微波消解裝置加熱方式及原理

微波消解裝置加熱方式

稱(chēng)取0.2克-1.0克的試樣置于消解罐中，加入約2mI的水，加入適量的酸。通常是選用HNO3、HCI、HF、H2O2等，把罐蓋好，放入爐中。當微波通過(guò)試樣時(shí)，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(lái)回轉動(dòng)，與周?chē)肿酉嗷ヅ鲎材Σ?，分子的總能量增加，使試樣溫度急劇上升。同時(shí)，試液中的帶電粒子（離子、水合離子等）在交變的電磁場(chǎng)中，受電場(chǎng)力的作用而來(lái)回遷移運動(dòng)，也會(huì )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。微波消解儀
   （1）體加熱。電爐加熱時(shí)，是通過(guò)熱輻射、對流與熱傳導傳送能量，熱是由外向內通過(guò)器壁傳給試樣，通過(guò)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(shí)產(chǎn)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(shí)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內就能被加熱到攝氏幾。又如Mn02 1.5 克在650W微波加熱1min可升溫到920K，可見(jiàn)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(fā)散給周?chē)h(huán)境中，而微波加熱直接作用到物質(zhì)內部，因而提高了能量利用率。
    (2)過(guò)熱現象。微波加熱還會(huì )出現過(guò)熱現象（即比沸點(diǎn)溫度還高）。電爐加熱時(shí)，熱是由外向內通過(guò)器壁傳導給試樣，在器壁表面上很容易形成氣泡，因此就不容易出現過(guò)熱現象，溫度保持在沸點(diǎn)上，因為氣化要吸收大量的熱。而在微波場(chǎng)中，其“供熱"，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(diǎn)的試劑，在密閉容器中，就很容易出現過(guò)熱，可見(jiàn)，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(chǎng)中快速的隨變化的電磁場(chǎng)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(xué)反應加速進(jìn)行。交變的電磁場(chǎng)相當于高速攪拌器，每秒鐘攪拌2.45×109 次，提高了化學(xué)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(guò)熱、不斷產(chǎn)生新的接觸表面。有時(shí)還能降低反應活化能，改變反應動(dòng)力學(xué)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。

微波消解裝置原理

微波消解技術(shù)是利用微波的穿透性和激活反應能力加熱密閉容器內的試劑和樣品，可使制樣容器內壓力增加,反應溫度提高，從而大大提高了反應速率，縮短樣品制備的時(shí)間。并且可控制反應條件，使制樣精度更高.減少對環(huán)境的污染和改善實(shí)驗人員的工作環(huán)境。傳統方法采用多孔消化器或消煮爐制備方法，樣品的消化時(shí)間通常需要數小時(shí)以上。即使選用較*的傳統消化器，內配尾氣吸收裝置，也很難避免消化中尾氣泄漏而產(chǎn)生很嗆人的氣味。采用微波消解系統制樣，消化時(shí)間只需數十分鐘，消化中因消化罐密閉，不會(huì )產(chǎn)生尾氣泄漏，且不需有毒催化劑及升溫劑。密閉消化避免了因尾氣揮發(fā)而使樣品損失的情況。