微波技术原理及其在化学化工领域的应用
应用微波消解技术处理污染土壤的实验研究
![应用微波消解技术处理污染土壤的实验研究](https://img.taocdn.com/s3/m/44d5ce387dd184254b35eefdc8d376eeaeaa17a9.png)
应用微波消解技术处理污染土壤的实验研究随着工业化的发展和城市化进程的加快,土壤污染问题越来越严重。
例如,过去的化工厂和废水处理厂等单位会排放大量有害物质,长时间的累积导致周边的土壤已经严重受污染。
治理污染土壤是当今社会的一项重要任务,应用微波消解技术是目前一种比较有效的治理方式。
本文通过对污染土壤的微波消解实验研究,探讨该技术的应用效果和可能存在的问题。
一、微波消解技术的原理微波消解技术是指利用微波在短时间内让样品不断地产生热能,加速样品分解的一种工业化技术。
其原理是当微波穿过物质时,会产生大量的能量,这种能量可以通过转化为热量使样品产生巨大的温升,从而实现样品的分解和消解,进而达到治理的传统污染技术无法比拟的效果。
二、微波消解技术处理污染土壤的实验研究为了研究微波消解技术对污染土壤的效果,我们在实验室对不同程度的污染土壤进行了微波消解处理。
在实验中,我们从不同出产地址的废弃化工厂等单位收集了一定量的土样,经过样品处理后用微波消解技术进行了处理。
实验结果表明,微波消解技术对污染化学物的处理效果很好,可将土壤中的难分解有机物和重金属等物质快速降解。
实验在3分钟的时间内即可处理出符合各项标准和法规的无毒土壤。
除此之外,针对实验过程中出现的一些问题和不足,我们也有一些总结和思考。
三、可能存在的问题通过实验我们发现,尽管微波消解技术能够在较短的时间内使样品中的有机物和重金属产生分解和消解,但也存在一些问题和不足。
首先,微波消解技术需要用到较高功率的微波炉,这种设备的生产和维护都需要较高的成本。
其次,实验中我们发现微波炉强制加热过程中会产生严重的噪音和水汽,如果对设备使用和维护不够到位的话,这种因素很容易受到影响并导致实验结果不准确。
最后,微波炉强制加热过程中也会产生一定的放射性,对实验或生产人员的健康造成潜在风险。
结论为了解决污染土壤问题,微波消解技术可作为一种有效的治理方法。
实验结果表明,微波消解技术可以在较短的时间内有效治理污染土壤,但也存在一定的成本和风险。
2-3微波与超声波
![2-3微波与超声波](https://img.taocdn.com/s3/m/0b7433f60242a8956bece46c.png)
度时,液体中某些区域形成局部的暂时负压,使液体
中的微气泡生长增大,随后又突然破裂,导致气泡附 近的液体产生强烈的激波,形成局部的高温高压。 空
化泡崩溃时,极短时间内在空化泡周围极小的空间产
生5000k以上的高温和大约50MPa的高压。
因反应大多数是在载体上进行,限制了参加反应的反
应物的用量,制约了适用的范围。 例:
R R' OH ZSM-5 MWI R R' O
在CH2Cl2中反应时间为20~60min,在无溶剂下的 反应时间为10~120s,收率相等。
例
微波技术使Fries重排顺利进行
OH O O O CH3 AlCl3. ZnCl2/硅 胶 MWI CH3
微波与超声波技术
第一节 微波技术
微波是指频率在300MHz~300GHz(波长1m~1mm)范 围的电磁波,位于电磁波谱的红外辐射和无线电波之间。
微波在化学上的 应用形成了微波 化学这一新兴学 科领域。
微波与气态物质作用,使气体转变成等离子体,进 而在各种化学反应中加以利用,即微波等离子体化学。
微波直接作用于化学反应体系而促进各类化 学反应的进行,这就是通常意义上的微波化学。
通常将频率为 2×104~109Hz的声波叫超声波。它 是由一系列疏密相间的纵波构成的,并通过媒质的四
周传播。
1. 超声合成
H3C
KMnO4, t-BuOH, H2O ))) 5min
OH H3C OH
超声波5min,产率80%;常规搅拌30h,产率55%
CH3 H3C KMnO4 )))
COOH CH3
极性分子由于分子内电荷分布不平衡,在微波场中能迅 速吸收电子波的能量,通过分子偶极作用以每秒 4.9×109 次
《微波氧化技术》课件
![《微波氧化技术》课件](https://img.taocdn.com/s3/m/2c0be05e974bcf84b9d528ea81c758f5f61f29dd.png)
1986年,微波氧 化技术首次被提出
1990年代,微波氧 化技术在环境工程 领域得到广泛应用
2000年代,微波氧 化技术在材料科学 、化学工程等领域 得到进一步发展
2010年代,微波氧 化技术在生物医学 、食品科学等领域 得到广泛应用
食品工业:食品加工、食品 保鲜、食品消毒等
化工行业:有机合成、催化 剂制备、精细化工等
精细化工:微波氧化技术可以 用于精细化工产品的合成和精 制
石油化工:微波氧化技术可以 用于石油化工产品的合成和精 制
废水处理:微波氧化技术可以 有效去除废水中的有机物和重 金属离子
农药生产:微波氧化技术可 以用于农药的生产和精制
医药生产:微波氧化技术可 以用于医药的生产和精制
食品加工:微波氧化技术可 以用于食品的加工和精制
易于控制:微波加 热易于控制,可以 精确控制反应温度 和时间
设备成本高:微波氧化设备需要较 高的成本投入
反应条件苛刻:微波氧化技术需要 特定的反应条件,如温度、压力等
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
操作难度大:微波氧化技术需要专 业的操作人员
产物分离困难:微波氧化技术产生 的产物分离困难,需要特殊的分离 技术
生物医药领域:药物合成、生 物样品处理等
PART SEVEN
微波氧化技术在环 保领域的应用将越 来越广泛
微波氧化技术在材 料科学领域的应用 将越来越深入
微波氧化技术在生 物医学领域的应用 将越来越受到重视
微波氧化技术在能 源领域的应用将越 来越具有潜力
提高微波氧化效率:通过优化微波频率、功率和反应时间等参数,提高微波氧化效率。 扩大应用领域:将微波氧化技术应用于更多领域,如废水处理、土壤修复、生物质转化等。 降低成本:通过改进微波反应器设计和材料选择,降低微波氧化技术的成本。 提高环保性能:研究微波氧化技术对环境的影响,提高其环保性能。
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](https://img.taocdn.com/s3/m/b1774b6b3d1ec5da50e2524de518964bcf84d2eb.png)
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。
微波与等离子体
![微波与等离子体](https://img.taocdn.com/s3/m/c025d2300b4e767f5acfce8a.png)
*工业、科学和医学用的频率有 433 MHz 、915
MHz 、2450 MHz 、5800 MHz 、22125 MHz 。 目前国内用于工业加热的常用频率为915 MHz和 2450 MHz 。
灭菌
4.3 微波在无机化学中的应用
合成催化材料
在分子筛催化剂合成方面引入了微波加热方法,在 其它工艺条件相同时,所用时间仅为传统加热方式的 1/30-1/40.
