微波化學反應的加熱特點有哪些

❶ 微波化學的微波化學

作者： 金欽漢 戴樹珊 黃卡瑪
出版社： 科學出版社 出版日期： 1999年10月
ISBN： 7-03-007346-0/O·1091 開本： 16 開
類別： 綜合化學化工,無機化學化工,有機化學化工,分析化學及儀器,化學工程及設備,高分子科學工程,精細化工 頁數： 324 頁 第一章緒論
1.1微波及其特性
1.2微波化學及其發展
第二章微波與物質的相互作用
2.1物質對微波的吸收
2.1.1微波吸收光譜
2.1.2微波等離子體
2.1.3微波對凝聚態物質的加熱作用
2.2凝聚態物質在微波場中的行為
2.2.1液體在微波場中的行為
2.2.2粉末在微波場中的行為
2.3物質介電性質的測量
2.3.1終端短路法
2.3.2諧振腔微擾法
2.3.3波導微擾法
2.3.4介電測量在化學中的應用
第三章微波對凝聚態化學反應的影響
3.1引言
3.2微波對化學反應的影響
3.3微波化學中的非線性響應
3.4弱微波對化學反應速率影響的計算
3.4.1弱微波對簡單分解反應速率的影響
3.4.2弱微波對復雜化學反應的影響
3.5微波場中有耗物質內的溫度分布計算
3.5.1復介電常數與溫度之間的關系
3.5.2反應物中的微波耗散功率
3.5.3熱傳導方程
3.5.4計算反應物中電磁場分布和溫度分布的定解問題
3.5.5有限時域差分方法
參考文獻
第四章微波凝聚態化學反應系統
4.1微波凝聚態化學反應系統概述
4.1.1系統框圖
4.1.2系統總體設計
4.1.3系統各論
4.2微波功率源
4.2.1簡易微波功率源
4.2.2大功率磁控管微波功率源
4.2.3高穩定程式控制微波功率源
4.3微波傳輸系統
4.3.1微波傳輸系統的作用和基本要求
4.3.2微波傳輸系統的組成和運動原理
4.3.3高頻率穩定度可變功率微波傳輸系統
4.4微波凝聚態化學反應器
4.4.1微波化學反應腔類型、選擇和設計考慮
4.4.2多模箱式微波化學反應器
4.4.3波導型微波化學反應器
參考文獻
第五章微波誘導催化反應
5.1微波誘導催化反應原理
5.2微波誘導催化反應舉例
5.2.1甲烷分解
5.2.2烴類氧化
5.2.3SO2和NOx還原
5.2.4模擬光合作用
5.3微波誘導催化反應機制
5.4微波誘導催化反應用催化劑和載體
5.5微波用於催化劑制備和載體改性
參考文獻
第六章微波無機合成化學
6.1微波燃燒合成和微波燒結
6.2微波水熱合成
6.2.1Fe3+的微波輻照強迫水解制備均分散氧化物膠體粒子
6.2.2金屬鹽或醇鹽溶液在微波輻照下直接分解制備超細氧化物粉體
6.2.3沸石的微波合成
參考文獻
第七章微波有機合成化學
7.1微波有機合成反應技術
7.1.1微波密閉合成反應技術
7.1.2微波常壓合成反應技術
7.1.3微波干法合成反應技術
7.1.4微波連續合成反應技術
7.2微波技術在有機合成中的應用
7.2.1酯化反應
7.2.2Diels?Alder反應
7.2.3重排反應
7.2.4Knoevenagel反應
7.2.5Perkin反應
7.2.6苯偶姻縮合
7.2.7Reformatsky反應
7.2.8Deckman反應
7.2.9縮醛(酮)反應
7.2.10Witting反應
7.2.11羥醛縮合反應
7.2.12開環反應
7.2.13O?烷基化反應
7.2.14N?烷基化反應
7.2.15C?烷基化反應
7.2.16水解反應
7.2.17烯烴的加成
7.2.18消除反應
7.2.19取代反應
7.2.20自由基反應
7.2.21立體選擇性反應
7.2.22成環反應
7.2.23環反轉反應
7.2.24酯交換反應
7.2.25醯胺化反應
7.2.26催化氫化反應
7.2.27脫羧反應
7.2.28脫保護反應
7.2.29糖類化合物的某些反應
7.2.30有機金屬反應
7.2.31微波合成放射性葯劑
7.2.32微波聚合反應
7.2.33其它反應
7.3關於微波加速化學反應的機理
參考文獻
第八章微波在分析化學中的應用
8.1微波溶樣
8.1.1微波溶樣理論基礎
8.1.2微波溶樣設備
8.1.3微波溶樣方法
8.2微波萃取
8.2.1微波萃取用儀器
8.2.2微波萃取方法
8.3脫附
8.4乾燥和測濕
8.4.1乾燥
8.4.2測濕
8.5預濃縮和凈化
