微波加热在无机固相反应中的应用-河北师范大学学报.PDF

( ) 第 28 卷 第 4 期 河北师范大学学报 自然科学版 Vol . 28 No . 4 2004 年 　7 月 Journal of Hebei Normal University (Natural Science Edition) J ul . 2004 微波加热在无机固相反应中的应用 1 2 1 1 王继业 , 　许赤兵 , 　宋会花 , 　赵惠敏 ( 1. 河北师范大学 化学学院 ,河北 石家庄 　05009 1 ; 2 . 石家庄市环境监测中心 ,河北 石家庄 　05002 1) 摘 　要 :介绍了微波加热的基本原理和加热特点 ;对微波加热在无机固相反应中的应用 ,就合成陶瓷材 料 、发光材料 、电子材料及沸石分子筛催化等无机固体材料 ,进一步指出了微波加热的优点及所得产品的性 能 ;并对微波技术应用作了展望. 关键词 :微波 ; 无机固相反应 ; 固体材料 中图分类号 :O 6 11. 4 　　　文献标识码 :A 　　　文章编号 (2004) 微波是一种频率在 300 M Hz～300 GHz 之间的电磁波 ,位于电磁波谱的红外辐射和无线电波之间. 自1986 年 Gedye 等首次将微波应用于有机合成以来 ,该技术在化学合成方面得到广泛应用[ 1～7 ] . 微波 技术应用于化学合成领域 ,不仅可以提高化学反应速度 ,还能改进产品的性能. 微波在无机固相反应中 的应用是近年来迅速发展的一个新领域[4～7 ] ,人们将微波技术应用于陶瓷材料[ 8～12 ] 、发光材料[ 13～2 1 ] 、 电子材料[22～27 ] 及沸石分子筛[28～3 1 ] 等无机固体材料的合成 ,体现了高效 、节能、环保等优点[22 ] , 因此该 技术在无机固相反应中得到了快速发展. 本文中 ,笔者就近十年微波在无机固相反应中的应用结合具体 实例进行综述. 1 　微波加热的原理及特点 1. 1 　微波加热的原理 微波是一种包含电场和磁场的电磁波 ,当微波作用到物质表面时 ,可能产生电子极化 、原子极化 、界 面极化及偶极转向极化 ,其中偶极转向极化及界面极化对物质的加热起主要作用. 在微波场中 ,物质的 偶极子与电场作用产生转矩 ,宏观偶极矩不再为零 ,这就产生了偶极转向极化. 由于产生的交变电场以 每秒高达数亿次的高速转向 ,偶极转向极化不具备迅速跟上交变电场的能力而滞后于电场 ,从而导致材 [6 ] 料内部功率耗散 ,一部分微波能转化为热能 ,使得物质本身升温. 微波场对物质热效应的表达式 为 ) πε 2 π ε 1 物质吸收的微波能 : P = 2 f ″E , 式中 为圆周率, f 为微波频率, E 为电场强度, ″为物质的介 电损耗. 0 ( 0 ) ε πε) ε 2 微波在不同材料中的穿透能力 : D = c / 2 f ″, 式中 c 为常数, 为无外电场时物质的介电常 数. ) 2 ε( ) δ( ) ρ δ( ) 3 物质在微波加热下的升温速率 :d T/