• 3.6 信息性
由于微波频率很高,其可用的频带很宽, 可达数百甚至上千兆赫兹,这意味着微波 的信息容量大,所以现代多路通信系统, 包括卫星通讯系统,都是工作在微波波段。
4 微波的应用
雷达和通讯
加热和灭菌 在无机化学中的应用
4.1 雷达和通讯
卫星通讯
4.2 加热和杀菌 *对食物加热的频率:2450 MHz(波长为 12.24cm)
光刻胶刻蚀
首先,使光刻胶 层顶部曝光形成 图形。第二步, 将光刻胶暴露在 含硅的气体中使 光刻胶被硅化。 最后一步,用氧等 离子体把光刻胶 各向异性地刻蚀 掉。
1.3 按热力学平衡分类
根据离子温度与电子温度是否达到热平衡,可 把等离子体分为三类:
*完全热力学平衡等离子体:当整个等离子体系统
T> 5000K时,体系处于热平衡状态,各种粒子的 平均动能都相同,这种等离子体称为热力学平衡 等离子体,简称平衡等离子体;
*局域热力学平衡等离子体:就是局部处于热力学
超短波
红外光
2 微波的产生
微波通常由直流电或50Hz交流电通过一特殊的 器件来获得。 产生微波的器件有许多种,但主要分为两大类: 半导体器件和电真空器件。电真空器件是利用电 子在真空中运动来完成能量变换的器件,或称之 为电子管。在电真空器件中能产生大功率微波能 量的有磁控管、多腔速调管、微波三、四极管、 行波管等。在目前微波加热领域特别是工业应用 中使用的主要是磁控管及速调管。
微生物强化浸出及微波技术在黄铜矿冶金中的运用
![微生物强化浸出及微波技术在黄铜矿冶金中的运用](https://img.taocdn.com/s3/m/109a08fe77eeaeaad1f34693daef5ef7ba0d12c4.png)
15Metallurgical smelting冶金冶炼微生物强化浸出及微波技术在黄铜矿冶金中的运用李正中(云南锡业股份有限公司铜业分公司,云南 蒙自 661100)摘 要:在以往的湿法炼铜工艺中,应用微生物的氧化活性,通过加热搅拌的方式进行黄铜矿的浸出,但是浸出效率不高,应用微生物强化浸出技术,比如,在浸出液中加入适当的金属阳离子,或者是表面活性剂,改善微生物的遗传物质,提高微生物的活性,从而提升浸出效率。
运用微波电磁波的穿透性,以及热效应和非热效应,通过加热黄铜矿,起到很好的催化作用,可加快黄铜矿的浸出效率,与传统的加热方式相比,微波技术加热的可选择性,以及浸出无污染的特性,使其在冶金行业中得到一定的应用,在倡导环境保护的今天,具有十分广阔的推广前景。
关键词:微生物强化浸出;微波技术;黄铜矿冶金中图分类号:TF18 文献标识码:A 文章编号:11-5004(2020)18-0015-2收稿日期:2020-09作者简介:李正中,男,生于1979年,汉,云南大理人,本科,冶炼工程师,研究方向:有色冶金。
湿法炼铜是一种非常环保的冶金技术,与火法冶金相比,其不会产生SO 2,对环境的污染程度较小,受到了冶金行业的普遍关注。
湿法炼铜的浸出技术较多,比如,生物堆浸、微生物浸出、搅拌堆浸、加压浸出等,其中,微生物浸出受到的关注度教高,其对环境的污染非常小,并且冶金投入的成本低,在冶金行业内应用较为普遍。
1 微生物强化浸出在黄铜矿冶金中的运用低品位硫化铜矿是冶炼黄铜的主要矿物质,而其中黄铜的浸出对技术要求较高,并且浸出困难,需要强化微生物的浸出能力,提高浸出的效率,可以应用以下措施,增强微生物的活性,从而加快浸出速度,缩短浸出时间。
1.1 微生物浸出原理微生物浸出的原理是,利用其细菌的氧化性,与矿石中的低价硫发生反应,细菌获取了生长所需的营养物质,同时细菌通过培养基,获取N、K、P,和其他微量元素,满足自身生长繁殖的需求,再与矿石中的二价铁发生氧化反应,生成三价铁,而三价铁具有很强的浸出能力,可用于浸出难度大的矿石冶金中。
化学合成中微波技术的应用
![化学合成中微波技术的应用](https://img.taocdn.com/s3/m/1e8e0bf304a1b0717fd5dd75.png)
基 的保护基 同时被 去掉 , 收率达 9 2 %, 而用通 常的方 法, 达 到近似 的收率 , 则反 应时间长达 4 0 h 。 微波促 进烷 基化 反应有 较 多的 报导 , B r a m 等报 导 了羧 酸烷 基化 生 成羧 酸酯 , 将 醋酸 的钾 盐吸 附在三 氧化 二铝上 , 加 入溴 代正 辛烷, 在微 波 下 辐射 2 a r i n , 得到 乙酸 正辛 酯, 收率为 8 0 %。邻苯 二 甲酰亚 胺 N 一烷 基 化 反应 , 先 将 卤代 烷吸 附在碳 酸钾 上, 再与 邻苯二 甲酰 亚胺 混合 , 将此 混 合 物微波 辐 射 4 ~ 1 0 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱm i n , 可以 9 5 %的 收 率 制 得 N一烷 基 邻 苯 二 甲酰
寡 壁 堑 一
Ch i n a Che mi c a l Tr a d e
中国化工贸易
,
麓
化学合成 中微波技术的应用
李建庆
( 江苏 剑牌农化 股份有 限公 司 .江 苏建湖 2 2 4 7 0 0) 一
摘
阐述 。
要 :随着改革开放 以来我 国科技的 高速发展 ,微波技 术也向前迈出了一大步,文章对微波辐射在有机 合成及 无机合成上 的应 用进行 了简要
亚胺 。
制备 。一芳基 一 N, N二 甲基 硫代氨 基 甲酸 酯 『 l 4 1 是 微 波促进 芳 氧基 化 的一个 例子, 先 将芳香族 酚吸附在含 有氟化钾 的三氧化二 铝上, 再与二 甲基硫 代氨基 甲酰氯 混合, 在微波 辐射 下生成 O 一芳基 N , N 一二 甲基硫 代氨基 甲酸酯, 该 化合物又 可 以在微 波辐射下 重排为 s 一芳基 一 N , N 一二