8.5.1預濃縮
8.5.2預凈化
8.6顯色反應、形態分析和熱霧化
8.6.1顯色反應
8.6.2形態分析
8.6.3熱霧化
參考文獻
第九章微波在環境化學中的應用
9.1微波除污
9.2污油回收
9.3SO2和NOx的還原
參考文獻
第十章微波等離子體的獲得及其基本特徵
10.1獲得微波等離子體的裝置
10.1.1漸縮矩形腔
10.1.23/4波長同軸腔
10.1.31/4波長同軸腔
10.1.41/4波長徑向腔
10.1.5圓柱形TM010型諧振腔
10.1.6表面波器件
10.1.7電容耦合微波等離子體裝置
10.1.8微波等離子體炬
10.2微波等離子體的基本性質及其測量方法
10.2.1微波等離子體溫度的測量
10.2.2MWP中的電子數目密度及其測量
10.3微波等離子體中的基元過程，荷電粒子的擴散和遷移
10.3.1電暈模型
10.3.2完全飽和相模型
10.3.3輻射電離復合模型
10.3.4亞穩態組分的作用
10.3.5自由電子的作用
10.4微波等離子體化學反應器
10.4.1表面波器件——Surfatron微波等離子體反應器
10.4.2微波傳輸線等離子體化學反應器
10.4.3電子迴旋共振微波等離子體反應器
參考文獻
第十一章微波等離子體合成化學
11.1微波等離子體化學氣相沉積(MPECVD)
11.1.1MPECVD法制備金剛石
11.1.2MPECVD法制備β?SiC，Co和BN薄膜
11.2微波等離子表面改性
11.2.1微波等離子體的刻蝕作用
11.2.2微波等離子體對高分子材料的表面處理
11.3微波等離子體化學氣相合成
11.3.1氨的合成
11.3.2甲烷轉化
11.3.31O2的產生
11.4微波等離子體熱解技術
第十二章微波等離子體分析化學
12.1發展簡史
12.2微波等離子體原子光譜分析
12.2.1MWP原子發射光譜分析(MWPAES)
12.2.2MWP原子質譜分析(MWPMS)
12.2.3MWP原子熒光光譜分析(MWPAFS)和MWP原子吸收光譜分析
(MWPAAS)
12.2.4MWP增強輝光放電原子發射光譜分析
12.3色譜用微波誘導等離子體離子化檢測器(MIPID)
參考文獻
第十三章微波化學在石油工業中的應用
13.1微波對地層流體及岩石的作用機理
13.1.1地層流體及岩石的組成和特性
13.1.2微波對地層流體及岩石的作用機理
13.2微波化學在稠油及高凝原油開采中的應用
13.2.1稠油及高凝油的性質特徵
13.2.2稠油及高凝原油開采過程中存在的問題
13.2.3高凝原油的微波開采
13.3微波化學在低滲透油氣田開發中的可能應用
13.3.1低滲透油氣田的性質特徵
13.3.2微波化學用於低滲透油氣田的開發
13.4微波化學在油氣田開發中的其它方面應用
13.4.1微波破乳
13.4.2微波化學脫硫
13.4.3微波脫蠟
13.4.4微波化學防止天然氣中水化物的形成
13.4.5微波解堵
13.4.6微波化學應用於原油開采後地面污物的得理
13.5微波化學在石油、天然氣、煤化工中的應用
13.5.1等離子體煤炭氣化
13.5.2微波對石油蒸餾過程的影響
13.5.3微波激發甲烷氣相裂解
13.5.4微波對催化反應的影響
參考文獻
第十四章微波化學在冶金中的應用
14.1引言
14.2礦物在微波場中的升溫性能
14.3微波加熱對礦石顯微結構的影響
14.4礦物的微波加熱分解
14.4.1二氧化錳的微波加熱分解
14.4.2軟錳礦的微波加熱分解
14.4.3鹼式碳酸鎳的微波加熱分解
14.5金屬氧化礦的微波加熱碳熱還原
14.5.1鐵礦石的微波碳熱還原
14.5.2鈦鐵礦的微波碳熱還原
14.5.3軟錳礦的微波碳熱還原燒結
14.6硫化礦的微波加熱浸出
14.6.1硫化銅精礦的微波輻射三氯化鐵浸出
14.6.2微波輻照下閃鋅礦與軟錳礦的同時浸出
14.6.3閃鋅礦的微波輻射三氯化鐵浸出
14.7礦石的微波輻射預處理
14.7.1難處理金精礦的微波輻射預處理
14.7.2紅砷鎳礦的微波輻射氧化脫砷
參考文獻
第十五章微波生物學效應及其健康防護
15.1微波的生物效應
15.1.1微波生物效應的作用機制
15.1.2微波對人及動物的生物學效應
15.2微波對人體的損傷及治療
15.3微波健康防護
15.3.1職業輻射防護
15.3.2公眾輻射防護

