A new integral method for the kinetic analysis of thermogravimetric data

Abstract

Methods for the calculation of activation energies, pre-exponential factors and reaction orders from thermogravimetric data are briefly reviewed. A new integral method is proposed for the determination of these kinetic parameters, using data from pairs of TG curves produced at different heating rates. Employing accurate values of the temperature integral of the Arrhenius equation, tabulated over a range ofE andT, and a simple graphical procedure, the method offers advantages of speed and accuracy over those previously reported. It is suggested that at least one of the kinetic parameters should be allowed to move freely in order to achieve the best possible fit between calculated and experimental traces.

Résumé

On passe brièvement en revue les méthodes de calcul des énergies d'activation, des facteurs préexponentiels et des ordres de réaction à partir des données thermogravimétriques. On propose une nouvelle méthode d'intégration pour déterminer ces paramètres cinétiques en utilisant les données fournies par des courbes TG groupées par paires et obtenues avec différentes vitesses de chauffage. En employant des valeurs précises de l'intégrale de la température de l'équation d'Arrhenius, fournies par un tableau donnant différentes valeurs deE et deT ou obtenues par un procédé graphique simple, la méthode offre des avantages de rapidité et d'exactitude supérieurs à ceux décrits auparavant. On propose qu'au moins l'un des paramètres cinétiques puisse varier librement afin d'assurer le meilleur ajustement possible entre les courbes expérimentales et calculées.

Zusammenfassung

Eine kurze Übersicht über die Berechnungsmethoden von Aktivierungsenergien, preexponentiellen Faktoren und Reaktionsordnungen aus thermogravimetrischen Daten wird gegeben. Eine neue Integralmethode zur Bestimmung dieser kinetischen Parameter wird vorgeschlagen, die Daten von durch verschiedene Aufheizungsgeschwindigkeiten aufgenommenen Paaren von TG-Kurven verwendet. Durch Anwendung genauer Temperatur-Integralwerte der Arrhenius-Gleichung, welche in einem gewissenE undT Bereich in eine Tabelle eingetragen werden, sowie durch ein einfaches graphisches Verfahren gestattet die Methode Geschwindigkeit und Genauigkeit, die den früher beschriebenen überlegen sind. Die freie Variationsmöglichkeit wenigstens eines der kinetischen Parameter wird vorgeschlagen, um die bestmögliche Anpassung der berechneten und experimentellen Linien zu erhalten.

Резюме

Дан краткий обзор мет одов расчета энергии активации, предэкспо ненциальных факторов и порядка ре акции на основе термогравиметричес ких данных. Предложен новый интегральный м етод для определения этих кинетических параме тров, используя данные пар кривых ТГ, с нятых при различных с коростях нагрева. При применен ии точных значений температуп ного интеграла уравн ения Аррениуса, стабулиро ванных по диапазонуE иT, и простого графич еского приема, данный метод, по сравнению с ранее предложенными, имеет преимущества в скоро сти и точности.