微波辐射下CaSO4生成反应过程中的热点特性

在微波辐射化学反应过程中,常常会因为存在热点而导致爆炸或反应物烧毁等现象发生。本文以微波辐射下的硫酸钙生成反应为例,利用有限元方法求解Maxwell方程组、流体力学方程以及热传导方程,研究了微波辐射反应过程中热点的变化情况,并用实验验证了计算结果的正确性。研究结果表明：在加热过程中,随反应的进行,热点的位置是在不断变化的,且热点常出现在物质分相界面附近。     

微波辐射技术对制备催化剂和邻二甲苯在V2O5／SiO2系催化剂上发生氧化反应

当温度为Ｃａ５６３Ｋ时，通过微波辐射作用可使邻二甲苯和空气在Ｖ２Ｏ３／ＳｉＯ２系催化剂上发生氧化反应生成的邻苯二甲酸酐（ＰＡＮ）达到６７ｍｏｌ％这一高痃值。经过研究发现，如果采用微波辐射波制备催化剂，可使Ｖ２Ｏ５分更均匀地分散在ＳｉＯ２上。在微波辐射催化过程中，总反应的床最适温度下降到了５６３Ｋ，正文中还讨论了研究了微波电磁场对催化剂剂产生的影响作用。     

微波辅助合成聚酯树脂动力学研究

研究了微波辅助合成聚酯树脂的酯化反应动力学,通过对比常规反应动力学的动力学参数,分析了微波在聚酯合成中的作用原理。研究发现微波作用仅在酯化阶段作用明显,反应速率有较大提升,而在缩聚酸解过程中并未有影响。因此本研究分别在微波辐射以及传统加热2种方式下,考察了聚酯树脂酯化阶段反应动力学,并获得了2种方式下的反应动力学参数,计算处理得到微波作用下的反应活化能分别为2#:Ea2=227.5 k J/mol,5#:Ea5=42.5 k J/mol;常规加热下反应的活化能为Ea0=2 032.4 k J/mol。结果表明,微波辐射影响了该阶段的反应动力学,提升了反应速率,有微波非热效应存在,但反应平衡常数并未因此产生变化。     

微波有机合成及在混凝土减水剂制备中的应用研究进展

微波辐射作为反应活化的新型能源,已成为有机化学中普遍应用的先进技术。本文从过热、热点和选择性加热以及高极化场下的非热效应4方面阐述微波有机合成机理,结合国内外应用案例进行理论验证。重点从反应动力学角度分析了微波辐射对提高混凝土减水剂品质上的作用效果,总结了近几年微波辅助合成减水剂的研究进展,旨在推动微波技术在水泥混凝土外加剂领域中的实际应用。最后,提出微波辐射通过在电磁场作用下极性分子的快速振动实现,其热效应对体系起深层加热作用,非热效应改变反应动力学,但对作用的反应体系具有"选择性",应着重分析。微波辅助合成减水剂具有显著优势,可增大反应速率常数且存在非热效应,应加深研究及进一步推广。     

春笋微波干燥动力学模型研究

在不同微波功率下研究春笋（5mm厚度，200g）干燥过程中失水速率和颜色的变化规律。失水速率随微波功率增大而增大，用拟和性较好的Page方程建立了水分比变化模型。色泽变化参数用亮度L、红色度a和黄色度b表示。红色度a值和黄色度b值上升而亮度L下降，笋片微波干燥后总体色泽加深。色泽各参数变化用食品中零级和一级反应模型来拟和，其中L和b的变化适合一级反应模型，a的变化适合用零级反应模型表达。     

微波作用下的乙酸乙酯合成反应动力学

为揭示微波辐射效应对非均相酯化反应动力学的影响,研究了微波加热催化合成乙酸乙酯的酯化反应动力学,并与常规动力学作了对比.在自制微波功率连续可调、红外测温已校正的反应装置中,重复测定了反应温度为60,65,70和75℃时的正、逆反应速率常数,得到了Arrhenius方程参数.微波加热下的反应活化能为51.719 kJ/mol,指前因子为582.9:常规水浴加热下的反应活化能为48.581 kJ/mol,指前因子为169.2.研究结果表明,在研究的反应温度范围内,微波改变了反应动力学,加快了反应速率,存在微波非热效应,但并不改变反应平衡常数.     