❷ 微波加熱原理及特點

微波爐的磁控管將電能轉化為微波能，當磁控管以
2450mhz
的頻率發射出微波能時，
置於微波爐爐腔內的水分子以每秒鍾
24.5
億千次的變化頻率進行振盪運行，產生高頻電磁場的核心元件是磁控管。食物分子在高頻磁場中發生震動，
分子間相互碰撞、
磨擦而產生熱能，結果導致食物被加熱。微波爐正是利用這一加熱原理來進行食物的烹飪
。微波是一種電磁波，這種電磁波的能量不僅比通常的無線電波大得多，這種肉眼看不見的微波，能穿透食物達
5cm
深，並使食物中的水分子也隨之運動，劇烈的運動產生了大量的熱能，於是食物
"
煮
"
熟了。這就是微波爐加熱的原理。而且這種微波還很有「個性」：微波一碰到金屬就發生反射，金屬根本沒有辦法吸收或傳導它；微波可以穿過玻璃、陶瓷、塑料等絕緣材料，但不會消耗能量；而含有水分的食物，微波不但不能透過，其能量反而會被吸收，還有就是用普通爐灶煮食物時，熱量總是從食物外部逐漸進入食物內部的。而用微波爐烹飪，熱量則是直接深入食物內部，所以烹飪速度比其它爐灶快
4
至
10
倍，熱效率高達
80%
以上

❸ 微波爐的加熱法和傳統的加熱法有什麼不同

微波是一種高頻率的電磁波，其頻率范圍約在300～300 000MHz(相應的波長為100～0．1cm)在300MHz至300GHz之間．它具有波動性、高頻性、熱特性和非熱特性四大基本特性。微波作為一種電磁波也具有波粒二象性．微波量子的能量為1 99×l0 -25～ 1．99×10-22j．它與生物組織的相互作用主要表現為熱效應和非熱效應。微波能夠透射到生物組織內部使偶極分子和蛋白質的極性側鏈以極高的頻率振盪，引起分子的電磁振盪等作用，增加分子的運動，導致熱量的產生。微波還能夠對氫鍵、疏水鍵和范德華產生作用，使其重新分配，從而改變蛋白質的構象與活性。生物體的非熱特性一 生物效應是微波的重要特性之一，它已成為醫學、細胞學等方面研究的一個重要方面，同時它也能為微波理療或微波手術等方面提供理論依據 隨著人們對微波加熱技術認識的深入，它已引起了許多科學工作者的關注，並在一些方面進行了深入而廣泛的研究。

