微波化学反应的加热特点有哪些

❶ 微波化学的微波化学

作者： 金钦汉 戴树珊 黄卡玛
出版社： 科学出版社 出版日期： 1999年10月
ISBN： 7-03-007346-0/O·1091 开本： 16 开
类别： 综合化学化工,无机化学化工,有机化学化工,分析化学及仪器,化学工程及设备,高分子科学工程,精细化工 页数： 324 页 第一章绪论
1.1微波及其特性
1.2微波化学及其发展
第二章微波与物质的相互作用
2.1物质对微波的吸收
2.1.1微波吸收光谱
2.1.2微波等离子体
2.1.3微波对凝聚态物质的加热作用
2.2凝聚态物质在微波场中的行为
2.2.1液体在微波场中的行为
2.2.2粉末在微波场中的行为
2.3物质介电性质的测量
2.3.1终端短路法
2.3.2谐振腔微扰法
2.3.3波导微扰法
2.3.4介电测量在化学中的应用
第三章微波对凝聚态化学反应的影响
3.1引言
3.2微波对化学反应的影响
3.3微波化学中的非线性响应
3.4弱微波对化学反应速率影响的计算
3.4.1弱微波对简单分解反应速率的影响
3.4.2弱微波对复杂化学反应的影响
3.5微波场中有耗物质内的温度分布计算
3.5.1复介电常数与温度之间的关系
3.5.2反应物中的微波耗散功率
3.5.3热传导方程
3.5.4计算反应物中电磁场分布和温度分布的定解问题
3.5.5有限时域差分方法
参考文献
第四章微波凝聚态化学反应系统
4.1微波凝聚态化学反应系统概述
4.1.1系统框图
4.1.2系统总体设计
4.1.3系统各论
4.2微波功率源
4.2.1简易微波功率源
4.2.2大功率磁控管微波功率源
4.2.3高稳定程控微波功率源
4.3微波传输系统
4.3.1微波传输系统的作用和基本要求
4.3.2微波传输系统的组成和运动原理
4.3.3高频率稳定度可变功率微波传输系统
4.4微波凝聚态化学反应器
4.4.1微波化学反应腔类型、选择和设计考虑
4.4.2多模箱式微波化学反应器
4.4.3波导型微波化学反应器
参考文献
第五章微波诱导催化反应
5.1微波诱导催化反应原理
5.2微波诱导催化反应举例
5.2.1甲烷分解
5.2.2烃类氧化
5.2.3SO2和NOx还原
5.2.4模拟光合作用
5.3微波诱导催化反应机制
5.4微波诱导催化反应用催化剂和载体
5.5微波用于催化剂制备和载体改性
参考文献
第六章微波无机合成化学
6.1微波燃烧合成和微波烧结
6.2微波水热合成
6.2.1Fe3+的微波辐照强迫水解制备均分散氧化物胶体粒子
6.2.2金属盐或醇盐溶液在微波辐照下直接分解制备超细氧化物粉体
6.2.3沸石的微波合成
参考文献
第七章微波有机合成化学
7.1微波有机合成反应技术
7.1.1微波密闭合成反应技术
7.1.2微波常压合成反应技术
7.1.3微波干法合成反应技术
7.1.4微波连续合成反应技术
7.2微波技术在有机合成中的应用
7.2.1酯化反应
7.2.2Diels?Alder反应
7.2.3重排反应
7.2.4Knoevenagel反应
7.2.5Perkin反应
7.2.6苯偶姻缩合
7.2.7Reformatsky反应
7.2.8Deckman反应
7.2.9缩醛(酮)反应
7.2.10Witting反应
7.2.11羟醛缩合反应
7.2.12开环反应
7.2.13O?烷基化反应
7.2.14N?烷基化反应
7.2.15C?烷基化反应
7.2.16水解反应
7.2.17烯烃的加成
7.2.18消除反应
7.2.19取代反应
7.2.20自由基反应
7.2.21立体选择性反应
7.2.22成环反应
7.2.23环反转反应
7.2.24酯交换反应
7.2.25酰胺化反应
7.2.26催化氢化反应
7.2.27脱羧反应
7.2.28脱保护反应
7.2.29糖类化合物的某些反应
7.2.30有机金属反应
7.2.31微波合成放射性药剂
7.2.32微波聚合反应
7.2.33其它反应
7.3关于微波加速化学反应的机理
参考文献
第八章微波在分析化学中的应用
8.1微波溶样
8.1.1微波溶样理论基础
8.1.2微波溶样设备
8.1.3微波溶样方法
8.2微波萃取
8.2.1微波萃取用仪器
8.2.2微波萃取方法
8.3脱附
8.4干燥和测湿
8.4.1干燥
8.4.2测湿
8.5预浓缩和净化