微 波辐射 加热 与传统 加热技 术有着 本质 的区别 , 前者 是在物质 受 到 微波 辐射 后分子从 相对静 态瞬 间转变 成动态 , 分子 偶极 以每秒数 十亿 次 的高速旋转 产生热 量, 由于此瞬 间变态是在物 质 内部 进行的, 故常称为 内 加热 。而 传统 加热方 式是靠 传导 和对 流进行 的称 为外 加热 。 内加 热具 有 加热速 度快, 受热 体系 均匀等特 点, 外加热 方式进 行的 的反 应常常需要 几 小时甚至 几十 小时才能 完成, 微 波反应往往 在几分 钟内就能 完成, 可 以 避 免反应 物长时 间加热 而 引起副反应 , 因此在加 速反应 的 同时可 以提 高
微波技术在化学领域的应用
![微波技术在化学领域的应用](https://img.taocdn.com/s3/m/9c571a2482c4bb4cf7ec4afe04a1b0717ed5b340.png)
微波技术在化学领域的应用周维磊;白锁柱;王锐【摘要】微波是一项能促进化学反应的新技术,对化学过程有非常独特的影响。
本文主要从三个方面概括了微波辐射技术在化学领域中的应用,并阐述了微波加热的机理。
利用微波技术不仅具有条件温和、能耗低和加热速度快,而且还具有热能利用率高以及产品质量高等优点,因此将技术应用在化工、环境和生物等领域具有更为广阔的应用前景。
%Microwave speeding up chemistry reaction is a new technology that microwave energy may have a unique ability to influence chemical processes. the application of microwave in chemistry from there aspects was summaried and its reaction mechanism of microwave heating was explored. There were not only mild conditions, low energy consumption and heating speed for using microwave technology, but also advantages of high heat energy utilization rate and high product quality, so the technology can be applied to chemical industry, environment and biology, and other fields with a wider application prospect.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2015(000)020【总页数】2页(P20-21)【关键词】微波;化学;微波加热机理【作者】周维磊;白锁柱;王锐【作者单位】内蒙古民族大学化学化工学院,内蒙古通辽 028000;内蒙古民族大学化学化工学院,内蒙古通辽 028000;辽宁石油化工大学化学化工与环境学部,辽宁抚顺 113001; 大连理工大学化工学院精细化工国家重点实验室,辽宁大连116024【正文语种】中文【中图分类】O614.121微波是一种电磁波,波长1~1000 mm,频率为0.3~300 GHz。
工业生产中的微波加热技术
![工业生产中的微波加热技术](https://img.taocdn.com/s3/m/a818ff7832687e21af45b307e87101f69e31fbc7.png)
工业生产中的微波加热技术随着科技的不断发展,微波技术在工业生产中的应用已经越来越广泛,其特点在于加热效率高,加热速度快,且可以对不同材料进行加热处理。
现今,微波加热技术已被广泛应用在食品、医药、化工、纺织等许多不同行业领域,本文将从微波加热技术的实质、适用场景、优点缺点以及未来展望等方面来进行论述。
一、微波加热技术的实质微波加热即指利用电磁波所产生的能量对物体进行加热的一种方式,其中电磁波波长在1mm至1m之间的为微波。
当电磁波通过物体时,这些能量会在物体内发生转换,并以热能形式释放出来,使物体产生加热现象。
因此,微波加热技术在工业生产中是一种独特、高效的加热方式,它的加热效率比传统的加热方式高出几倍。
二、微波加热技术的适用场景1、食品工业:例如膳食营养食品、农产品、方便食品、干果类、饲料等。
2、医药工业:该行业净化水分较高的药品粉末、医学中的热疗领域等等。
3、纺织工业:织物干燥、印染、胶合、亚麻布烘干等领域。
4、化工工业:吸水树脂的干燥加热、超声波医学、聚氨酯泡沫材料干燥等。
微波加热技术在不同场景中具有独特的优点,对于物体的表面与内部都可以达到一高加热效率的作用。
三、微波加热技术的优点和缺点1、优点(1)高效、快速:微波加热的加热效率较高,加热速度也较快,可以使物体内部迅速达到温度。
比传统的加热方式,如电加热、火加热等,快速3-5倍,甚至更多。
(2)纯净、卫生:与其他加热方式相比,微波加热没有明火,无燃烧产物,因此加热的物体会更加纯净和卫生。
(3)多功能、高度适应性:微波加热对不同类型的物体均适用,能够加热生物、化学和物理等不同领域的物体。
同时,它也适用于不同的尺寸和形状的物体。
(4)省时省能:微波加热技术不仅加热效率高,还可以节省能源,减少生产成本。
2、缺点(1)价格昂贵:微波加热技术是比较先进的技术,因此价格较高,不是每个企业都能承受。