1．1 微波的特性

1．1．1 選擇性加熱
物質吸收微波的能力，主要由其介質損耗因數來決定。介質損耗因數大的
物質對微波的吸收能力就強，相反，介質損耗因數小的物質吸收微波的能力也
弱。由於各物質的損耗因數存在差異，微波加熱就表現出選擇性加熱的特點。
物質不同，產生的熱效果也不同。水分子屬極性分子，介電常數較大，其介質
損耗因數也很大，對微波具有強吸收能力。而蛋白質、碳水化合物等的介電常
數相對較小，其對微波的吸收能力比水小得多。因此，對於食品來說，含水量
的多少對微波加熱效果影響很大。
1．1．2 穿透性
微波比其它用於輻射加熱的電磁波，如紅外線、遠紅外線等波長更長，因
此具有更好的穿透性。微波透入介質時，由於介質損耗引起的介質溫度的升高，
使介質材料內部、外部幾乎同時加熱升溫，形成體熱源狀態，大大縮短了常規
加熱中的熱傳導時間，且在條件為介質損耗因數與介質溫度呈負相關關系時，
物料內外加熱均勻一致。

1．1．3 熱慣性小
微波對介質材料是瞬時加熱升溫，能耗也很低。另一方面，微波的輸出功
率隨時可調，介質溫升可無惰性的隨之改變，不存在「余熱」現象，極有利於
自動控制和連續化生產的需要。

1．2 微波的生物效應機制
當微波作用於生物體時，在生物控制系統的作用和調節下，生物體必然要建立新的平衡狀態以適應外界電磁環境條件的變化，因此也就必然產生某些生物效應．微波的生物效應主要是由微波的熱效應，其次是非熱效應所引起的．

1．2.1 微波的熱效應
微波對生物體的熱效應是指由微波引起的生物組織或系統受熱而對生物體產生的生理影響．熱效應主要是生物體內有極分子在微波高頻電場的作用下反復快速取向轉動而摩擦生熱；體內離子在微波作用下振動也會將振動能量轉化為熱量；一般分子也會吸收微波能量後使熱運動能量增加．如果生物體組織吸收的微波能量較少，它可藉助自身的熱調節系統通過血循環將吸收的微波能量(熱量)散發至全身或體外．如果微波功率很強，生物組織吸收的微波能量多於生物體所能散發的能量，則引起該部位體溫升高．局部組織溫度升高將產生一系列生理反應，如使局部血管擴張，並通過熱調節系統使血循環加速，組織代謝增強，白細胞吞噬作用增強，促進病理產物的吸收和消散等．
1．2.1.1 微波的加熱優點
微波自身的特性決定了微波具有以下優點:
(1)加熱迅速，均勻。不需熱傳導過程，且具有自動熱平穩性能，避免過熱。
(2)加熱質量高，營養破壞少，能最大限度的保持食物的色、香，味，減少食物中維生素的破壞。
(3)安全衛生無污染，對食品的殺菌能力強.因為微波能是控制在金屬製成的加熱室內和波導管中工作，所以微波泄露被有效的抑制，沒有放射線危害及有害氣體排放，不產生余熱和粉塵污染。既不污染食物，也不污染環境。微波殺菌除了熱效應之外還有生物效應，許多病菌在微波加熱不到100℃時就全部被殺死。
(4)節能高效。由於含有水分的物質極易直接吸收微波而發熱，沒有經過其他中間轉換環節，因此除少量的傳輸損耗外幾乎無其他損耗。比一般常規加熱省電約30%^-50%。
(5)具有快速解凍功能。在微波場中，凍結食品在從內到外同時吸收微波能量，使凍結食品整體發熱，容易形成整體均一的解凍，縮短解凍時間，迅速越過一50C - 0℃這個易發生蛋白質變性、食品變色變味的溫度帶，以保持食品的品質不致下降。

1．2．2 微波的非熱效應
微波的非熱效應是指除熱效應以外的其他效應，如電效應、磁效應及化學效應等．在微波電磁場的作用下，生物體內的一些分子將會產生變形和振動，使細胞膜功能受到影響，使細胞膜內外液體的電狀況發生變化，引起生物作用的改變，進而可影響中樞神經系統等．微波干擾生物電(如心電、腦電、肌電、神經傳導電位、細胞活動膜電位等)的節律，會導致心臟活動、腦神經活動及內分泌活動等一系列障礙．對微波的非熱效應，人們還了解的不很多．當生物體受強功率微波照射時，熱效應是主要的(一般認為，功率密度在在10mW／cm2者多產生微熱效應．且頻率越高產生熱效應的閾強度越低)；長期的低功率密度(1 m W／cm2 以下)微波輻射主要引起非熱效應．

