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微波化学反应器的工作方式

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微波化学反应器是一种高频率的电磁波,其本身并不产生热。自然界的微波因为分散不集中,故不能作为一种能源,而利用的磁控管则可将电能转变为微波,以每秒2450MHz的振荡频率穿透介质,当介质有合适的介电常数和介质耗损时,便会在交变得电磁场中发生高频振荡,使能量在介质内部积蓄起来。对化学反应而言,可同时产生热效应和非热效应。
四氟乙烯等非性材料,但在金属表面会被反射。家用微波炉磁控管的功率输出是基本固定的,较小功率依靠改变电流的通/断时间(占比空)来实现的。微电脑使用电流的通/断能够较严格地定时实行,选择相同的工作状况可以获得重复的化学反应条件。
微波化学反应器的工作方式
一、封管实验:从微波炉和操作者的安全性考虑,必须切实注意以下几点:
已知会产生气体的反应,不可做封管实验,封管必须由耐压的95材料玻璃制成;反应材料的量必须严格控制,如反应物量少并无须搅拌,可用50ml或100ml烧瓶。将聚四乙烯盘架置于炉底中央,再将直接管由炉穿过截止波导插入烧瓶,在炉顶上方安排合适的回流装置。底部有磁力搅拌器,顺时针旋转转速由低到高变化。如反应量大或需要插入搅拌器(注:搅拌器必须是玻璃或四氟乙烯制,不可用金属制品),则用50ml-250ml烧瓶。直接管由炉顶穿过截止波导查体烧瓶口,上配U形口或Ψ形三口连接管,再安排搅拌器、回流装置及滴液漏斗等。
二、固相化学反应:根据反应需要灵活安排反应器和工作方式,但必须遵循以下原则;
产生气体的反应,特别产生腐蚀性、刺激性气体的反应,容易对电路和电脑板造成损害。应该安装回流装置并通过导管引出炉外抽走。反应物和生成物的介电常数和介质损耗不同,在微波场对微波的吸收会有差异,反应一段时间往往发生局部温差,所以固相反在进行过程中常常需要中途作翻拌、振摇并选择较低的功率档,使反应尽可能得以均匀进行。微波反应器中任何化学反应都不允许放在敞口容器里进行,更不允许放在密闭容器里进行。因前者可以造成喷溅污染腔体;后者有发生爆炸的危险。

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