8.5.1预浓缩
8.5.2预净化
8.6显色反应、形态分析和热雾化
8.6.1显色反应
8.6.2形态分析
8.6.3热雾化
参考文献
第九章微波在环境化学中的应用
9.1微波除污
9.2污油回收
9.3SO2和NOx的还原
参考文献
第十章微波等离子体的获得及其基本特征
10.1获得微波等离子体的装置
10.1.1渐缩矩形腔
10.1.23/4波长同轴腔
10.1.31/4波长同轴腔
10.1.41/4波长径向腔
10.1.5圆柱形TM010型谐振腔
10.1.6表面波器件
10.1.7电容耦合微波等离子体装置
10.1.8微波等离子体炬
10.2微波等离子体的基本性质及其测量方法
10.2.1微波等离子体温度的测量
10.2.2MWP中的电子数目密度及其测量
10.3微波等离子体中的基元过程，荷电粒子的扩散和迁移
10.3.1电晕模型
10.3.2完全饱和相模型
10.3.3辐射电离复合模型
10.3.4亚稳态组分的作用
10.3.5自由电子的作用
10.4微波等离子体化学反应器
10.4.1表面波器件——Surfatron微波等离子体反应器
10.4.2微波传输线等离子体化学反应器
10.4.3电子回旋共振微波等离子体反应器
参考文献
第十一章微波等离子体合成化学
11.1微波等离子体化学气相沉积(MPECVD)
11.1.1MPECVD法制备金刚石
11.1.2MPECVD法制备β?SiC，Co和BN薄膜
11.2微波等离子表面改性
11.2.1微波等离子体的刻蚀作用
11.2.2微波等离子体对高分子材料的表面处理
11.3微波等离子体化学气相合成
11.3.1氨的合成
11.3.2甲烷转化
11.3.31O2的产生
11.4微波等离子体热解技术
第十二章微波等离子体分析化学
12.1发展简史
12.2微波等离子体原子光谱分析
12.2.1MWP原子发射光谱分析(MWPAES)
12.2.2MWP原子质谱分析(MWPMS)
12.2.3MWP原子荧光光谱分析(MWPAFS)和MWP原子吸收光谱分析
(MWPAAS)
12.2.4MWP增强辉光放电原子发射光谱分析
12.3色谱用微波诱导等离子体离子化检测器(MIPID)
参考文献
第十三章微波化学在石油工业中的应用
13.1微波对地层流体及岩石的作用机理
13.1.1地层流体及岩石的组成和特性
13.1.2微波对地层流体及岩石的作用机理
13.2微波化学在稠油及高凝原油开采中的应用
13.2.1稠油及高凝油的性质特征
13.2.2稠油及高凝原油开采过程中存在的问题
13.2.3高凝原油的微波开采
13.3微波化学在低渗透油气田开发中的可能应用
13.3.1低渗透油气田的性质特征
13.3.2微波化学用于低渗透油气田的开发
13.4微波化学在油气田开发中的其它方面应用
13.4.1微波破乳
13.4.2微波化学脱硫
13.4.3微波脱蜡
13.4.4微波化学防止天然气中水化物的形成
13.4.5微波解堵
13.4.6微波化学应用于原油开采后地面污物的得理
13.5微波化学在石油、天然气、煤化工中的应用
13.5.1等离子体煤炭气化
13.5.2微波对石油蒸馏过程的影响
13.5.3微波激发甲烷气相裂解
13.5.4微波对催化反应的影响
参考文献
第十四章微波化学在冶金中的应用
14.1引言
14.2矿物在微波场中的升温性能
14.3微波加热对矿石显微结构的影响
14.4矿物的微波加热分解
14.4.1二氧化锰的微波加热分解
14.4.2软锰矿的微波加热分解
14.4.3碱式碳酸镍的微波加热分解
14.5金属氧化矿的微波加热碳热还原
14.5.1铁矿石的微波碳热还原
14.5.2钛铁矿的微波碳热还原
14.5.3软锰矿的微波碳热还原烧结
14.6硫化矿的微波加热浸出
14.6.1硫化铜精矿的微波辐射三氯化铁浸出
14.6.2微波辐照下闪锌矿与软锰矿的同时浸出
14.6.3闪锌矿的微波辐射三氯化铁浸出
14.7矿石的微波辐射预处理
14.7.1难处理金精矿的微波辐射预处理
14.7.2红砷镍矿的微波辐射氧化脱砷
参考文献
第十五章微波生物学效应及其健康防护
15.1微波的生物效应
15.1.1微波生物效应的作用机制
15.1.2微波对人及动物的生物学效应
15.2微波对人体的损伤及治疗
15.3微波健康防护
15.3.1职业辐射防护
15.3.2公众辐射防护

