ICS 65.020 B 04 NY 中华人民共和国农业行业标准 NY/T 3495—2019 农业生物质原料热重分析法 通则 Agricultural biomass raw materials by thermogravimetry general principles 2019-08-01发布 2019-11-01实施 #中华人民共和国农业农村部 发布 NY/T3495—2019 前 言 务分 爷 国 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准由农业农村部科技教育司提出并归口。 本标准起草单位：中国农业大学。 本标准主要起草人：韩鲁佳、杨增玲、黄光群、刘贤、肖卫华、周思渺、薛俊杰。 I NY/T3495—2019 农业生物质原料热重分析法 通 则 1范围 本标准规定了使用热重分析技术分析农作物秸秆、畜禽粪便等农业生物质原料的一般条件。 本标准适用于对农作物秸秆、畜禽粪便等农业生物质原料进行动态质量变化测量（温度扫描型）或等 温质量变化测量（等温型），也可用于其他需要进行热重分析的农业生物质及产品。 2规范性引用文件 NG 凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于 GB/T6425 热分析术语 3术语和定义 列术语和定义适用于 3. 1 L 热重分析法 气 在程序控温利 下测量试样的质量与温度或时间关系的技术 3. 2 工 动态质量变化测量（温） dynamic mass-change determination(temperature-scanning mode) 在程序升、降温和 C 3.3 E 等温质量变化测量（等温型） 在恒温T和 气氛下 则量试样质量随时间t变化的技术 3. 4 热重曲线（TG曲线 thermogravimetric curve(TG curve 由热天平测得的数据以质量（或质量分数随温度或时间变化的形式表示的曲线。 曲线的纵坐标为质 量m（或质量分数），向上表示质量（或质量分数）增加，向下表示质量（或质量分数)减小；横坐标为温度T 或时间t，自左向右表示温度升高或时间增长。 3.5 微商热重曲线 derivative thermogravimetric curve(DTG curve) 由热天平测得的数据计算得到，以质量变化速率随温度或时间变化的形式表示的曲线。 3.6 热天平 thermobalance 在程序控温和一定气氛下，连续称量试样质量的仪器。 4原理 4.1使用程序控温以设定的恒定升温速率加热试样，测量试样的质量与温度的关系。或者，保持试样温 度不变，测量给定时间段内试样的质量与时间的关系。 4.2在测量期间，可选择保持试样处于受控惰性气氛条件或保持试样处于氧化性气氛条件。 4.3试样质量变化通常由分解反应、氧化反应或组分挥发等造成，质量变化记录为热重(TG)曲线。 1 NY/T3495—2019 4.4质量变化是温度的函数，变化程度反映了农业生物质原料的热稳定性。因此，相同测量条件下的热 重数据，可用于评价原料的相对热稳定性。 注：热重数据可用于工艺控制、工艺开发以及原料评价等。单独的热重数据不能说明原料的长期热稳定性。 5热重分析条件 热重分析至少需要以下设备和条件： 5.1热天平 应满足下列要求： a) 可提供适于既定检测的恒定加热及冷却速率； b）可维持测试温度恒定（测量期间温度波动不大于士0.3℃），加热温度不低于600℃； 可维持恒定气体流速，在一定范围内(如10mL/min～150mL/min)气体流速波动误差在士5mL/min 之内; d) 温度与质量的范围符合实验要求； e） 记录设备，可自动记录质量与温度/时间关系的测量曲线； f) 温度信号测量的准确度应优于士2℃； g） 时间测量的准确度应优于士1s； h)J 质量测量的准确度应优于士0.02mg。 5.2气氛 含水率应低于质量分数0.001%。空气、氧气或富氧气氛（用于氧化气氮条件），或者含氧量不高于体 积分数0.001%的适宜的惰性气体（用于情性气氮条件）。 6试样制备 6.1试样宜呈粉末状或颗粒状；应保证测量试样选取的代表性，应保证试样充分混合均匀；如果仅分析样 品的特定部分或部位，应采用刮磨等机械方式获取。 注1：试样的表面积会影响最终结果。例如，将表面积较大的试样与质量相同但表面积较小的试样进行比较，表面积较 小的试样具有更慢的质量变化速率。 注2：采用低温样品磨制备试样，有助于提高试样粒径分布的均匀性，减少易挥发成分的损失。为防止湿气凝结，操作 6.2除6.1提到的机械处理方法以外，试样按收到基进行分析。如果试样在分析前经过干燥等热处理， 测试报告中应注明该热处理及所导致的质量损失。 6. 