微波直接向反應(yīng)物輻射能量，使分子高速旋轉(zhuǎn)碰撞，實現(xiàn)內(nèi)部加熱，微波作用下的化學反應(yīng)具有活化溫度轉(zhuǎn)化率高，反應(yīng)速度快，轉(zhuǎn)化率高，性好的特點。 選擇性。 從微波化學反應(yīng)器的發(fā)展，分析了它們各自的特性。 結(jié)合基礎(chǔ)化學實驗室的實際情況，在家用微波爐的基礎(chǔ)上設(shè)計和改造了微波化學反應(yīng)器。 以十一碳烯酸鋅的合成反應(yīng)和醇的氧化反應(yīng)為例，驗證了微波化學反應(yīng)的優(yōu)越性。

微波反應(yīng)器的基本原理

“化學是一種藝術(shù)，它允許容器中的物質(zhì)通過特定的實驗手段，主要是火，進行改變，并從哲學或醫(yī)學的角度研究其含義?！?今天，兩百年后，實驗方法中的火已被許多其他形式的能量所取代，如電加熱，紫外線，激光，超聲波，等離子體，高能輻射等，并已廣泛應(yīng)用于 工業(yè)設(shè)備。  1986年，R。Gedye成功地將這種形式的能量引入化學反應(yīng)中。 微波是頻率范圍為300MHz至300GHz的電磁波。 該領(lǐng)域的大多數(shù)頻率由國際通信聯(lián)盟分類。 只有少數(shù)頻段可用于工業(yè)，科學和醫(yī)療應(yīng)用。 家用微波爐的頻率為2450MHz。

微波加熱機理和特點

對于凝聚態(tài)物質(zhì)，微波主要通過兩種機制加熱：一種是極化機制，另一種是離子傳導機制。 通常，極化有四種類型：電子極化，原子極化，偶極極化和界面極化。 物質(zhì)的總偏振度是這四種偏振的總和。 偶極子極化和界面極化在微波介電加熱中起主要作用。 離子傳導機制是介質(zhì)中存在的自由移動的離子。 在電磁場中產(chǎn)生離子遷移電流，從而產(chǎn)生電流損失（即，產(chǎn)生熱量）。 在微波場中，這兩種機制通常共存，貢獻大小由介質(zhì)本身的性質(zhì)決定。 通常，離子化合物的離子傳輸機制占主導地位，共價化合物以極化為主，而金屬則不然。

由于微波介電加熱具有上述特殊機制，因此它表現(xiàn)出比傳統(tǒng)方法更優(yōu)越的加熱性能。 傳統(tǒng)的加熱需要在溫度梯度的推動下傳導熱源，介質(zhì)的對流傳熱，容器壁的熱傳導和樣品內(nèi)的熱傳導。 微波介質(zhì)加熱是不同的，玻璃容器壁對微波是透明的。微波將能量直接輻射到樣品分子上，迅速提高反應(yīng)物的溫度，與溫度梯度無關(guān)。

微波輻射下化學反應(yīng)特征

（1）強烈活化，溫暖轉(zhuǎn)換;  （2）反應(yīng)速度快;  （3）轉(zhuǎn)化率高;  （4）選擇性高

微波化學反應(yīng)器的發(fā)展

微波化學反應(yīng)器是微波化學實驗研究和工業(yè)生產(chǎn)的核心部分，是該領(lǐng)域?qū)ｍ椉夹g(shù)中受保護多的部分。 影響微波化學反應(yīng)器設(shè)計的主要因素是：（1）待處理產(chǎn)品對微波的響應(yīng)特性;  （2）待處理樣品本身的物理性質(zhì);  （3）處理目的或所需的處理速度。 自微波化學發(fā)展以來，微波化學反應(yīng)器的設(shè)計經(jīng)歷了以下幾個階段：家用微波爐; 改良家用微波爐; 微波化學反應(yīng)器與控制裝置。

應(yīng)用

近年來，化學家們在微波條件下研究了各種類型的化學反應(yīng)，如：水熱合成，微波誘導催化，微波消解，微波等離子體化學，微波表面改性，微波硫化，微波熱解，微波萃取，環(huán)加成和縮合， 脂肪族和芳香族取代，氧化反應(yīng)，催化加氫，雙鍵加成，脫羧和自由基反應(yīng)。 除了新的綠色化學實驗，改性微波化學反應(yīng)器中十一碳烯酸鋅（抗菌和抗真菌藥物）的合成反應(yīng)和選擇性氧化反應(yīng)。  （在微波加熱下，我們使用苯并咪唑重鉻酸鹽來氧化醇。對于十多種不同的醇的氧化，可以發(fā)現(xiàn)它僅氧化芐基或烯丙基醇。

飽和脂族醇羥基的氧化，特別是對氯霉素分子的氧化，令人信服地證明了這種良好的反應(yīng)選擇性。

結(jié) 論

微波加熱具有內(nèi)加熱的特點，使得微波作用下的化學反應(yīng)具有強活化溫轉(zhuǎn)化、反應(yīng)速度快、轉(zhuǎn)化率高和選擇性好的特點。分析了各種微波化學反應(yīng)器的特點，結(jié)合基礎(chǔ)化學實驗室的實際，以家用微波爐為基礎(chǔ)設(shè)計改裝了微波化學反應(yīng)器，并以十一烯酸鋅的合成反應(yīng)和醇的氧化反應(yīng)驗證了微波化學反應(yīng)的優(yōu)越性。

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