可调频微波化学反应系统
屹尧COOLPEX 灵动型微波化学反应仪标准操作规程
COOLPEX 灵动型微波化学反应仪标准操作规程1、目的：建立COOLPEX 灵动型微波化学反应仪的操作规程，确保正确使用。
2、范围：适用于COOLPEX 灵动型微波化学反应仪的标准操作。
3、责任：3.1 QC室检验员负责按照本规程的方法操作。
3.2 QC室主任负责监督检查本规程的实施。
4、内容：4.1操作面板4.2软件流程图4.3功能界面4.3.1建立方案并运行：建立一个新的方案，完成方案设定后直接启动微波加热；4.3.2调用方案并运行：调用一个已经建立完成的方案，使用该方案启动微波加热；4.3.3编辑方案：进入方案编辑菜单，可进行方案编辑，保存，删除操作；4.3.4系统设置：此项功能用于仪器维护及调试，禁止用户擅动。
4.3.5新建方案：进入编辑方案；4.3.6编辑方案：对选择的方案进行再次编辑；4.3.7删除方案：删除已经建立的方案。
4.4编辑参数界面4.4.1步骤：反应的步骤总数，最多设定 8 步；4.4.2罐数：装载的罐体的数量，设定范围 2-10 罐；4.4.3温度：进行反应的温度，最高设定温度 245°C；4.4.4压力：允许达到的压力上限，最高设定 3.5MPa，1 个标准大气压定义为 0；4.4.5保持：保持温度的时间，最长设定时间 59 分 59 秒。
4.5运行界面4.5.1第一行显示第 1 步的设定值或者当前运行步骤的设定的步骤数、功率、温度、压力和保持的数值，第二行显示当前功率、温度、压力和保持的数值；4.5.2实时显示当前温度、压力数值；4.5.3显示当前工作状态；4.5.4显示使用的方法的名称；4.5.5风扇示意图，图形静止表示风扇未启动，启动风扇后，示意图转动显示；4.5.6转盘示意图，当您点击按钮启动装盘系统后，示意图开始转动；4.5.7微波示意图，指示微波工作状态，图形变化表示微波开启，图形静止表示微波停止；4.5.8反应计时器，自启动微波开始计时，结束后自动停止，记录反应的总时间。
微波技术原理及其在化学化工领域的应用
HUNAN UNIVERSITY题目：微波技术原理及其在化学化工领域的应用微波技术原理及其在化学化工领域的应用摘要：本文介绍了微波技术原理以及其发展背景，并针对微波技术在化学化工领域的应用概况进行了总结和介绍，也提出了应用中的问题以及展望。
关键词：微波技术，化学，化工1.引言微波是一种波长很短的电磁波，其频率介于300 MHz-300 GHz，波长介于1 mm-1 m之间。
因其波长介于远红外线和短波之间，故称之为微波。
微波具有的特点为高频性、波动性、热特性和非热特性[1]。
随着科学的发展，微波技术得到了广泛的应用，尤其是在通信行业，如微波卫星通信、微波散射通信、模拟微波通信和数字微波通信等。
近年来，微波以其高效、均匀、节能、环保等诸多优点受到广泛关注，并逐渐成为一种新型能源得到越来越广泛的应用[2]。
2.微波技术的发展微波技术兴起于20世纪30年代，在电视、广播、通讯等相关技术领域中得到了广泛的应用。
经过长期发展后，美国于 1945 年率先发现了微波的又一特性，即热效应，并创新性的将其作为一种非通讯能源开始应用于工业、农业以及相关科学研究中。
微波技术的发展主要取决于微波器件的应用和发展。
早在20世纪初，就有研究人员开始了对微波理论的探索，并进行了相关的实验研究。
但由于当时信号发生器功率较小，加之信号接收器灵敏度较差，实验未能取得实质性的进展[3]。
1936年，波导技术的进一步发展为微波技术的研究提供了可靠的理论及实验条件。
美国电话电报公司的George C. Southworth.将波导用作宽带传输线并申请了专利，同时，美国麻省理工学院的M.L Barrow 完成了空管传输电磁波的实验，这些工作为规则波导奠定了理论基础，推动了微波技术进一步向前发展[4]。
20世纪40年代，第二次世界大战期间，雷达的出现和使用引起了人们对微波理论和技术的高度重视，并研制了很多微波器件，在此期间，微波技术迅速发展并在实际应用中得到认可。
微波化学
微波化学微波化学的定义及发展微波化学是人们对微波场中物质的特性及其相互作用的研究基础上发展起来的。
