微波在化工过程中的研究及应用进展

与传统加热过程比较，微波辅助有机合成的优势在于加快反应速率、提高产率和改变化学选择性。研究者们将这种常规加热无法重现的现象称为非热效应，但关于非热效应的存在性一直争论不休，至今微波促进合成反应的作用机理尚不清楚。总结了微波技术在有机合成和化工分离过程的应用进展，综述了近年来国内外对微波热效应与非热效应的研究进展，阐述了微波效应的实例分析以及理论观点，同时，对微波在工业化过程的发展进行了分析与展望。     

微波化学反应的无量纲准数动力学模型研究：以偶氮二异丁脒盐酸盐（AIBA）分解反应为例

微波辅助化学已成为备受关注的研究课题,但微波反应动力学模型缺乏系统的研究严重阻碍了微波在化学工业化上的应用,微波化学反应在化学工程化的放大设计及应用缺乏基础依据。以偶氮二异丁脒盐酸盐（AIBA）分解反应为例,通过选择合适的溶剂调整其复配比例,得到一系列具有不同沸点的混合溶剂作为反应介质,使反应在混合溶剂沸点下进行,以保证反应过程中微波的持续作用来研究微波反应动力学。从微波作用下动量传递、热量传递和质量传递的影响因素进行考虑,选择了对微波化学反应必须和充分的因素,包括微波功率密度 p、黏度 μ、密度ρ、反应物的浓度 C_A、温度 T、热导率 λ、损耗角正切δ 和微波辐射频率f。采用量纲分析方法,通过模型分析建立了微波分解反应动力学模型。通过大量的实验数据进行拟合,回归出特定反应的模型参数。该模型估算值与实验值的误差较小,相关性较高,具有一定的预测能力可解决微波反应过程放大的基础性问题,有望用于指导微波工业化生产。     

双十八烷基四羟乙基二溴丙二铵的微波合成及其性能研究

以十八烷基二乙醇胺、1,3-二溴丙烷为主要原料，在微波高压条件下进行季铵化反应合成了一种双子表面活性剂双十八烷基四羟乙基二溴丙二铵（DTDD），通过红外光谱（IR）和核磁共振（¹H NMR）对DTDD进行了表征，并用液相色谱-质谱联用（LC-MS）测定了其纯度。通过单因素、正交实验得到了微波法合成目标产物的最佳合成条件为：设置微波功率为900 W，反应时间8 h，反应温度为140℃，产品收率达92%以上。与传统加热法对比, 使用微波合成法反应速率大大提高。性能测试结果表明：对比单链季铵盐（OMDAB），目标产物DTDD具有良好的表面性能，其临界胶束浓度为0.087 g/L，相应的表面张力γ_(CMC)为31.09 mN/m。     

双十八烷基四羟乙基二溴丙二铵的微波合成及其性能研究

以十八烷基二乙醇胺、1,3-二溴丙烷为主要原料,在微波高压条件下进行季铵化反应合成了一种双子表面活性剂双十八烷基四羟乙基二溴丙二铵(DTDD),通过红外光谱(IR)和核磁共振(~1H NMR)对DTDD进行了表征,并用液相色谱-质谱联用(LC-MS)测定了其纯度。通过单因素、正交实验得到了微波法合成目标产物的最佳合成条件为:设置微波功率为900 W,反应时间8 h,反应温度为140℃,产品收率达92%以上。与传统加热法对比,使用微波合成法反应速率大大提高。性能测试结果表明:对比单链季铵盐(OMDAB),目标产物DTDD具有良好的表面性能,其临界胶束浓度为0.087 g/L,相应的表面张力γ_(CMC)为31.09 mN/m。     

纳米结构脂质载体的制备及其聚集动力学研究

采用高压均质法制备包覆二苯酮-3 (BP-3)和对甲氧基肉桂酸辛酯(OMC)两种紫外线吸收剂的纳米结构脂质载体(NLC),并通过单因素实验探究了总油相含量、液体脂质用量、防晒剂含量、乳化剂种类及其用量对NLC粒径、ζ电位和包封率的影响,并优化了工艺配方。此外,还考察了电解质的种类、浓度以及乳化剂用量对NLC聚集行为的影响并建立了聚集动力学模型。结果表明,电解质的存在可以压缩胶体体系的双电层,导致ζ电位降低,加剧纳米粒之间的聚集结合。NLC样品在电解质NaCl和CaCl_2存在下的临界聚沉浓度分别为538.2和95.8mmol·L~(-1),且在CaCl_2溶液中的聚集速度比NaCl溶液中更快,适量的乳化剂对维持NLC体系的稳定性具有重要作用。     

微波在化工过程中的研究及应用进展

与传统加热过程比较,微波辅助有机合成的优势在于加快反应速率、提高产率和改变化学选择性。研究者们将这种常规加热无法重现的现象称为非热效应,但关于非热效应的存在性一直争论不休,至今微波促进合成反应的作用机理尚不清楚。总结了微波技术在有机合成和化工分离过程的应用进展,综述了近年来国内外对微波热效应与非热效应的研究进展,阐述了微波效应的实例分析以及理论观点,同时,对微波在工业化过程的发展进行了分析与展望。     

纳米结构脂质载体的制备及其聚集动力学研究

采用高压均质法制备包覆二苯酮-3（BP-3）和对甲氧基肉桂酸辛酯（OMC）两种紫外线吸收剂的纳米结构脂质载体（NLC）,并通过单因素实验探究了总油相含量、液体脂质用量、防晒剂含量、乳化剂种类及其用量对NLC粒径、ζ电位和包封率的影响,并优化了工艺配方。此外,还考察了电解质的种类、浓度以及乳化剂用量对NLC聚集行为的影响并建立了聚集动力学模型。结果表明,电解质的存在可以压缩胶体体系的双电层,导致ζ电位降低,加剧纳米粒之间的聚集结合。NLC样品在电解质NaCl和CaCl₂存在下的临界聚沉浓度分别为538.2和95.8 mmol·L^-1,且在CaCl₂溶液中的聚集速度比NaCl溶液中更快,适量的乳化剂对维持NLC体系的稳定性具有重要作用。