微波與凝聚態(tài)化學(xué)反應

微波與凝聚態(tài)化學(xué)反應

     早在1967年N.H.williams就報道了用微波加快某些化學(xué)反應的實(shí)驗研究結果、而微波在化學(xué)合成中的應用則至少可以上溯到1981年，但當時(shí)人們似乎還沒(méi)有意識到在化學(xué)領(lǐng)域內正單育著(zhù)一場(chǎng)革命．直到1986年加拿大的Raymond J.Gipuerc等人發(fā)現用微波輻射4—氰基苯氧離廣與氰午的SNz親核取代反應可以便反應速率提高1240備，并且產(chǎn)率也有不同程度的提高．

     那時(shí)起用微波加速和控制化學(xué)反應便受到了人們的高度重視  現在微波巳被廠(chǎng)泛應用于從無(wú)機反應到有機反應，從醫藥化工到食品化工，從簡(jiǎn)單的分子反應到復雜的生命過(guò)程的各個(gè)化學(xué)領(lǐng)域．例如，國外在用橄欖油制備肥皂的過(guò)程中已開(kāi)始用微波來(lái)加速某些酯的皂化并取得了顯著(zhù)的效果．

     隨著(zhù)微波在化學(xué)各個(gè)分支領(lǐng)域內的廣泛應用，建立在傳統微波加熱概念和使用商用微波爐上的微波化學(xué)受到了嚴峻的挑戰  首先人們在實(shí)驗中發(fā)現微波不僅可以加快化學(xué)反應，在一定條件下也能抑制反應的進(jìn)行  除此之外微波還可以改變反應的途徑．微波對化學(xué)反應的作用除了對反應物加熱引起反應速率改變以外，還具有電磁場(chǎng)對反應分子間行為的直接作用而引起的所謂“非熱效應應”。

     微波對反應的作用程度除了與反應類(lèi)型有關(guān)外，還與微波的強度、頻率、調制方式及環(huán)境條件有關(guān)．此外，重要的是出于化學(xué)反應是一個(gè)非平衡系統，舊的物質(zhì)在不斷消耗，新的物質(zhì)在不斷生成，各相界面可能發(fā)生隨機的變化.

     與此同時(shí)系統的宏觀(guān)電磁特性也在發(fā)生變化，而且在微波輻射下這種變化還與所用的微波緊密相關(guān)．這些都導致反應系統對微波的非線(xiàn)性響應.例如在用功率為500w的微波輻照脖橡膠的合成反應中，當反應進(jìn)行到5min時(shí)，系統對微波的吸收突然增加、致使系統的溫度在數十秒內可達到300℃以卜，如不加以控制可使反應物全部燒毀.

     而在一些反應中，由于產(chǎn)物的電導率很大，隨著(zhù)反應的進(jìn)行，產(chǎn)物不斷增加，作為終端負載的反應系統會(huì )引起微波反射的突然增加，對于應用大功率的微波系統這是十分危險的  另外如何設計滿(mǎn)足各種化學(xué)反應條件(高溫、高壓)的大容量微波化學(xué)反應腔等也都還有問(wèn)題因此微波化學(xué)領(lǐng)域內有許多問(wèn)題亟待解決．

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