3 试样用量宜选择 5 mg~10 mg,最大用量不应超过 50 mg。 由于试样用量较小,应确保试样的代表性。 7 步骤 7.1仪器校准 试验前应对设备进行温度校准和质量校准。 7.2总则 7.2.1应基于测量要求选择适宜的热重分析装置参数设置。可采用两种模式，即：动态质量变化测量（温 度扫描型）（见7.3)和等温质量变化测量（等温型）（见7.4）。 注1：操作气流时，浮力和对流的变化会引起热天平波动，从而引起测量质量的表观变化，导致测量准确度降低。建议 采用与实际测量相同的升温速率和气体流速进行无试样预运行，观察质量表观变化。质量测量的精密度不优于 预运行测试所得的精密度。 注2：在测量操作过程中，如更换气体，不应改变气体流速。此外，为减小浮力影响，以更换密度相近的气体为宜。如果 无法更换密度相近的气体，则应进行浮力校正。 注3：当使用多种气体时，应尽量缩短气源至热天平的距离，减少时滞。 7.2.2选定气流速率。 2 NY/T 3495—2019 7.2.3使用与试样测量相同的气体及流速调整热天平的零点，包括试样容器。 7.2.4将载有试样的试样容器置于热天平中，通入气流并记录初始质量。但以下情况除外： 针对严格惰性气氛下进行的测量，应先使用真空泵抽空热天平中的气体然后充入情性气体并记录初 始质量，或者在记录初始质量前以与实际测量相同的气体流速通入惰性气体至少10min。 7.3动态质量变化测量（温度扫描型） 7.3.1设定测量程序，包括设定起始温度与最终温度及等温保持时间，设定温度间的升温速率，设定各程 序段所使用的气氛条件。 7.3.2启动测量程序，记录热重曲线，直至试样质量保持稳定或温度超出测量的有效范围。 7.4等温质量变化测量（等温型） 以最大升温速率启动热重分析装置，直至运行到设定温度。在设定温度保持运行设定时间，并记录热 重曲线。 8结果表述 8.1图示 以质量或质量分数为纵坐标、温度或时间为横坐标表示热重曲线。计算热重曲线的一阶导数获得微 商热重曲线方便确定热重曲线特征拐点。农业生物质原料典型的热重曲线和微商热重曲线见图1和图 2。按8.2确定热重曲线特征拐点，进而得到特征温度及质量数据。 热重曲线 0. 微商热重曲线 m. ·切线 垂线 18 质量损失率（mgl℃） (Ju) 质量 T: T, T.r Ts 800 To, 0 温度（℃） 说明： foL -0,点的温度。 图1具有单一最大失重峰的热重曲线和微商热重曲线 8.2特征温度与质量损失量及残留量的确定 8.2.1热重曲线特征拐点的确定 从TG曲线上确定O;、Omaxl、Omax2和Of。 0; 微商热重曲线上失去自由水后的第一个极小值处对应TG曲线上的点（参见图1和图2)。 Omaxl、Omax2——微商热重曲线上失去自由水后的极大值对应TG曲线上的点（参见图1和图2）。 Of -TG曲线上质量开始稳定的点；如果质量持续微小变化，则为加热终止温度点（参见 图1和图2)。 外推始点A一一TG曲线上过O：点的切线和过Omaxl点的切线的交点（参见图1和图2）。 NY/T3495—2019 外推终点B TG曲线上过Omxl点的切线和过O，点的切线的交点（参见图1）。或者TG曲线上 过Omax2点的切线和过O，点的切线的交点（参见图2)。 U 热重曲线 m. 微商热重曲线 一切线 O maxl -垂线 质量损失率（mg/℃） (w) 质量 mo 800 图2 存在肩峰的热重曲线和微商热重曲线 8.2.2热重曲线特征温度的确定 特征温度 重或微 商热重曲线特征拐点相对应，即 初始点温度 FG曲线上O.点对应的温度 外推始点温屏 度 外推始点A对应的温厂 外推终点温度 TBJ 失重速率峰值 对应温 和/或 FC 8.2.3质量损失量 及残留量 量的确 8.2.3.1 质量损 U mB 人 式中： mi 质量损失量，单位为质量分数 mA 外推始点A对应的质量，单位为毫 克（mg mB 外推终点B对应的质量，单位为毫克（mg）。 8.2.3.2 质量残留量按式（2)计算 X 100 (2) mA 式中： R 质量残留量，单位为质量分数（%）； mof 点O，对应的质量，单位为毫克（mg）。 NY/T 3495-2019 中华人民共和国 农业行业标准 农业生物质原料热重分析法 去通则 NY/T3495—2019 * * * 中国农业出版社出版 （北京市朝阳区麦子店街18号楼） （邮政编码：100125 网址： www.ccap.com.cn) 北京印刷一厂印刷 新华书店北京发行所发行 各地新华书店经销 * * * 开本880mmX1230mm1/16 印张0.75 字数15千字 2019年10月第1版 2019年10月北京第1次印刷 书号：16109·4852 定价：18.00元 版权专有 侵权必究 NY/T3495-2019 举报电