水相微波诱导催化剂的调控策略及其污染物降解机理研究进展

微波诱导降解能够实现分子水平上的快速加热,并在微波吸收剂表面产生“热点”效应,在废水处理领域得到广泛应用。了解微波辐射诱导有机废水处理方法的一般研究现状,有助于进一步改进与微波辐射相关的废水处理技术。鉴此,总结了微波诱导催化材料在有机废水处理中的研究现状,对不同种类催化剂的作用机理及其与微波的协同效应进行综述,详细阐述了近年来微波诱导催化氧化反应的发展方向与调控策略。最后,总结了微波诱导催化材料以及微波应用于废水处理可能面临的挑战和未来的研究方向。     

微波辐射快速合成乙二醇硬脂酸酯

在微波辐射条件下,以对甲苯磺酸(PTSA)为催化剂,乙二醇和硬脂酸快速合成了乙二醇硬脂酸酯。讨论了微波功率、辐射时间、催化剂用量和醇酸量比对反应转化率的影响,得出最佳反应条件为:硬脂酸17 1g、乙二醇4 1g、PTSA0 23g、微波功率600W、反应时间5min,转化率为97%。该条件下的反应速率是常规加热条件下的36倍。实验中,采用煤油温度计测量了反应过程中的温度变化。     

微波辐射技术及其在林产品加工中的应用

微波辐射促进化学反应是近几十年来兴起的一项新技术。本文介绍了微波辐射促进化学反应的机理与特点，微波合成反应技术，着重综述了微波新技术在林产品加工中的应用研究。     

微波诱导催化合成混合脂肪酸甘油酯研究

利用微波作用催化合成混合脂肪酸甘油酯，可以将酯化反应时间从传统加热催化酯化的数小时缩短到45min。本文研究了在普通微波辐射情况下酯化反应的工艺条件，考察了微波辐射功率及辐射时间对反应转化率的影响，结果表明，反应时间大大缩短，产品质量明显提高。     

废水除氟技术研究现状

工业进程的加快导致含氟废水逐年增加，对生物和环境造成极大危害，含氟废水的高效环保处理方法成为世界各国研究的热点。阐述了含氟废水的多种处理方法，包括：沉淀法、电化学法、吸附法、离子交换树脂法及微生物除氟法等。综述了中国最新的废水除氟专利技术方法，包括：流化床结晶法、以碳酸钙和氢氧化钙混合物为沉淀剂的沉淀法、以精馏釜-填料精馏塔-冷凝器-贮液器等设备组成的精馏系统的精馏法、以表面包覆有含氯-铝离子结构的氨基膦酸化合物的螯合树脂吸附法、以阴离子交换树脂与金属锂铝形成的杂化材料的离子交换法、电凝聚-吸附法、强化镁沉淀法等。指出在实际的含氟废水处理过程中，需针对不同性质的废水采取适当的方法。     

中低热固相反应研究进展

中低热固相反应作为一种新型的绿色合成方法,其独特的优势已逐渐成为化学研究的热点,为此对中低热固相反应研究现状进行了综述,列举了几种典型的中低热固相反应方法--研磨法、球磨法、微波法以及超音速气流低热固相反应法,并重点阐述了研磨法、球磨法、微波法和超音速气流低热固相反应法在化学反应中的应用.提出了当前中低热固相反应方法的缺陷,对今后中低热固相反应研究进行了展望.     

Effects of Microwave Dielectric Heating on Heterogeneous Catalysis

The effect of microwave dielectric heating on both endothermic and exothermic reactions was investigated. Apparent equilibrium shifts for both reactions were observed which were attributed to the formation of spatial hot spots in the catalyst bed. The possible location of remarkable temperature gradients was examined experimentally and theoretically.     

