩圆柱体模型，而第2和第3阶段符合随机成核和随后生长模型。采用恒温恒湿箱测试了LaCl3在温度为15、20、25、30 ℃和相对湿度（RH）为40%、60%、80%下的吸附过程。LaCl3吸附反应速率与温度、湿度的大小呈正相关，当相对湿度为40%时，LaCl3在吸附过程中不会发生液解。LaCl3在吸附初期反应速率较快，随着吸附过程的进行，LaCl3·nH2O晶体在表面生成，限制了LaCl3与水蒸气的接触，反应速率有所降低。拟合了LaCl3吸附反应的动力学方程，反应模型符合化学反应级数模型，反应级数为0.837。研究结果表明LaCl3具有良好的反应动力学性能，释热量高，是具有潜力的化学储热材料。

来源：2023年第8期

《华南理工大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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