微波消解儀知識百科

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概念

什么是微波

微波是一種電磁波，是頻率在300MHz—300GHz的電磁波，即波長在100cm至1mm范圍內的電磁波，也*是說波長在遠紅外線與無線電波之間。微波波段中，波長在1-25cm 的波段專門用于雷達，其余部分用于電訊傳輸。為了防止民用微波功率對無線電通訊、廣播、電視和雷達等造成干擾，國際上規定工業、科學研究、學及家用等民用微波的頻率為2450土5OMHz。因此，微波消解儀器所使用的頻率基本上都是245OMHz，家用微波爐也如此。

微波的特性

(1) 金屬材料不吸收微波，只能反射微波。如銅、鐵、鋁等。用金屬(不銹鋼板)作微波爐的爐膛，來回反射作用在加熱物質上。不能用金屬容器放入微波爐中，反射的微波對磁控管有損害。

(2) 絕緣體可以透過微波，它幾乎不吸收微波的能量。如玻璃、陶瓷、塑料(聚乙烯、聚苯乙烯)、聚四氟乙烯、石英、紙張等，它們對微波是透明的，微波可以穿透它 們向前傳播。這些物質都不會吸收微波的能量，或吸收微波極少。物質吸收微波的強弱實質上與該物質的復介電常數有關，即損耗因子越大，吸收微波的能力越強 [2]。家用微波爐容器大都是塑料制品。微波密閉消解溶樣罐用的材料是聚四氟乙烯、工程塑料等。

(3) 極性分子的物質會吸收微波(屬損耗因子大的物質)，如：水、酸等。它們的分子具有*偶極矩(即分子的正負電荷的中心不重合)。極性分子在微波場中隨著微 波的頻率而快速變換取向，來回轉動，使分子間相互碰撞摩擦，吸收了微波的能量而使溫度升高。我們吃的食物，其中都含有水份，水是強極性分子，因此能在微波 爐中加熱。下面，我們可以進一步理解微波消解試樣的原理。

微波消解試樣的原理

原理

稱取0.2克-1.0克的試樣置于消解罐中，加入約2mI的水，加人適量的酸。通常是選用HNO3、HCI、HF、H2O2等，把罐蓋好，放入爐中。當微波 通過試樣時，極性分子隨微波頻率快速變換取向，2450MHz的微波，分子每秒鐘變換方向2.45×109次，分子來回轉動，與周圍分子相互碰撞摩擦，分 子的總能量增加，使試樣溫度急劇上升。同時，試液中的帶電粒子(離子、水合離子等)在交變的電磁場中，受電場力的作用而來回遷移運動，也會與臨近分子撞 擊，使得試樣溫度升高。這種加熱方式與傳統的電爐加熱方式絕然不同。

特性

(1)體加熱。電爐加熱時，是通過熱輻射、對流與熱傳導傳送能量，熱是由外向內通過器壁傳給試樣，通過熱傳導的方式加熱試祥。微波加熱是一種直接的體加熱的方式，微波可以穿入試液的內部，在試樣的不同深度，微波所到之處同時產生熱效應，這不僅使加熱更快速，而且更均勻。大大縮短了加熱的時間，比傳統的 加熱方式既快速又效率高。如：氧化物或硫化物在微波(2450MHz 、800W)作用下, 在1min內*能被加熱到攝氏幾百度。又如Mn02 1.5 克在650W微波加熱1min可升溫到920K，可見升溫的速率非常之快。傳統的加熱方式(熱輻射、傳導與對流)中熱能的利用部分低，許多熱量都發散給周 圍環境中，而微波加熱直接作用到物質內部，因而提高了能量利用率。

(2)過熱現象。微波加熱還會出現過熱現象(即比沸點溫度還高)。電爐加熱時，熱是由外向內通過器壁傳導給試樣，在器壁表面上很容易形成氣泡，因此*不容易出現過熱現象，溫度 保持在沸點上，因為氣化要吸收大量的熱。而在微波場中，其“供熱”方式完全不同，能量在體系內部直接轉化。由于體系內部缺少形成氣“泡”的“核心”，因 而， 對一些低沸點的試劑，在密閉容器中，*很容易出現過熱，可見，密閉溶樣罐中的試劑能提供更高的溫度，有利于試樣的消化。

(3)攪拌。由于試劑與試樣的極性分子都在2450MHz電磁場中快速的隨變化的電磁場變換取向，分子間互相碰撞摩 擦，相當于試劑與試樣的表面都在不斷更新，試樣表面不斷接觸新的試劑，促使試劑與試樣的化學反應加速進行。交變的電磁場相當于高速攪拌器，每秒鐘攪拌 2.45×109 次，提高了化學反應的速率，使得消化速度加快。由此綜合，微波加熱快、均勻、過熱、不斷產生新的接觸表面。有時還能降低反應活化能，改變反應動力學狀況， 使得微波消解能力增強，能消解許多傳統方法難以消解的樣品。

例證

由上討論可知，加熱的快慢和消解的快慢，不僅與微波的功率有關，還與試樣的組成、濃度以及所用試劑即酸的種類和用量有關。要把一個試樣在短的時間內消解完， 應該選擇合適的酸、合適的微波功率與時間。微波消解儀技術參數(MSP-8600微波消解/萃取儀)　壓力*大顯示:5 MPa，壓力有效控制5.0MPa(約50大氣壓);

壓力可按0.01 MPa增量設置，壓力控制精度±0.05 MPa;

溫度*大顯示: 300℃，溫度有效控制230℃;溫度設置精度1℃，顯示精度0. 1℃;

必備的有機揮發性試劑監測報*系統，在有機氣體達到*戒濃度時儀器發出報*聲音并自動停止運行;

微波功率在1-*任何一擋以1%增量設置;

反應罐容積70ml，*大溫度300℃，*大壓力5 MPa;

標準配置四套雙層消解罐，*大可同時使用十套，可選配10-20套;

微波漏能符合*標準，低于5mw/cm2;

具有安全的連鎖開關，開門即停止微波輻射。

微波頻率:2450MHZ，微波輻射功率1000W;

電源：AC220V，15A，50/60Hz，1250W;

儀器凈重量36.5kg，微波腔體容積30升;

外觀尺寸:(長x寬x高)630x440x500mm;

微波消解儀技術參數(MSP-8600微波消解/萃取儀)

壓力*大顯示:5 MPa，壓力有效控制5.0MPa(約50大氣壓);

壓力可按0.01 MPa增量設置，壓力控制精度±0.05 MPa;

微波功率在1-*任何一擋以1%增量設置;

反應罐容積100ml，*大溫度300℃，*大壓力10 MPa;

標準配置四套雙層消解罐，*大可同時使用十套，可選配10-20套;

微波漏能符合*標準，低于5mw/cm2;

具有安全的連鎖開關，開門即停止微波輻射。

微波頻率:2450MHZ，微波輻射功率1000W;

電源：AC220V，15A，50/60Hz，1250W;

儀器凈重量35.5kg，微波腔體容積30升;

外觀尺寸:(長x寬x高)630x440x500mm;

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