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                    鐵粉氧化發熱,就是這么神奇
                    發布時間:2018/12/05 瀏覽
                         在網上看到,說取鐵粉30克、活性炭3克、食鹽水7毫升混和放入燒杯,用玻璃棒攪拌,2分鐘后杯內熱氣騰騰,6分鐘后鐵粉開始變色,10分30秒后,記錄到最高溫度為96℃。但我按此做了實驗,并非如此,根本沒有發熱反應,這是什么原因?
                         其實很簡單,鐵粉和活性炭最好是粉末狀,或至少鐵是粉末狀的(越細反應越快,升溫就越明顯),然后兩者要充分接觸,這個是電化學氧化的原理,參看高中化學原電池一段的知識點。
                         在日常生活中,人們總離不開各種各樣的能源的應用。日常飲食中需用到的熱能、 取暖的太陽能地熱能等到無所不用的電能光能都是其中的典型代表。不同能源類型有著不 同的來源方式,但都不脫離各種物理化學反應。如光能來自太陽輻射,熱能(一般而言)來 自燃燒中的放熱反應,電能由勢能風能熱能等其他能源轉化而來,核能則通過原子的核聚 變產生。由于制備方式各異,對生產力的要求也不同,在使用過程中的應用必定有所局限。 例如電能只能限制在有輸入輸出設備等家居環境中使用,即便電池的發明將電能在時間和 空間的應用距離延伸,但仍然只能維持在一段時間內,當需要野外出行或因職業等原因要 求外出作業時,電能就顯得不那么方便了。因此利用一些簡單的化學放熱反應制成的自發 熱裝置就有用武之地了。很早之前人們就知道石灰石加水會產生大量熱量,這就是化學放熱的最基本應 用,但此反應過于激烈而且持續時間短,不僅不能有效利用,還會污染環境,因此應用范圍 不廣。還有一些人發現醋酸鈉溶液結晶會放熱且可循環使用。鐵粉與空氣接觸氧化放熱 等。這些都是化學自發熱的應用。洞悉商機的人利用這些原理制成“暖手蛋”、自發熱護膝 護腰、自發熱耳貼等各種產品放到市場銷售,以滿足人們的需要。良好的自發熱材料是人們 一直努力尋找的材料。如今人們的視野已不止局限于普通的化學自發熱材料,發熱機理也 不僅限于化學反應。用聚合物固體電解質(SPE)代替水、無機鹽制備固態的一次性自發熱 材料。這種新材料的使用賦予了自發熱材料優良的性能接觸空氣釋放熱量均勻,比能量 高。熱電材料可以通過將熱能和電能進行轉換,在溫差制冷和發電方面有著極其廣闊的應 用前景。復合材料的相繼發展,納米材料、非晶材料、超晶格等新型體系,讓人們有可能以更 大自由度比較、選擇性能更好的自發熱材料。電光轉換材料使得自發熱材料能夠在日常生 活中的得到充分普及??偠灾?,自發熱材料的研究將使人們的生活越來越便利,簡單。

                         本發明的目的在于提供一種自發熱材料的配方,發熱配方的主要原理是鐵粉與空 氣中的氧氣發生放熱反應,這個反應是一個氧化還原反應,故我們可以還原性更好的金屬 物質,例如,還原鋅粉,還原鐵粉,還原銅粉等,考慮到價格與反應效率,我們這里采用還原 鐵粉。配方中的碳粉具有催化劑的作用,吸附性質使其自發熱的熱量來源于還原鐵粉與空 氣中的氧氣發生快速反應釋放出熱量,使放熱量大于散熱量而導致溫度升高,從而出現了 自發熱現象,因此我們采用吸附性更好的活性炭粉-200目。在該反應中水和木粉的作用是 使各種固體粉?;旌?,使各部分均勻,提供氣固兩相反應的接觸面以利于鐵粉完全反應和 提高配方的熱容量,以便于控制溫度,根據硅藻土的性質我們可以將木粉該成硅藻土。并且 我們采用正交實驗研究它的最優配方。

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