(2)均匀性差:由于电磁波强度的差异性,导致物体内外的温度分布不均匀,需要对设备进行特殊的设计。
真空微波技术及设备简介
![真空微波技术及设备简介](https://img.taocdn.com/s3/m/5e4c918fab00b52acfc789eb172ded630b1c989a.png)
真空微波技术及设备简介真空微波技术是一种先进的加工技术,广泛应用于材料加工、食品工业、化学工业等领域。
它利用微波的特殊性质,在真空环境中对物料进行加热、干燥、熔融、蚀刻等处理,以达到特定的工艺效果。
首先,让我们来了解一下微波技术的原理。
微波是指频率在300MHz-300GHz之间的电磁波,具有穿透性和非穿透性两种特性。
在真空环境中,微波的传播不受空气的影响,可以更好地集中能量,提高加工效率。
同时,微波的频率和功率可以根据需要进行调整,以满足不同工艺的需求。
真空微波技术的应用范围非常广泛。
在材料加工领域,它可以用于制备纳米材料、陶瓷材料、金属材料等高性能材料,以及进行表面处理、蚀刻等精细加工。
在食品工业中,它可以用于杀菌、灭菌、干燥、加热等工艺,提高食品的卫生安全性和保存期限。
在化学工业中,它可以用于合成高纯度化学品、催化剂、药物等,提高产品的质量和纯度。
相比传统技术,真空微波技术具有许多优点。
首先,它可以实现快速、均匀的加热,提高了加工效率和产品质量。
其次,它在真空环境中进行加工,避免了空气中的氧气、水蒸气等杂质对加工过程的影响,可以得到更加纯净的产品。
此外,真空微波技术还可以实现自动化、连续化生产,降低了生产成本和人工操作的风险。
图1可称重式真空微波干燥试验机微波真空干燥百合(左)蒲公英(右)微波真空设备特点1) 效率高:其干燥效率为常规干燥的4-10倍;2) 热分布好:由于微波对水分子的选择性加热,物料内部水分高,加热时由内向外,与水分扩散方向一致而且内外温差小,不会出现常规干燥热分布不匀的现象;3) 易于控制:微波发生真空度调整即可通过触摸屏操作控制,也可以通过电脑控制,设备装有专用的针孔摄像头,观察干燥的全过程;4) 红外与光纤实时测温,实现温度精准自动控制;5) 实现在线实时称重,全程了解干燥中物料重量的变化规律和变化参数;6) 干燥腔体采用304不锈钢材质,抛光处理,耐腐蚀,耐压,安全可靠,易清洗;7) 设备集成化程度高,功能齐全,能耗经济。
微波技术及在化学化工中的应用
![微波技术及在化学化工中的应用](https://img.taocdn.com/s3/m/6d5ecdc958f5f61fb73666c7.png)
1991年D. Michael P.Mingos 等人设计了可以调节反应 釜内压力的密封罐式反应器;它可以有效控制反应体系的压
力,从而达到控制温度的目的,但它只能粗略的控温。
1992年Kevin D. Raner 等人成功地运用计算机技
术实现了对微波反应温度的监测;
1995年Kevin D. Raner等人发展了密闭体系下
微波的杀菌作用
微波杀菌是利用了电磁场的热效应和生物效应的共同作用的结果。微 波对细菌的热效应是使蛋白质变化,使细菌失去营养,繁殖和生存的 条件而死亡。微波对细菌的生物效应是微波电场改变细胞膜断面的电 位分布,影响细胞膜周围电子和离子浓度,从而改变细胞膜的通透性 能,细菌因此营养不良,不能正常新陈代谢,细胞结构功能紊乱,生 长发育受到抑制而死亡。此外,微波能使细菌正常生长和稳定遗传繁 殖的核糖核酸[RNA]和脱氧核糖核酸[DNA],是由若干氢键松弛,断 裂和重组,从而诱发遗传基因突变,或染色体畸变甚至断裂。 医疗垃圾具有毒性,一般的处理方法难以杀菌。医疗废物在转移运输 前会对医疗废物进行粉碎,再用微波进行处理。不仅可以起到杀菌的 作用还可以将废物的体积减小60%到90%。用微波处理的垃圾比焚烧 更方便,时间更短。
微波是频率在300MHz到3000GHz的电波, 被加热介质物料中的水分子是极性分子。它 在快速变化的高频电磁场(微波)作用下, 其极性取向将随着外电场的变化而变化。造 成水分子的自旋运动的效应,此时微波场的 场能转化为介质内的热能,使物料温度升高, 产生热化等一系列物化过程而达到微波加热 干燥的目的。
微波发射器
微波的热效应
微波对生物体的热效应是指由微波引 起的生物组织或系统受热而对生物体 产生的生理影响。热效应主要是生物 体内有极分子在微波高频电场的作用 下反复快速取向转动而摩擦生热;体 内离子在微波作用下振动也会将振动 能量转化为热量;一般分子也会吸收 微波能量后使热运动能量增加。
工业微波 加热 可以达到的温度
![工业微波 加热 可以达到的温度](https://img.taocdn.com/s3/m/9613daf968dc5022aaea998fcc22bcd127ff4263.png)
标题:探讨工业微波加热所能达到的温度一、前言工业微波加热作为一种先进的加热方式,被广泛应用于食品加工、材料处理、化工生产等领域。
在工业生产中,人们常常会关注微波加热能够达到的温度范围。
本文将从深度和广度的角度探讨工业微波加热所能达到的温度,以帮助读者更全面、深入地理解这一技术。
二、微波加热原理及特点1. 微波加热原理微波是一种高频电磁波,具有穿透性强、能量密度高的特点。
在微波加热过程中,物质吸收微波能量后,分子振动增加,从而产生热量,实现加热的目的。
2. 微波加热特点与传统的对流、传导加热方式相比,微波加热具有加热均匀、速度快、能源利用率高的优势。
这使得微波加热在工业生产中得到广泛应用,成为研究热点之一。
三、工业微波加热能够达到的温度范围1. 低温微波加热在食品加工、医药领域,常常需要进行低温加热。
微波加热可以实现精准控温,将温度控制在较低范围内,保持食品或药品的营养成分和活性物质。