微波化学是根据电磁场和电磁波理论、介电质物理理论、凝聚态物理理论、等离子体物理理论、物质结构理论和各种化学理论，利用现代微波技术来研究物质在微波场作用下的物理和化学行为的一门科学。
微波在化学中的应用开辟了微波化学这一化学新领域。
微波可以直接与化学体系发生作用从而促进各类化学反应的进行，这是通常意义上微波化学所设涉及的内容，微波对凝聚态物质的化学作用主要属于这一类。
微波与气态物质的作用情况有些不同。
在这里，某些特定频率（波长）的微波可以被某些特定的气体所吸收，因为它们的量子能量可能正好与相应气体的转动能级的能量差相对应，这就是微波吸收光谱学所研究的内容，它在大气污染物监测方面又很有价值的应用。
但对于常用的915MHz和2450MHz的微波功率，更一般的情况是，在微波功率的诱导下，气体先转变成等离子体，进而可在各种化学领域加以利用，这就是所谓的微波等离子体化学，它是广义微波化学所涵盖的内容[1]-[2]。
微波化学实际上是从微波等离子体化学开始发展的，在化学研究中最早利用微波的是1952年Broida等用同轴谐振腔获得微波诱导等离子体（MIP）的办法以原子发射光谱法（AES）测定了氢-氘混合气体中氘的同位素丰度[3]。
1975年，Moisan等发展了一种表面波器件[4].1976年，Beenakker提出了TM010谐振腔[5]并可以方便获得常压氦微波等离子体，为He MIP-AES的推广应用创造了条件。
1981年嘉茂睦和等成功地用这一方法以CH4和H2为原料气在钼和硅基片上沉积出了厚度在1-2um的金刚石膜[6]，这种方法现在已经成功用于微电子材料的刻蚀、净化、高分子材料的表面改性和光刻胶的剥蚀等加工过程。
1985年，吉林大学的科研集体又提出了一种微波等离子体炬（MPT）新光源[7]，几经改进，他们最后在1997年发展了一种氧屏蔽MPT(OS-MPT)光源，终于较好地解决了微波等离子体(MWP)光谱法研究中长期存在的样品承受能力低和基体干扰严重这两大难题，为MWP光谱仪的商品化奠定了基础[8]。
微波处理技术在化工生产中的应用研究
微波处理技术在化工生产中的应用研究随着科学技术的不断发展，微波处理技术已经成为了化工生产中的主要手段之一，其广泛应用在化学反应、材料合成、杀菌消毒等方面。
微波处理技术能够快速有效地提高生产效率，节约能源资源，并且减少了大量的环境污染。
本文将对微波处理技术在化工生产中的应用研究进行探讨。
一、微波处理技术概述微波处理技术是一种高频电磁波的应用，其频率通常在1~100GHz之间。
微波能量是一种电磁波，其特点是能够快速穿透物体并产生内部的能量，从而达到快速加热、杀菌消毒、催化反应等目的。
微波处理技术在化学反应、材料合成、杀菌消毒等方面具有广泛应用，其处理效率和速度远远高于传统的加热方式。
二、微波化学反应研究微波化学反应是微波处理技术的一种应用，其可以实现对反应物快速、均匀地加热，从而提高反应速率和产率。
微波化学反应在化学制品合成、有机合成、催化反应等方面具有广泛应用。
以化学制品合成为例，通过微波处理技术可以实现对反应物快速加热，并且能够使反应物在较短时间内达到最佳反应温度，从而提高反应速率和产率。
此外，微波处理技术还可以实现对需控制的化学反应的精准控制，从而实现对反应物质分布、产物选择性、反应速率等方面的优化。
三、微波合成材料研究微波合成材料是微波处理技术的另外一种应用，其可以实现快速、均匀地加热、反应，从而实现高质量材料的合成。
微波合成材料在纳米材料、高分子材料、无机材料等方面具有广泛应用。
以纳米材料为例，微波处理技术可以实现对纳米材料的快速、均匀加热，从而实现对化学反应的促进。
此外，微波处理技术还可以实现对纳米材料的精准控制，从而实现对纳米材料的粒径、性质等方面的优化。
四、微波杀菌消毒研究微波杀菌消毒是微波处理技术的另一种应用，其可以实现对微生物的快速、有效灭活，提高产品的卫生质量，并且提高化工生产效率。
微波杀菌消毒在饮料、食品、医药等方面具有广泛应用。
以食品杀菌消毒为例，微波处理技术可以实现对食品中的微生物的灭活。
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微波加热技术在化学反应中的应用