❷ 微波加热原理及特点

微波炉的磁控管将电能转化为微波能，当磁控管以
2450mhz
的频率发射出微波能时，
置于微波炉炉腔内的水分子以每秒钟
24.5
亿千次的变化频率进行振荡运行，产生高频电磁场的核心元件是磁控管。食物分子在高频磁场中发生震动，
分子间相互碰撞、
磨擦而产生热能，结果导致食物被加热。微波炉正是利用这一加热原理来进行食物的烹饪
。微波是一种电磁波，这种电磁波的能量不仅比通常的无线电波大得多，这种肉眼看不见的微波，能穿透食物达
5cm
深，并使食物中的水分子也随之运动，剧烈的运动产生了大量的热能，于是食物
"
煮
"
熟了。这就是微波炉加热的原理。而且这种微波还很有“个性”：微波一碰到金属就发生反射，金属根本没有办法吸收或传导它；微波可以穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料，但不会消耗能量；而含有水分的食物，微波不但不能透过，其能量反而会被吸收，还有就是用普通炉灶煮食物时，热量总是从食物外部逐渐进入食物内部的。而用微波炉烹饪，热量则是直接深入食物内部，所以烹饪速度比其它炉灶快
4
至
10
倍，热效率高达
80%
以上

❸ 微波炉的加热法和传统的加热法有什么不同

微波是一种高频率的电磁波，其频率范围约在300～300 000MHz(相应的波长为100～0．1cm)在300MHz至300GHz之间．它具有波动性、高频性、热特性和非热特性四大基本特性。微波作为一种电磁波也具有波粒二象性．微波量子的能量为1 99×l0 -25～ 1．99×10-22j．它与生物组织的相互作用主要表现为热效应和非热效应。微波能够透射到生物组织内部使偶极分子和蛋白质的极性侧链以极高的频率振荡，引起分子的电磁振荡等作用，增加分子的运动，导致热量的产生。微波还能够对氢键、疏水键和范德华产生作用，使其重新分配，从而改变蛋白质的构象与活性。生物体的非热特性一 生物效应是微波的重要特性之一，它已成为医学、细胞学等方面研究的一个重要方面，同时它也能为微波理疗或微波手术等方面提供理论依据 随着人们对微波加热技术认识的深入，它已引起了许多科学工作者的关注，并在一些方面进行了深入而广泛的研究。