1．3 微波在農業科學上的應用
微波對許多發芽率低或發芽慢的農作物或林術種子都作了催芽試驗， 以探索能否提高發芽率。種子含水量對處理效果有明顯影響， 一般說來， 低含水率種子受加熱處理的影響大， 也能忍受較高溫度不致受損。微波具有顯著熱效應，而且有促進G0細胞進入增殖周期（Carpita．N．C．& Murray W.N;1976）。另外，胡燕月等（1996）胡萱日等（1995），分別比較研究了微波和熱擊處理水稻種子的生物學效應，在相同升溫(45℃)下，結果表明微波處理可極顯著促進芽活力，熱擊處理則可以極顯著促進根活力 。賴麟與馮鴻（1997）利用50W、200W和500W的微波照射白蘭瓜種子，發現200W功率的微波處理可以極顯著地提高其發芽率，同時也能顯著地提高萌發話力。200w微波處理的種子從萌發24小時起，其澱粉酶含量顯著地高於對照，48小時期澱粉酶同工酶有新的酶帶產生。說明這一功率的微波能有效地激話白蘭瓜種子萌發期的澱粉酶，加速物質和能量的代謝，從而提高種子萌發活力。黃桂琴等（1999）利用105W微波輻射黃瓜種子10s、20s，結果發現提早長出真葉．株高增加。處理種子的時聞為30s，促進種子早出苗．但隨著生長期的延長株高被抑制，葉片數也減少．當輻射劑量105W ，處理種子的時間分刷為85、10s、l4s，促進黃瓜幼苗的主根和側根增長與脫氳酶活性增加，表明根活力增強．楊俊紅等（2003；2004）利用正交試驗研究了微波處理對白菜種子萌發特性及其耐鹽性的影響。結果表明：微波處理前，萌發環境的含鹽量對種子發芽率的影響最大，而且含鹽量和鹼性的影響較顯著；經微波處理後，萌發環境的含鹽量和鹼性對種子發芽率的影響處於次要地位，而且無顯著性；優選條件下種子的發芽率比對照組明顯提高。 P．Reddy與D.J．Myeoek（2000）應用非破壞性的有效微波照大豆種子30秒鍾對種子的生存力、活性有促進作用但對細胞和細胞器結構沒有影響。

1．4 微波的生物效應在醫學上的應用
利用微波生物效應可以用來診斷各種腫瘤、胸部疾病、肺氣腫、肺水腫，測量動脈血管壁的厚度等。特別是利用微波生物效應治療腫瘤具有特殊的意義。因為腫瘤組織的血液循環和導熱性能比正常組織要差 在受到微波照射肘，腫瘤組織的溫升比周圍的正常組織通常要高出1～3℃。若適當控制加熱溫度，使腫瘤細胞內溫度達到42 uc以上時 即可將癌細胞殺死，而不致傷害健康組織，故利用微波可殺死缺氧和低pH值的抗放射腫瘤細胞。如果將微波熱療與放射性治療以及化學治療結台起來，則可收到更好的治療效果。目前已廣泛地開展了實驗研究工作，有不少國家和地區正在臨床應用 最近幾年裡，對肝癌和腦部組織癌變進行熱療，並取得了豐富的資料（陳夷等，1999）。我國學者在利用微波治療肝癌、直腸癌和口腔癌方面已取得了十分明顯的成果。另外，將手術刀刃與微波輻射結合在一起，也是一種應用形式。由於微波能量具有自日溫和凝血的作用． 及在一定的程度上具有滅菌的作用，故這種形式的手術刀特別適用於細血管分布很密的人體組織（陳夷等，1999）。例如眼睛和肝臟的手術過程。目前尚待完善的地方是如何使微波輻射的能量更加集中．從而取得更好的效果。同樣在醫用和醫葯工業中可以將微波用於滅菌，效果又快又好。此外，用強脈沖功率的做波照射實驗動物的腦部．使其溫度達到42℃以上，可在數秒鍾之內殺死動物．並使其腦中的酶系統同時全部均勻地滅活，從而中止了生物化學反應，使腦內的耐熱活性物質可保持原來的成分，這樣就可用來研究神經化學的特性和功能。