微波加热技术在化学反应中的应用微波加热技术是一种高效、快速、节能的加热方式，经常被应用于化学反应的研究和工业生产中。
传统的加热方式如火焰、电炉等，加热速度较慢，耗电和耗时都较高，而微波加热技术则可以在短时间内提高反应速率和产率，并且对反应条件有较高的控制能力。
1. 微波加热技术的原理微波是一种电磁波，其波长在0.1-100cm之间。
当微波加热介质时，其分子会对微波场产生极化，使得介质内部的分子振动并互相摩擦，从而转化为热能。
微波加热方法的优点是能够直接作用于物料分子，因此加热速度很快，加热均匀性好，并且能够精确地控制反应温度和反应时间，因此被广泛应用于化学反应中。
2. 微波加热技术在有机合成中的应用在有机合成中，一些反应需要高温和高压条件下才能完成，这种条件会导致反应物分解或生成不必要的副产物。
而微波加热则能够在较低的温度和压力下促进反应的进行，提高产率和选择性。
微波合成方法已经被用于许多有机物的合成，例如：2.1 反应物的无溶剂合成传统有机合成使用有机溶剂，会生成溶液中的溶剂垢和废弃物，造成设备的污染和废弃物的增加。
因此，无溶剂有机合成更加环保和经济。
利用微波加热，无溶剂的有机反应可以在少量的催化剂下快速完成。
2.2 化合物的无水合成许多化学反应需要水分或水溶性化合物作为催化剂或反应物。
然而，水溶性化合物不容易纯化，因此无水合成更加优选。
微波加热可以使得反应物迅速脱水、脱卤或脱氨等，实现无水合成。
2.3 新型有机化合物合成利用微波合成反应可以快速合成具有新结构或新性质的有机化合物，例如具有药物活性或光学性质的有机化合物。
3. 微波加热技术在配位化学中的应用配位化学是指各种金属离子与配体之间的化学反应。
由于金属离子比有机化合物无机分子更加复杂多变，因此需要严格的反应条件和加热方式才能完成反应。
而微波加热具有很好的选择性和控制能力，因此被应用在金属配位化学中。
3.1 催化反应的合成微波加热可以快速控制催化反应的温度和时间，从而在合成过程中达到良好的效果。
微波反应的原理
微波反应的原理
微波反应是利用微波辐射对样品中的分子进行激发并引发化学反应的一种方法。
微波是一种电磁波，其频率在300 MHz到300 GHz之间，波长约为1 mm到1 m。
微波辐射与样品中分
子的电偶极矩发生相互作用，使分子中的原子和电子发生振动和旋转。
微波辐射在反应中主要起到加热作用。
当微波辐射与分子中的电偶极矩发生共振时，分子会吸收微波能量，这导致分子内部的振动和旋转状态发生改变，从而使反应发生。
微波反应相较于传统的加热方法具有快速、均匀、高效的特点，可以在较短的时间内完成化学反应。
此外，微波反应还可以通过改变微波的功率和频率来调控反应过程中的温度和反应速率。
由于微波电磁场可以直接作用于反应物分子内部，因此可以在低温下实现高反应速率，从而提高产率和选择性。
值得注意的是，在进行微波反应时需要使用特殊设计的容器，以保证微波能够均匀地传递到反应物中，并且避免出现局部过热或反应失控的情况。
同时，微波反应也需要在适当的条件下进行，以避免对反应物和操作人员造成伤害。
综上所述，微波反应利用微波辐射对分子进行激发，从而引发化学反应。
通过调控微波的功率和频率，可以实现快速、均匀、高效的化学反应。
微波水热合成仪
微波水热合成仪微波水热合成仪是一种利用微波辐射和高压水热技术进行化学反应的设备。
它可以在较短时间内完成化学反应，并且具有高效、环保等优点，因此在化学合成领域得到广泛应用。
以下将从工作原理、结构组成、使用方法、优缺点等方面进行详细介绍。
一、工作原理微波水热合成仪利用微波辐射和高压水热技术进行化学反应。
当样品置于微波场中时，由于其分子具有极性和离子性，会受到微波电场的作用而产生分子振动和摩擦作用，使其分子内部能量迅速升高，并在短时间内达到高温状态。
同时，在高压水热条件下，样品与溶液中的其他物质发生反应，从而完成化学反应。
二、结构组成微波水热合成仪主要由以下组件组成：1. 微波发生器：产生微波电场，使样品产生分子振动和摩擦作用。
2. 反应腔体：容纳样品和溶液的容器，在高压水热条件下完成化学反应。