海水卤水制备硫酸钙晶须新工艺

以海水卤水为原料,采用水热法制备了硫酸钙晶须。考察了硫酸钙浓度、反应温度、搅拌速度和介质pH值等因素对半水硫酸钙含量的影响,确定了制备硫酸钙晶须的最适宜条件:在硫酸钙质量分数为8%,反应温度为130℃,搅拌速度为150r/min,介质pH值为7时,制备的硫酸钙晶须形貌好,纯度高。并用偏光显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪对硫酸钙晶须的结构进行了表征,结果表明制备的硫酸钙晶须形态良好。     

微波辐射合成阻垢剂聚天冬氨酸及阻垢性能研究

采用微电脑微波化学反应器,以L-天冬氨酸(L-ASP)为原料,H3PO4为催化剂,碳酸丙烯酯为溶剂,合成了聚天冬氨酸(PASP),通过正交实验优化工艺条件,静态阻垢法测定产品的阻垢性能。结果表明,优化合成条件为:催化剂用量10%(相对于L-ASP),溶剂量1.5 mL/g,反应时间10 min,微波功率585 W,当PASP投加量为10 mg/L时,对碳酸钙的阻垢率达90%;加入量4 mg/L时,对硫酸钙垢的阻垢率达98%。     

二氧化锡纳米粉体的制备及表征

本文以廉价的SnCl4·5H2O为母盐,分别以NH3·H2O为沉淀剂,采用溶胶—凝胶法和以CO(NH2)2为沉淀剂,利用微波水热法制备SnO2纳米粉体。利用X-射线衍射(XRD),傅里叶变换红外光谱(FT-IR),透射电镜(TEM)技术对产物进行表征。结果表明：溶胶—凝胶法制备的SnO2粉体颗粒约为80nm但颗粒大小分...     

Carbon Dioxide Reforming of Methane with Pt Catalysts Using Microwave Dielectric Heating

Microwave heating was applied to the catalytic reforming reaction of methane with carbon dioxide over platinum catalysts. It was found that CO₂ and CH₄ conversions and the product selectivity (H₂/CO) were generally higher under microwave conditions than that obtained with conventional heating at the same measured temperature. The effect of microwave heating was attributed to the formation of hot spots with higher temperature than that measured in the bulk catalyst bed.     

Control of microwave-generated hot spots. Part IV. Control of hot spots on a heterogeneous microwave-absorber catalyst surface by a hybrid internal/external heating method

A problem with microwave-absorbing heterogeneous catalysts (MAHCs) in non-polar solvents is resolved with a novel approach that also uses an external heating bath in combination with microwave heating. In non-polar solvents, the microwave radiation dielectrically and selectively heats only the catalyst resulting in the frequent occurrence of hot spots under these conditions. However, such hot spots can be controlled through a combined (hybrid) internal/external heating methodology (MAHS). Moreover, high temperatures can be maintained with significant energy saving. The potential benefit of MAHS has been examined by carrying out the synthesis of 4-methylbiphenyl using the Suzuki–Miyaura coupling reaction in toluene solvent in the presence of palladium catalytic particles supported on activated carbon particulates (Pd/AC). The hybrid internal/external heating method saved 65% of microwave energy and increased the chemical yield of 4-methylbiphenyl nearly twofold in comparison with a conventional microwave heating method.     

Rapid decomposition of a cationic azo‐initiator under microwave irradiation

Microwave‐assisted decomposition of 2,2′‐azobis(2‐methylpropionamidine) dihydrochloride (or V50), a cationic azo‐initiator, and emulsion polymerizations were performed and compared to reactions with conventional heating. Higher decomposition rate constants were found in microwave reactions. This was ascribed to the development of hot spots inside the reaction mixture, promoted by microwave irradiation. In polymerization reactions, microwave‐promoted acceleration of the reactions. The effect of high power irradiation was also studied, using a pulsed method in which samples were repeatedly heated at constant power (500 or 1400 W), and cooled down by immersing in an ice bath. Rapid reactions were obtained, because a great amount of energy could be applied within short time intervals. The power level had no effect on the decomposed percentages and on the monomer conversion, and only affected the irradiation time. © 2010 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2010