1．1 微波的特性

1．1．1 选择性加热
物质吸收微波的能力，主要由其介质损耗因数来决定。介质损耗因数大的
物质对微波的吸收能力就强，相反，介质损耗因数小的物质吸收微波的能力也
弱。由于各物质的损耗因数存在差异，微波加热就表现出选择性加热的特点。
物质不同，产生的热效果也不同。水分子属极性分子，介电常数较大，其介质
损耗因数也很大，对微波具有强吸收能力。而蛋白质、碳水化合物等的介电常
数相对较小，其对微波的吸收能力比水小得多。因此，对于食品来说，含水量
的多少对微波加热效果影响很大。
1．1．2 穿透性
微波比其它用于辐射加热的电磁波，如红外线、远红外线等波长更长，因
此具有更好的穿透性。微波透入介质时，由于介质损耗引起的介质温度的升高，
使介质材料内部、外部几乎同时加热升温，形成体热源状态，大大缩短了常规
加热中的热传导时间，且在条件为介质损耗因数与介质温度呈负相关关系时，
物料内外加热均匀一致。

1．1．3 热惯性小
微波对介质材料是瞬时加热升温，能耗也很低。另一方面，微波的输出功
率随时可调，介质温升可无惰性的随之改变，不存在“余热”现象，极有利于
自动控制和连续化生产的需要。

1．2 微波的生物效应机制
当微波作用于生物体时，在生物控制系统的作用和调节下，生物体必然要建立新的平衡状态以适应外界电磁环境条件的变化，因此也就必然产生某些生物效应．微波的生物效应主要是由微波的热效应，其次是非热效应所引起的．

1．2.1 微波的热效应
微波对生物体的热效应是指由微波引起的生物组织或系统受热而对生物体产生的生理影响．热效应主要是生物体内有极分子在微波高频电场的作用下反复快速取向转动而摩擦生热；体内离子在微波作用下振动也会将振动能量转化为热量；一般分子也会吸收微波能量后使热运动能量增加．如果生物体组织吸收的微波能量较少，它可借助自身的热调节系统通过血循环将吸收的微波能量(热量)散发至全身或体外．如果微波功率很强，生物组织吸收的微波能量多于生物体所能散发的能量，则引起该部位体温升高．局部组织温度升高将产生一系列生理反应，如使局部血管扩张，并通过热调节系统使血循环加速，组织代谢增强，白细胞吞噬作用增强，促进病理产物的吸收和消散等．
1．2.1.1 微波的加热优点
微波自身的特性决定了微波具有以下优点:
(1)加热迅速，均匀。不需热传导过程，且具有自动热平稳性能，避免过热。
(2)加热质量高，营养破坏少，能最大限度的保持食物的色、香，味，减少食物中维生素的破坏。
(3)安全卫生无污染，对食品的杀菌能力强.因为微波能是控制在金属制成的加热室内和波导管中工作，所以微波泄露被有效的抑制，没有放射线危害及有害气体排放，不产生余热和粉尘污染。既不污染食物，也不污染环境。微波杀菌除了热效应之外还有生物效应，许多病菌在微波加热不到100℃时就全部被杀死。
(4)节能高效。由于含有水分的物质极易直接吸收微波而发热，没有经过其他中间转换环节，因此除少量的传输损耗外几乎无其他损耗。比一般常规加热省电约30%^-50%。
(5)具有快速解冻功能。在微波场中，冻结食品在从内到外同时吸收微波能量，使冻结食品整体发热，容易形成整体均一的解冻，缩短解冻时间，迅速越过一50C - 0℃这个易发生蛋白质变性、食品变色变味的温度带，以保持食品的品质不致下降。

1．2．2 微波的非热效应
微波的非热效应是指除热效应以外的其他效应，如电效应、磁效应及化学效应等．在微波电磁场的作用下，生物体内的一些分子将会产生变形和振动，使细胞膜功能受到影响，使细胞膜内外液体的电状况发生变化，引起生物作用的改变，进而可影响中枢神经系统等．微波干扰生物电(如心电、脑电、肌电、神经传导电位、细胞活动膜电位等)的节律，会导致心脏活动、脑神经活动及内分泌活动等一系列障碍．对微波的非热效应，人们还了解的不很多．当生物体受强功率微波照射时，热效应是主要的(一般认为，功率密度在在10mW／cm2者多产生微热效应．且频率越高产生热效应的阈强度越低)；长期的低功率密度(1 m W／cm2 以下)微波辐射主要引起非热效应．