2. 中温微波加热在材料处理、化工生产中,中温微波加热可以达到数百摄氏度的高温,满足不同材料加工的需求。
在这一温度范围内,微波加热可以实现快速加热及非接触加热的优势。
3. 高温微波加热部分工业领域需要高温加热,以完成特定工艺要求。
通过定制化的微波加热设备,可以实现数千摄氏度的高温加热,满足金属材料处理等特殊领域的需求。
四、工业微波加热在实际生产中的应用1. 食品加工工业微波加热在食品加工中可以实现精准的环境温度控制,保持食品的营养和口感,同时能够快速杀菌,延长食品的保质期,受到了食品行业的青睐。
2. 材料处理在材料处理工艺中,微波加热能够实现快速加热、能耗低、环保等优势,被广泛应用于橡胶硫化、木材干燥等领域。
3. 化工生产化工生产中,微波加热可以实现高温反应的控制,提高反应效率,降低能耗,减少产品污染,已成为化工生产的重要技术手段。
五、总结与展望通过对工业微波加热所能达到的温度范围进行全面探讨,我们了解到微波加热在低温、中温和高温方面都具有广泛的应用前景。
微波加热技术的原理及应用
![微波加热技术的原理及应用](https://img.taocdn.com/s3/m/ca9a38ee29ea81c758f5f61fb7360b4c2e3f2a08.png)
微波加热技术的原理及应用微波加热是一种高频电磁波加热技术,具有高效、节能、环保等优点,被广泛应用于食品、化工、医药、材料等行业。
下面我们将从微波加热的原理、应用范围、优缺点等方面深入探讨。
一、微波加热技术的原理微波加热是指将高频电磁波辐照在物体表面并使其加热的过程,其中的物理效应主要包括电磁波通过物体时的电磁能量转换和热能传递。
电磁波在通过物体时,会引起物体内部分子的振动和摩擦,使物体内的分子碰撞和摩擦加剧,从而使物体内部快速地产生热量,实现加热的作用。
因为微波加热只需要将能量直接传递到物体内部,而不需要通过传导或对流等方式来进行热能传递,所以微波加热的加热速度比传统加热方式要快得多。
二、微波加热技术的应用范围微波加热技术具有高效、节能、环保等优点,被广泛应用于食品、化工、医药、材料等行业。
1. 食品加工微波加热技术可以快速地加热食品,并能够保持其营养成分和风味,避免了传统加热方式中因长时间加热而导致的营养成分流失和口感变差的问题。
在食品加工中,微波加热技术被广泛应用于快餐、方便面、蛋糕、面粉制品等。
2. 化工领域在化工领域中,微波加热技术被广泛应用于化学反应、干燥和脱水等过程。
微波加热技术不会引起副反应和污染,能够大幅提高化学反应的效率和精度,节省反应时间和原料成本。
此外,在某些需要高温干燥和脱水的化工领域,微波加热技术也有着广泛的应用。
3. 医药领域在医药领域,微波加热技术主要用于加热和干燥药材,从而避免长时间加热过程中药材中营养成分的流失和药效的降低。
微波加热技术还可用于制药中的萃取、涂层和干燥等过程,提高药品品质和安全性。
4. 材料领域在材料领域中,微波加热技术可用于多种材料的加工和制造,例如石墨烯、陶瓷、玻璃、金属等。
微波加热技术可以加速材料的加工和烧结过程,提高材料的品质和性能,同时还能够减少环境污染和能源浪费。
三、微波加热技术的优缺点微波加热技术具有高效、节能、环保等优点,但同时也存在一些缺点。
微波加热技术在工业生产过程中的应用
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微波加热技术在工业生产过程中的应用一、微波加热技术的基本概念与原理微波加热技术是一种新型的非接触性加热方法,它利用微波的非电离辐射作用使加热物质分子内部摩擦产生热能,从而达到加热的目的。
微波的特点是它的波长为0.1~1米之间,具有较强的渗透力和穿透力,因此能够快速、均匀地将物质内部各部位加热。
此外,微波加热还具有高效、节能、环保等优点,因此被广泛应用于工业生产中。
二、微波加热技术在化工行业中的应用化工生产中,微波加热技术可广泛应用于各种化工反应,如聚合反应、酯化反应、氧化反应等。
与传统加热方法相比,微波加热技术具有以下优点:1.提高反应速度:微波能够快速将反应物加热至所需温度,从而促进反应的进行,缩短反应时间。
2.提高反应选择性:微波加热具有非均相效应,即对于不同的物质和反应,微波加热的选择性不同,可以选择性地加热特定的反应物,从而提高反应选择性。
3.提高产率:微波加热能够提高化学反应的产率和收率,从而节约原材料和能源,减少生产成本。
4.缩小反应池体积:微波加热技术不需要传统的加热器具,只需要安装微波发生器和接收器,因此可以大大缩小反应池的体积,提高生产效率和经济效益。
三、微波加热技术在食品行业中的应用微波加热技术在食品行业中应用广泛,如食品加工、储藏、保鲜等方面。
其特点是加热速度快,可以在较短时间内将食品加热至所需温度,保持食品的色、香、味、形不变,避免了传统加热方法中热损失和物质损失的问题,提高了食品的品质和口感。
微波加热技术还可以用于蒸煮、烘焙、烤制、熟化、干燥等多种加工方法中。
同时,微波加热技术还可以用于食品加工中的消毒、杀虫、除味等方面,提高了食品加工的卫生水平和品质。
四、微波加热技术在医药行业中的应用微波加热技术在医药行业中主要应用于药物的制备、提取、干燥等方面。
其特点是加热速度快,节省时间和能源,提高生产效率和经济效益。
此外,微波加热还可以保持药物中一些有效成分的活性,避免传统加热方法中可能会造成的成分破坏和损失。
微波加热原理
![微波加热原理](https://img.taocdn.com/s3/m/c2f1af2d793e0912a21614791711cc7930b77870.png)