3. 控制系统：控制微波功率、温度、压力等参数，保证反应的稳定性和安全性。
4. 冷却系统：冷却反应后的样品和溶液，以保证操作者的安全。
三、使用方法1. 样品准备：将需要合成的化合物粉末或溶液加入反应腔体中，并加入适量溶剂。
2. 调节参数：根据反应条件调节微波功率、温度、压力等参数，并启动微波发生器。
3. 反应过程：在高压水热条件下进行化学反应，一般需要数分钟至数小时不等。
4. 冷却处理：待反应结束后，关闭微波发生器和冷却系统，并将样品取出进行冷却处理。
四、优缺点1. 优点：(1) 高效快速：微波辐射和高压水热技术可以在较短时间内完成化学反应，提高了合成效率和速度。
(2) 环保节能：微波水热合成仪能够减少有机溶剂的使用量，降低环境污染和能源消耗。
(3) 可控性强：通过调节微波功率、温度、压力等参数，可以精确控制反应过程，提高反应的稳定性和重复性。
(4) 适用范围广：微波水热合成仪可以用于有机合成、无机合成、材料制备等领域，具有广泛的应用前景。
2. 缺点：(1) 设备价格较高：微波水热合成仪的价格相对较高，对实验室经费要求较高。
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多功能微波可调频化学反应系统
多功能微波可调频化学反应系统是先欧经历多年探索，首次突破国际标准频率915MHZ 和2450MHZ以外，针对特殊需求研制而成，主要用于探索更多频率、变频过程以及变频脉冲对物质的微波热效应（吸收均匀性、升温速率、滞后及过冲现象）和非热效应（电效应、磁效应、电化学效应等）。
探索特定频率下微波消解、合成、催化和萃取等反应的变化和产物；研究变频微波对有机、无机化合物、药物中间体以及纳米材料制备过程的影响；开发以煤脱硫为代表的能源燃料及其新能源产品。
多功能微波变频化学反应系统作为微波领域首创的多波段新型反应仪器必将引领工程及制造行业跨越式的发展。
本仪器又名：无极调频微波化学反应仪，低频段变频微波化学反应器，可调频紫外微波化学反应系统，多功能微波可调频化学反应系统
二、系统特点：
●采用脉冲式水冷微波发生系统，功率输出稳定、场强分布均匀；微波功率可微调；
●全时段程序设定，可进行控温微波处理、定时微波处理、功率脉冲控制、变频脉冲控制；
●实现了可视化界面控制、高精度程序控温、多通道数据储存，以及定向传输等功能。
●反应釜可选配聚四氟乙烯或者耐高温、耐腐蚀玻璃材料，通过低温冷却真空泵系统可做超低温微波真空干燥或其他无水反应、低温反应、聚合反应等；
●可选配温度（或压力）控制并带磁力搅拌或者振荡装置的聚四氟乙烯消解罐（水热合成反应釜）；
●参数控制部分采用高灵敏触摸屏操作系统，所有参数可编程式控制，五组实验数据储存；
●仪器配有10寸超薄、超高清、多功能液晶大屏幕显示；
●配高精度非接触式红外测温或接触式光纤、铂金传感测温系统，实时准确检测反应温度，准确控制反应进程温度；控制范围：0-500℃，控温精度：≤±1℃；；
实时准确检测反应温度，准确控制反应进程温度；控制范围：室温-500℃，控温精度：≤±1℃；
●采用独有的变频式鼓风散热与程序控制制冷装置，使腔体内温度保持恒定；
●工作时间：可连续工作，在0-9999s可调；
●配不同速度的磁力搅拌和机械搅拌、振荡和样品升降装置，以便与微波联用；
●仪器自带玻璃导管与氟胶导管，采用开放式反应体系，可安装滴液漏斗和冷凝管等进行回流反应，亦可以实现在线分析环境、生物、药物等样品；
●具有超温和传感器异常保护，高可靠性、安全性；
●采用不锈钢内外壳，防磁性，以防止磁性材料进入腔体，打破内件结构，经久耐用；
●可应用于生物、医学、化学、制药、食品、化妆品、环保等实验室研究及企业生产；
●整台仪器均采用国内外最先进技术与先进材料制成，外观新颖，微波泄露符合国家标准；
实物图
多功能微波可调频化学反应系统选型表：
型号微波功率微波频率处理量（ml）磁控管冷却方式搅拌方式
XO-KP900 100~500W 600~900MHz 0.5~500ml 水冷方式机械和磁力搅拌XO-KP950 100~500W 750~950MHz 0.5~500ml 水冷方式机械和磁力搅拌。