1．3 微波在农业科学上的应用
微波对许多发芽率低或发芽慢的农作物或林术种子都作了催芽试验， 以探索能否提高发芽率。种子含水量对处理效果有明显影响， 一般说来， 低含水率种子受加热处理的影响大， 也能忍受较高温度不致受损。微波具有显着热效应，而且有促进G0细胞进入增殖周期（Carpita．N．C．& Murray W.N;1976）。另外，胡燕月等（1996）胡萱日等（1995），分别比较研究了微波和热击处理水稻种子的生物学效应，在相同升温(45℃)下，结果表明微波处理可极显着促进芽活力，热击处理则可以极显着促进根活力 。赖麟与冯鸿（1997）利用50W、200W和500W的微波照射白兰瓜种子，发现200W功率的微波处理可以极显着地提高其发芽率，同时也能显着地提高萌发话力。200w微波处理的种子从萌发24小时起，其淀粉酶含量显着地高于对照，48小时期淀粉酶同工酶有新的酶带产生。说明这一功率的微波能有效地激话白兰瓜种子萌发期的淀粉酶，加速物质和能量的代谢，从而提高种子萌发活力。黄桂琴等（1999）利用105W微波辐射黄瓜种子10s、20s，结果发现提早长出真叶．株高增加。处理种子的时闻为30s，促进种子早出苗．但随着生长期的延长株高被抑制，叶片数也减少．当辐射剂量105W ，处理种子的时间分刷为85、10s、l4s，促进黄瓜幼苗的主根和侧根增长与脱氲酶活性增加，表明根活力增强．杨俊红等（2003；2004）利用正交试验研究了微波处理对白菜种子萌发特性及其耐盐性的影响。结果表明：微波处理前，萌发环境的含盐量对种子发芽率的影响最大，而且含盐量和碱性的影响较显着；经微波处理后，萌发环境的含盐量和碱性对种子发芽率的影响处于次要地位，而且无显着性；优选条件下种子的发芽率比对照组明显提高。 P．Reddy与D.J．Myeoek（2000）应用非破坏性的有效微波照大豆种子30秒钟对种子的生存力、活性有促进作用但对细胞和细胞器结构没有影响。

1．4 微波的生物效应在医学上的应用
利用微波生物效应可以用来诊断各种肿瘤、胸部疾病、肺气肿、肺水肿，测量动脉血管壁的厚度等。特别是利用微波生物效应治疗肿瘤具有特殊的意义。因为肿瘤组织的血液循环和导热性能比正常组织要差 在受到微波照射肘，肿瘤组织的温升比周围的正常组织通常要高出1～3℃。若适当控制加热温度，使肿瘤细胞内温度达到42 uc以上时 即可将癌细胞杀死，而不致伤害健康组织，故利用微波可杀死缺氧和低pH值的抗放射肿瘤细胞。如果将微波热疗与放射性治疗以及化学治疗结台起来，则可收到更好的治疗效果。目前已广泛地开展了实验研究工作，有不少国家和地区正在临床应用 最近几年里，对肝癌和脑部组织癌变进行热疗，并取得了丰富的资料（陈夷等，1999）。我国学者在利用微波治疗肝癌、直肠癌和口腔癌方面已取得了十分明显的成果。另外，将手术刀刃与微波辐射结合在一起，也是一种应用形式。由于微波能量具有自日温和凝血的作用． 及在一定的程度上具有灭菌的作用，故这种形式的手术刀特别适用于细血管分布很密的人体组织（陈夷等，1999）。例如眼睛和肝脏的手术过程。目前尚待完善的地方是如何使微波辐射的能量更加集中．从而取得更好的效果。同样在医用和医药工业中可以将微波用于灭菌，效果又快又好。此外，用强脉冲功率的做波照射实验动物的脑部．使其温度达到42℃以上，可在数秒钟之内杀死动物．并使其脑中的酶系统同时全部均匀地灭活，从而中止了生物化学反应，使脑内的耐热活性物质可保持原来的成分，这样就可用来研究神经化学的特性和功能。

