新聞詳細(xì)
微波消解的基本原理是什么呢?
一、微波消解基本原理
微波消解通常是指利用微波加熱封閉容器中的消解液(各種酸、部分堿液以及鹽類)和試樣從而在高溫增壓條件下使各種樣品快速溶解的濕法消化(也有敞開容器微波消解的,不予討論)。
對于微波的作用原理,一般認(rèn)為其具有“熱效應(yīng)”,即微波加熱和傳統(tǒng)加熱有著本質(zhì)的區(qū)別:微波加熱的本質(zhì)在于材料的介電位移或材料內(nèi)部不同電荷的極化以及這種極化不具備迅速跟上交變電場的能力。
微波中的電磁場以每秒數(shù)億次甚至數(shù)十億次的頻率轉(zhuǎn)換方向,極性電介質(zhì)分子中的偶極矩的轉(zhuǎn)向運(yùn)動來不及跟上如此快速的交變電場,引起極化滯后于電場并且極化產(chǎn)生的電流有一于電場相同的相位分量,導(dǎo)致材料內(nèi)部摩擦而發(fā)熱,試樣溫度急劇上升 。
微波加熱過程中能量通過空間或介質(zhì)以電磁波形式來傳播,這種加熱方式稱為“體加熱”或“內(nèi)加熱??梢娢⒉訜崾请妶瞿芰可钊氲轿锪蟽?nèi)部,直接作用于物質(zhì)分子使之運(yùn)動而發(fā)熱,有可能在某些物質(zhì)上形成比周圍溫度更高的“熱點(diǎn)”。微波也具有“非熱效應(yīng)”,即除熱效應(yīng)以外,微波還具有電效應(yīng)、磁效應(yīng)及化學(xué)效應(yīng)等。
二、微波消解的特點(diǎn)
微波消解有密閉容器反應(yīng)和微波加熱這兩個(gè)特點(diǎn),決定了其完全、快速、低空白的優(yōu)點(diǎn),但不可避免地帶來了高壓(可能過壓的隱患)、消化樣品量小的不足。
高壓(高可達(dá)100-150bar)、高溫(通常180-240℃)、強(qiáng)酸蒸氣給實(shí)驗(yàn)者帶來了安全方面的心理壓力?,F(xiàn)在的商品微波消解系統(tǒng),一般都有測溫/測壓甚至控溫/控壓技術(shù),因此在安全性上已經(jīng)有了較大保證。
微波消解技術(shù)具有樣品分解快速、完全,揮發(fā)性元素?fù)p失小,試劑消耗少,操作簡單,處理效率高,污染小,空白低等顯著特點(diǎn),深受分析工作者的歡迎,被譽(yù)為“綠色化學(xué)反應(yīng)技術(shù)”。