微波加热原理微波加热是一种高效、快速、节能的加热方式,广泛应用于食品加工、化工、医药等领域。
微波加热原理是指利用微波在物质内部产生的分子摩擦热来实现加热的过程。
微波是一种电磁波,其频率在300MHz至300GHz之间,波长在1mm至1m之间。
微波加热的原理主要包括微波的穿透、吸收和转换三个过程。
首先,微波穿透物质的能力是微波加热的基础。
微波在穿透物质时会引起分子的振动和转动,从而产生热量。
不同物质对微波的穿透能力不同,这取决于物质的介电常数和损耗因子。
介电常数越大,物质对微波的吸收能力越强,因此微波加热更为有效。
而损耗因子则决定了物质对微波的吸收损耗程度,损耗因子越大,微波加热效果越好。
其次,微波在物质内部被吸收后,会引起分子的摩擦运动,从而产生热量。
这种摩擦热是微波加热的主要来源,也是微波加热快速、均匀的原因。
由于微波能够直接作用于物质内部,因此在短时间内就能将物质加热至所需温度,而且由于微波加热是从内部向外部传导热量,因此可以实现快速均匀加热,避免了传统加热方式中表面和内部温度差异过大的问题。
最后,微波加热过程中,物质内部的电能会被转化为热能。
当微波穿透物质时,会使物质内部的分子发生极性转变,从而产生极化效应。
这种极化效应会导致分子之间的摩擦运动,产生热量。
因此,微波加热是一种直接将电能转化为热能的加热方式,不需要通过传导或对流来传递热量,因此效率更高。
综上所述,微波加热原理是利用微波在物质内部产生的分子摩擦热来实现加热的过程。
通过微波的穿透、吸收和转换三个过程,实现了快速、均匀、高效的加热效果。
微波加热在食品加工、化工、医药等领域有着广泛的应用前景,是一种非常有前景的加热方式。
微波辅助电解还原技术
![微波辅助电解还原技术](https://img.taocdn.com/s3/m/8ed4c31df11dc281e53a580216fc700abb685208.png)
其他领域应用案例
有机合成领域
该技术可在有机合成过程 中实现高效、绿色的还原 反应,提高合成产物的纯 度和收率。
环境保护领域
微波辅助电解还原技术可 用于土壤修复、大气污染 治理等方面,为环境保护 提供新的技术手段。
新能源领域
该技术可与新能源技术相 结合,如光催化、电催化 等,开发新型的高效、环 保的能源利用方式。
过程控制策略与实现
温度控制
通过实时监测反应温度并调整微 波功率或冷却水流量等参数,实
现反应温度的稳定控制。
压力控制
对于涉及气体生成或消耗的反应 ,需通过调整反应器压力来控制
反应过程。
自动控制系统
利用PLC或DCS等自动控制系统 ,实现对微波功率、电解液流量 、温度、压力等参数的实时监测 和自动调节,确保反应过程的稳
定和优化。
04
CATALOGUE
微波辅助电解还原技术应用案例
废水处理领域应用案例
印染废水处理
通过微波辅助电解还原技术,可 有效降解印染废水中的有机污染 物,提高废水的可生化性,降低
处理成本。
制药废水处理
该技术能够针对制药废水中难降解 的有机物进行高效处理,实现废水 的达标排放。
重金属废水处理
微波辅助电解还原技术可将废水中 的重金属离子还原为金属单质或沉 淀物,从而去除重金属污染。
03
尽管微波辅助电解还原技术在实验室阶段已取得一定成果,但
其反应机理尚未完全明确,限制了技术的进一步发展。
技术发展趋势预测
01
微波场均匀性控制技术的改进
未来研究将致力于开发更先进的微波场控制技术,以提高微波场的均匀
性,从而提高反应效率和产物质量。
02
新型电极材料的研发
微波合成对苯并咪唑苯氧乙酸的实验报告
![微波合成对苯并咪唑苯氧乙酸的实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/d207086a58fafab069dc0218.png)
微波合成实验摘要:简要论述了微波促进有机反应的原理和微波加热的特点。
详细地描述本次微波合成对苯并咪唑苯氧乙酸的过程。
在微波作用下,氯乙酸与对羟基苯甲醛合成对醛基苯乙酸,并以此产物和邻苯二胺为原料,合成对苯并咪唑苯氧乙酸。
并将产物用红外光谱、紫外光谱等进行表征证明。
关键词:对苯并咪唑苯氧乙酸;微波辐射;合成;表征。
前言:苯并咪唑衍生物是一类结构特殊的杂环化合物,被广泛用作环氧树脂固化(促进)剂、药剂、尿烷触媒、铜的防锈、炸药控制剂以及电解质等,是重要的基础化工材料。
苯并咪唑及其衍生物在农药和医药领域是一类重要的活性物质,具有广谱的生物活性。
由于其结构的优越性和生理活性、反应活性及其他优良特性,它的应用十分广泛,因此,苯并咪唑衍生物的合成及其生物活性受到广泛关注。
苯并咪唑类化合物的传统合成方法是:邻苯二胺及其衍生物在催化剂及较高的温度和较大的压力的同时作用下与羧酸、醛类经多步反应而得,反应所需的时间较长,副反应多且产率低。
鉴于微波辐射能有效加速有机反应,具有缩短加热时间、产率高、对环境友好等优点。
本实验在微波作用下,先将氯乙酸与对羟基苯甲醛合成对醛基苯乙酸,并将此产物和邻苯二胺反应合成对苯并咪唑苯氧乙酸。
微波是频率大约在 300 MHz~300 GHz,即波长在 1000~1 mm 范围内的电磁波,它位于电磁波谱的红外光波和无线电波之间。
目前关于微波加速有机反应的机理,化学界存在着两种观点。
一种观点认为,虽然微波是一种内加热,具有加热速度快、加热均匀无温度梯度、无滞后效应等特点,但微波应用化学反应仅仅是一种加热方式,与传统加热反应并无区别。
他们认为微波应用于化学反应的频率 2450 MHz 属于非电离辐射,在与分子的化学键共振时不可能引起化学键断裂,也不能使分子激发到更高的转动或振动能级。
微波对化学反应的加速主要归结为对极性有机物的选择加热,既微波的致热效应。