❹ 微波辅助化学反应的优缺点

咨询记录 · 回答于2021-11-04

❺ 简述微波炉加热特点

用的是微波加热，对人体有一定伤害。

❻ 微波炉加热的特点

微波加热的最大特点是，微波是在被加热物内部产生的，热源来自物体内部，加热均匀
微波炉加热的最大特点是，微波是在被加热物内部产生的，热源来自物体内部，加热均匀，不会造成“外焦里不熟”的夹生现象，有利于提高产品质量，同时由于“里外同时加热”大大缩短了加热时间，加热效率高，有利于提高产品产量。微波加热的惯性很小，可以实现温度升降的快速控制，有利于连续生产地额自动控制。
1、加热均匀、速度快，一般的加热方法凭借加热周围的环境，以热量的辐射或通过热空气对流的方式使物体的表面先得到加热，然后通过热传导传导物体的内部。这种方法效率低，加热时间长。

2、选择性加热，微波加热所产生的热量和被加热物的损耗有着密切关系。各种介质的介电常数在0.0001到0.5的范围内，所以各种物体吸收微波的能力有很大的差异。一般说介电常数大的介质很容易用微波加热，介电常数太小的介质就很难用微波加热。这就是微波对物体具有选择性加热的特点。

3、控制及时、反应灵敏 ，常规的加热方法，如蒸汽加热、电热、红外加热等，要达到一定的温度，需要一定的时间，在发生故障或停止加热时，温度的下降又要较长时间。而微波加热可在几秒的时间内迅速地将微波功率调到所需的数值，加热到适当的温度，便于自动化和连续化生产。

❼ 微波具有哪些特点有哪些重要应用

1、 什么是微波？
微波是频率在300兆赫到300千兆赫的电磁波(波长1米 - 1毫米），通常是作为信息传递而用于雷达、通讯技术中。而近代应用中又将它扩展为一种新能源，在工农业上用作加热、干燥；在化学工业中催使化学反应；在科研中激发等离子体等。家用微波炉就是微波能应用的一个典型例子。
我国目前用于工业加热的微波频率为915兆赫和2450兆赫。使用中，可根据加热材料的形状、大小、含水量来选择
微波的应用

说完了微波两侧的光波和低频波之后，开始进入另一个主题：微波的应用。我们先从电磁波的频谱中，介绍几个与通讯及雷达有关的频段。

光纤通讯利用光波，除此之外，就是无线电波。无线电波频段里面有中波，由早期的收音机所使用，还有短波、AM、FM、及VHF电视频道等波段，而其中最重要的一段是微波，这是通讯和雷达最主要的频段。国际组织把无线电波频段划分为很多频道，甚至规定了军事设备使用的频道，不然就会彼此干扰，所以军用设备、民用设备、卫星、电视等等，都各有划定好的频道。太空通讯又有往上及往下的频道，都与地面通讯所用的频道不一样。

接下来谈谈日常通讯。电视表演要送到远处播放，需要在地面转接，一个转接站收到讯号后，再把它放大传送到另一个转接站，最后送到接收地的电视台播放，也可以经过卫星送到更远的地方。越洋电话、电信也是经过卫星送出讯号，所用的都是微波。

再说到国防系统，这当然也是绝对重要的。以美国为例，全球美军24小时都在指挥之下，里头有军舰、飞机、坦克，分散在地球不同的角落，彼此借着卫星通讯串在一起。此外，每一艘作战船上面都有各种雷达及通讯设备，光是微波发射器就数以百计，新型战机上面也有好几十个，发挥各种各样的功能，包括通讯、侦测、导航、干扰、火力控制等等。

例如飞行中的飞弹，要击中目标，需要雷达导航，作战的飞机要射出讯号干扰敌方的雷达，让敌方的雷达无法抓住它的位置，聪明一点甚至还可以发出欺骗讯号，让敌方雷达把它的位置搞错，结果浪费一颗飞弹。飞机和指挥部通讯也都要靠微波，其它像战车等等，也是类似的情形。

所以说微波对我们的影响非常大。军舰、战机保护我们，是间接的影响，地面通讯是直接的影响，现在几乎每个人都在拨打手机，就是微波在帮我们服务。