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微波對凝聚態化學反應的影響

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     微波對凝聚態化學反應的影響

    早在1967年N. H. Williams就報道了用微波加快某些化學反應的實驗研究結果,而微波在化學合成中的應用則至少可以上朔到1981年,但當時人們似乎還沒有意識到在化學領域內正于育孕著場革命,直到1986年加拿大的Raymond J. Giguere等人發現用微波輻射4-氰基苯氧離子與氰芐的SM2親核取代反應可以使反應呢速率提高1240倍[1],并且產率也有不同程度的提高.從那時起用微波加速和控制化學反應便受到了人們的高度重視.現在微波已被廣泛應用于從無機反應到有機反應,從醫學化工到食品化工,從簡單的分子反應到復雜的生命過程的各個化學領域.例如國外在用橄欖油制備肥皂的過程已開始用微波來加速某些酯的皂化并取得了顯著的效果.隨著微波在化學各個分支領域內的廣泛應用,建立在傳統微波加熱概念和使用商用微波爐上的微波化學受到了嚴峻的挑戰.肥皂微波皂化設備已經廣泛使用,首先人們在實驗中發現微波不僅可以加快化學反應,在一定條件下也能仰制反應物加熱引起反應速率改變以外,還具有電磁場對反應分子間行為的直接作用而引起的所謂“非熱效應”.微波對反應的作用程度除了反應類型有關外,還與微波的強度、頻率、調制方式及環境條件有關.此外,重要的是由于化學反應是一個非平衡系統,舊的物質在不斷消耗,新的物質在不斷生成,各相界面可能發生隨機的變化;與此同時系統的宏觀電磁特性也在發生變化,而且在微波輻射下這種變化還與所用的微波緊密相關.這些都導致反應系統對微波的非線性響應.例如在用功率為500W的微波輻照腈橡膠的合成反應中,當反應進行到5min時,系統對微波的吸收突然增加,致使系統的溫度在數十秒內可達到300℃以上,如不加以控制可使反應物全部燒毀,而在一些反應中,由于產物的電導率很大,隨著反應的進行,產物不斷增加,作為終端負載的反應系統會引起微波反射的突然增加,對于應用大功率的微波系統這是十分危險的.另外如何設計滿足各種化學反應條件(高溫、高壓)的大容量微波化學反應腔等也都還有問題.因此微波化學領域內有許多問題亟待解決。微波巴巴出處:www.azbyinsurance.com.

 
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