另外一种观点则认为微波对化学反应的作用,一是使反应物分子运动剧烈,温度升高;二是微波场对离子和极性分子的洛仑兹力作用使得这些粒子之间的相对运动具有特殊性,且与微波的频率、温度及调制方式的密切相关,因而微波加速化学反应的机理非常复杂,存在致热和非致热两重效应。
微波技术应用于酯化反应的研究进展
![微波技术应用于酯化反应的研究进展](https://img.taocdn.com/s3/m/1ee13942a36925c52cc58bd63186bceb19e8edcf.png)
3、微波技术与其他技术的结合:将微波技术与生物技术、纳米技术等其他 先进技术相结合,为药物合成提供更多创新手段。
4、理论研究与实际应用相结合:加强理论研究,完善微波技术在药物合成 中的理论基础,同时注重实际应用,不断推动微波技术在制药领域的发展。
2、近年来的研究进展
近年来,随着绿色化学的发展,对于环境友好型催化剂的研究越来越受到。 其中,生物质能成为研究热点之一。生物质能是一种可再生的绿色能源,通过将 其转化为化学品或燃料可以实现碳的封闭循环。酯化反应是一种有效的生物质能 转化途径,而新型生物质能酯化反应催化剂的研究也取得了重要的进展。例如, 研究者们通过在分子筛中引入杂原子或金属元素,制备出具有优异催化性能的生 物质能酯化反应催化剂。
通过对比实验结果,分析各因素对酯化反应的影响;最后,对实验数据进行 处理和分析,得出结论并提出未来研究方向。
结果与讨论:微波技术应用于酯化反应具有显著的优势和特点。首先,微波 加热速度快,可显著缩短反应时间;其次,微波的均匀加热特性有利于提高产品 的质量和收率;此外,微波技术节能环保,可降低能耗和副产物排放。然而,微 波技术在酯化反应中也存在一些不足之处,如对微波功率和温度的控制要求较高, 不适用于大规模生产等。
பைடு நூலகம் 背景
酯化反应的基本原理是在催化剂的作用下,醇和羧酸反应生成酯和水。固体 酸催化剂具有酸性位点,能够促进酯化反应的进行。与液体酸催化剂相比,固体 酸催化剂具有更高的活性和选择性,同时避免了设备腐蚀和废液处理等问题。影 响酯化反应的因素包括催化剂的种类、反应温度、压力、溶剂和原料浓度等。
研究现状
近年来,固体酸催化剂在酯化反应领域取得了显著的研究成果。研究人员对 固体酸催化剂进行了各种改性,以增加其活性和选择性。例如,通过调节固体酸 催化剂的酸性位点数量和强度,可以优化酯化反应速率和选择性。此外,研究人 员还研究了不同类型和结构的固体酸催化剂,如蒙脱土、分子筛、金属氧化物等 在酯化反应中的应用。
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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。
但在当时战争条件下,各国都忙于实际应用,对微波理论的研究尚为欠缺,所以使得微波理论滞后于实际应用。
1945~1865 年,微波技术的发展速度有了明显提高,同时,其应用范围也更加广泛。
在这20年间,逐步开辟了微波新波段并形成了射电气象学、射电天文学、微波波谱学等一系列新的科学领域。
比较系统和完整地建立了一整套微波电子学理论,为微波技术的进一步发展打下了理论基础。
1965年以后,微波集成电路与微波固体器件的发展和应用时微波设备朝着定型化与小型化的方向发展。
目前,微波设备正向着更高频段、宽频带、高功率、数字化、高可靠性、小型化等方面发展,单片集成化和毫米、亚毫米波段微波的发展已成为现阶段微波技术研究的重点方向[5]。
3.微波作用机理微波对物体的作用本质上是利用电磁场能量的损耗对物质做功的过程。
众所周知,极性分子由于存在较强的极性,在外加电磁场的作用下会产生偶极转向的极化。
微波所产生的高频交变电场变向速度极快,可以达到每秒数亿次的频率。
对于微波本身,偶极转向极化的速度相比电场方向变化速度稍慢,不能跟交变电场的转向同步进行,从而造成了体系内部电磁场能量的损耗。
同时对于物质本身,微波的作用是一个由微波能向热能转化的过程。
本质上讲是由于极性分子会随着在电磁场电场的的快速转向和定向排列,会引起物质内部极性分子的剧烈运动并且会出现摩擦碰撞的现象,从而致使体系温度迅速升高,实现由微波能向热能的转化。
由于微波加热是物质自身发生偶极转向极化而使电场能量损耗从而会有发热的效果,所以不同物质在微波电磁场作用下的热效应也不尽相同。
微波对物质的作用效果可以分为两种,即热效应与非热效应。
其中热效应是指由于微波的介电加热特性使物体形成不同温度区域而产生的效应;非热效应是指微波固有的特性所产生的热效应外的其他效应。
其中微波所产生的热效应由于其具有加热速度快、均匀加热没有温度梯度、且没有滞后效应等优势,在相关领域得到了广泛的推广使用[6]。
4.微波技术在化学化工领域的应用微波辐射(microwave irradiation, MWI)最早用于有机合成反应是在20世纪60年代利用电磁辐射脉冲进行丙烯酸酯、丙烯酸和异丁烯酸的乳液聚合。
真正开始MWI技术在有机合成中的应用,始于加拿大学者Gedye等[7],当年他们于1986年发现微波辐射下的4-氰基苯氧离子与氯苄的SN2亲核取代反应可以使反应速率提高1240倍,并且产率也有不同程度的提高。
这一发现引起了化学界的极大兴趣。
自此,在短短的十几年里,微波辐射促进有机化学反应的研究已成为有机化学领域中的一个热点,并逐步形成了一门引人注目的全新领域(Microwave-Induced or Microwave-Assisted organic syntheses)。