❹ 微波輔助化學反應的優缺點

咨詢記錄 · 回答於2021-11-04

❺ 簡述微波爐加熱特點

用的是微波加熱，對人體有一定傷害。

❻ 微波爐加熱的特點

微波加熱的最大特點是，微波是在被加熱物內部產生的，熱源來自物體內部，加熱均勻
微波爐加熱的最大特點是，微波是在被加熱物內部產生的，熱源來自物體內部，加熱均勻，不會造成「外焦里不熟」的夾生現象，有利於提高產品質量，同時由於「里外同時加熱」大大縮短了加熱時間，加熱效率高，有利於提高產品產量。微波加熱的慣性很小，可以實現溫度升降的快速控制，有利於連續生產地額自動控制。
1、加熱均勻、速度快，一般的加熱方法憑借加熱周圍的環境，以熱量的輻射或通過熱空氣對流的方式使物體的表面先得到加熱，然後通過熱傳導傳導物體的內部。這種方法效率低，加熱時間長。

2、選擇性加熱，微波加熱所產生的熱量和被加熱物的損耗有著密切關系。各種介質的介電常數在0.0001到0.5的范圍內，所以各種物體吸收微波的能力有很大的差異。一般說介電常數大的介質很容易用微波加熱，介電常數太小的介質就很難用微波加熱。這就是微波對物體具有選擇性加熱的特點。

3、控制及時、反應靈敏 ，常規的加熱方法，如蒸汽加熱、電熱、紅外加熱等，要達到一定的溫度，需要一定的時間，在發生故障或停止加熱時，溫度的下降又要較長時間。而微波加熱可在幾秒的時間內迅速地將微波功率調到所需的數值，加熱到適當的溫度，便於自動化和連續化生產。

❼ 微波具有哪些特點有哪些重要應用

1、 什麼是微波？
微波是頻率在300兆赫到300千兆赫的電磁波(波長1米 - 1毫米），通常是作為信息傳遞而用於雷達、通訊技術中。而近代應用中又將它擴展為一種新能源，在工農業上用作加熱、乾燥；在化學工業中催使化學反應；在科研中激發等離子體等。家用微波爐就是微波能應用的一個典型例子。
我國目前用於工業加熱的微波頻率為915兆赫和2450兆赫。使用中，可根據加熱材料的形狀、大小、含水量來選擇
微波的應用

說完了微波兩側的光波和低頻波之後，開始進入另一個主題：微波的應用。我們先從電磁波的頻譜中，介紹幾個與通訊及雷達有關的頻段。

光纖通訊利用光波，除此之外，就是無線電波。無線電波頻段裡面有中波，由早期的收音機所使用，還有短波、AM、FM、及VHF電視頻道等波段，而其中最重要的一段是微波，這是通訊和雷達最主要的頻段。國際組織把無線電波頻段劃分為很多頻道，甚至規定了軍事設備使用的頻道，不然就會彼此干擾，所以軍用設備、民用設備、衛星、電視等等，都各有劃定好的頻道。太空通訊又有往上及往下的頻道，都與地面通訊所用的頻道不一樣。

接下來談談日常通訊。電視表演要送到遠處播放，需要在地面轉接，一個轉接站收到訊號後，再把它放大傳送到另一個轉接站，最後送到接收地的電視台播放，也可以經過衛星送到更遠的地方。越洋電話、電信也是經過衛星送出訊號，所用的都是微波。

再說到國防系統，這當然也是絕對重要的。以美國為例，全球美軍24小時都在指揮之下，里頭有軍艦、飛機、坦克，分散在地球不同的角落，彼此借著衛星通訊串在一起。此外，每一艘作戰船上面都有各種雷達及通訊設備，光是微波發射器就數以百計，新型戰機上面也有好幾十個，發揮各種各樣的功能，包括通訊、偵測、導航、干擾、火力控制等等。

例如飛行中的飛彈，要擊中目標，需要雷達導航，作戰的飛機要射出訊號干擾敵方的雷達，讓敵方的雷達無法抓住它的位置，聰明一點甚至還可以發出欺騙訊號，讓敵方雷達把它的位置搞錯，結果浪費一顆飛彈。飛機和指揮部通訊也都要靠微波，其它像戰車等等，也是類似的情形。

所以說微波對我們的影響非常大。軍艦、戰機保護我們，是間接的影響，地面通訊是直接的影響，現在幾乎每個人都在撥打手機，就是微波在幫我們服務。