在微波辐射作用(Microwave irradiation,MWI)下的有机反应速率比传统的加热方法快数倍甚至上千倍,并可使一些在常规回流条件下不能被活化而无法进行或难以进行的反应得以发生,且具有操作简单、时间短、产率高、少用或不用催化剂、反应溶剂或媒介物消耗少,易回收、纯度高、合成路线短等特点,因此微波在有机合成中得到广泛应用并迅速发展。
现在微波化学涉及的反应类型[8-15]包括酯化、Diels-Alder、重排、Knoevenagel、Perkin、Witting、Reformatsky、苯偶姻缩合、Deckman、羟醛缩合、开环、烷基化、水解、烯烃加成、消除、取代、自由基、立体选择性、成环、环反转、酯交换、酯胺化、催化氢化、脱羧等反应及糖类化合物、有机金属、放射性药剂等合成反应。
微波技术同样可用于化学材料的合成。
目前,合成化学材料的微波方法主要有微波均相沉淀法、微波共沉淀法、微波水热法、微波烧结法、微波固相合成法等。
橄榄石型结构的磷酸铁锂(LiFePO4)是一种新兴的极具发展潜力的锂离子电池正极材料,具有较高的理论比容量(170 mAh/g)、适中的电压平台(3.4 V左右)、优良的循环性能、低廉的价格和良好的安全性、环保性,得到了人们广泛的关注。
徐云龙等[16]以有机表面活性剂聚乙二醇(PEG)为碳源,采用共沉淀-微波法合成了锂离子电池正极材料LiFePO4/C,并探讨了微波烧结时间对样品结构和性能的影响,结果表明:微波烧结9 min的样品为单一的橄榄石晶体结构和有较好的电化学性能,在室温下,以0.1 C、0.2 C和1 C进行充放电,首次放电比容量分别达到154.3、139.7和123.9 mAh/g,循环20次后仍保持在152.3、134.3和118.5 mAh/g。
采用微波法合成LiFePO4/C正极材料,相比常规烧结法可以显著地缩短合成周期、节省能耗。
硫化镉是一种重要的半导体材料,在太阳能转化、非线形光学、光电子化学电池和光催化方面具有广泛的应用。
曹洁明等[17]通过微波固相反应制备出了粒径较为均匀的CdS纳米粒子,通过研究微波加热与不加热、反应时间和反应时间间隔对制备CdS纳米粒子的影响。
实验表明仅仅通过研磨不能得到较纯的CdS纳米粒子,而经过微波加热后则能获得较纯的CdS纳米粒子;反应时间为60s,粒子为球形,分散较均匀,粒径分布较窄,平均直径为4.9 nm;采用微波连续加热时间较长的方式,有利于六方相硫化镉的形成,因为由于大多数硫化物在微波频率段有较大的介电常数,具有较快的升温速率,而立方相硫化镉通过加热作用可变为六方相。
长余辉材料是能够存储外界光辐照的能量,然后在某一温度下(指室温)缓慢的以可见光的形式释放这些存储能量的材料,稀土元素掺杂的硫氧化物是一种重要的长余辉材料。
目前,稀土硫氧化物主要采用高温固相法合成,合成温度在900~1300e,产物粒径较大,需要研磨才能进一步使用。
为此,人们一直致力于研究低温、产物粒径小且不需要研磨的合成方法。
李文宇等[18]采用水热-微波法合成了纳米晶长余辉发光材料Y2O2S:Eu3+,Mg,Ti,通过XRD、TEM、荧光光谱表征表明:合成的纳米晶长余辉发光材料Y2O2S:Eu3+,Mg,Ti颗粒为单相六方晶,晶形完整颗粒小且分布集中,尺寸分布在30~80 nm,发射光谱主要由波长位于469, 496, 513,539, 555,586, 594, 615, 625和703nm处的窄带发射峰组成,属于Eu3+离子的4f-4f 特征发射,发光颜色为红色。
该磷光粉经紫外或可见光激发后呈现出长时间明亮的余辉发射,并且具有良好的稳定性。
微波技术也可应用于辅助萃取工作。
中医药和食品化工生产中存在着大量的固液浸取操作。
传统的浸取方法存在着浸取时间长、劳动强度大、原料预处理能耗大、热敏性组分易破坏等缺点,而微波辐射辅助提取法具有选择性高、提取时间短、易挥发性成分的提取得率高以及不需要特殊的分离步骤等优点。
微波辅助提取技术利用微波射线辐射于溶剂并透过细胞壁到达细胞内部,由于溶剂及细胞液吸收微波能,细胞内部温度升高压力增大,当压力超过细胞壁的承受能力时,细胞壁破裂,位于细胞内部的有效成分从细胞中释放出来,传递转移到溶剂周围被溶剂溶解。
该技术适用于许多天然物的提取,不受限制都可达到高效、快速、高度选择性、安全无害环境的要求。
近十几年来,国内外不少学者将微波应用于天然产物的浸取过程中,有效地提高了收率。
微波技术在废水处理中也得到应用。
利用微波加热具有不需传热、内外同热、没有热传递过程的热损失特点,可将微波技术有效地用于污泥、有机污染物的处理。
目前微波技术用于废水处理的方法主要有:(1)微波诱导氧化。
微波诱导氧化反应是利用某种强烈吸收微波的"敏化剂"把微波能传给不直接吸收微波的有机化合物而诱发的催化反应,其技术的关键主要是在微波诱导氧化工艺(MIOP)条件下制备催化剂。
胡春华等[19]利用MIOP工艺条件以Fe2O3为催化剂处理模拟废水及实际废水,可以去除50%的COD及80%的色度的水。
林于廉等[20]采用自制的Fe-Zr为催化剂、H2O2为氧化剂、正丁酸为模拟污染物,以TOC去除率为指标,经过正交试验确定了微波/Fe-Zr联用技术处理正丁酸模拟废水的优化条件,即处理TOC约为490 mg/L的150 mL正丁酸模拟废水,Fe-Zr的用量为4 g、H2O2用量为7 mL、微波炉的功率为640 W、微波的作用时间为10 min,此时对TOC 的去除率高达95%。
(2)微波激发紫外光处理废水。
赵晖等[21]采用NaClO为氧化剂,采用铁炭微电解-微波激发紫外光协同作用处理活性红195染料模拟废水。
当NaC1O加入量为9mol/L,用铁炭微电解-微波激发紫外光协同作用处理质量浓度为400 mg/L的活性红195染料模拟废水50 min时,废水脱色率达97%,COD 去除率达82%。