微波氧化技术PPT课件

1、微波氧化技术，0，现有生化处理工艺成熟，但操作稳定性差。微波炉是通过离子移动或偶极旋转产生分子运动，但不产生分子结构变化或未电离辐射能量的电磁能量。微波炉加热与传统加热相比，微波炉加热没有传热过程的热损失，热效率高于传统加热方式。微波技术现在已成功用于废气、废水、固体废物处理和环境监测。2，1微波中引入的电磁波是一种电磁波，波长范围没有明确的界限。一般来说，分米、利米波、毫米波的三个波段，即波长从1毫米到1米左右，频率范围从300MHz到300GHz，微波的频率高，因此也称为超高频电磁波。电磁波和工业用电及电波中波广播的频率和波长范围见表1。3，微波炉的使用非常广泛，因此用于工业、科学和医学的微波炉波段(见表2)不同，以避免相互干扰。目前只有915MHz和2450MHz被广泛使用，更高的两个频率段还没有合适的高功率工业设备。4，电磁波是电磁波等反射、透射、干涉、衍射、偏振和伴随电磁波的能量传输等波动特性，这决定了电磁波的产生、传输、放大、辐射等问题与普通无线电、交流不同。在微波领域，系统内分析电磁波的结构通常使用“场”的概念，以功率、频率、阻抗、驻波等作为微波测量的基本量。具体地说，有以下几点：(1)研究微波炉问题时，要使用电磁场的概念，不能忽视许多高频交变电磁场的优点。5，(2)微波炉通过直线传播，在金属表面发生反射，反射方向符合光反射规(3)电磁波的频率高，辐射效果更明显。(4)入射波和反射波相遇并叠加时，可以形成包括驻波现象在内的波的干涉现象。(5)微波能量的空间分布与普通电磁场能量一样，具有空间分布特性。另外，电磁波以光速传播，微波波段转换时间比千万分之一秒快。这是微波炉可以同时内部和外部快速加热的原理。6，微波的基本特性通常表示渗透、反射和吸收三种特性。对于玻璃、塑料、陶瓷，微波几乎不被吸收，而是通过。对于水和食物等，吸收微波，自己加热。金属之类的东西反射微波。从电子和物理学的角度来看，电磁波的这种电磁光谱具有不同于其他波段的重要特征。贯通选择性加热，7 .热惯性消光性和声非电离信息2电磁波的生成微波炉一般可以通过一个特殊设备获得DC或50Hz AC。能产生微波的装置主要分为半导体器件和电真空器件两类。电真空装置称为电子管。8，3微波加热原理微波是频率从300兆赫到300千兆赫的电波，加热介质的水分子是极性分子。在快速变化的高频点磁场下，其极性方向随外部电场的变化而变化。将微波场转换为介质的热，提高材料温度，制造热化和扩散等一系列物理化学过程，达到微波加热干燥目的的分子互摩擦运动的效果。4微波诱导催化氧化技术(miop)microwaveinducedoxidationprocess，9，4.1微波诱导催化反应的基本原理许多有机化合物不能直接明显地吸收微波，但可以利用一种强吸收微波的“增敏剂”将微波传递给这种物质，从而诱导化学反应。将这种“增敏剂”用作催化剂载体，可以在微波辐照时实现特定的催化反应，即微波诱导催化反应。与一般微波炉加热效果引起的反应加速不同，微波炉复制，以及通过催化剂的参与和催化诱导反应进行。，10，微波诱导催化反应的基本原理可以概括为：高强度短脉冲微波辐射集中在含有特定“敏化剂(如铁磁金属)的固体催化床表面，由于表面金属点和微波能量的强作用，微波可以成为热，因此特定表面点的选择性可以迅速加热到极高的温度。在反应器中，有机试剂不会直接被微波加热，但在与这里的表面激发点接触时会做出反应。通过控制微波脉冲的发射时间，可以控制催化剂表面的温度。11，在微波诱导催化反应中，微波主要与催化剂或其载体作用激活，然后激活的催化剂催促其反应。从微波的催化反应历史可以看出，微波首先与催化剂或其载体作用，激活后产生催化反应。因此，使用的催化剂或其载体必须与添加的极短波进行强相互作用。4.2微波诱导催化反应催化剂和载体金属催化剂s区金属氧化物p区金属氧化物和过渡金属氧化物，12，5微波诱导催化技术在污染控制中的应用5.1微波诱导SO2和NOx还原和酸性气体污染物处理目前的SO2去污方法大多采用氧化法，在SO2氧化后中和脱除。采用微波诱导催化还原技术，含5%SO2或25%NO的空气通过脉冲微波辐照(Ni-1401)的催化剂，SO2可以分解，释放氧气和硫。NO几乎可以通过少量O2、N2和N2O完全消除。类似的技术也可以用于气体、液体和固体卤代烃的脱卤处理。13，5.2微波诱导催化和有机污染物去除许多有机化合物不能直接明确吸收微波，但可以利用强吸收微波的一种“敏化剂”将微波传递给这些有机物质，通过诱导微波诱导催化反应，实现有机污染物的氧化去除。6微波杀菌消毒技术6.1微波热效应微波对生物体的热效应是指微波对生物组织或系统受热对生物体的生理影响。14，热效应主要是在微波高频电场下重复的快速方向旋转，体内的极分子摩擦热；体内离子即使被微波振动，也将振动能量转换为热。普通分子也吸收微波能量，然后增加热动能。6.2微波的比热效应微波的比热效应指除热效应以外的其他效果，如电效应、磁效应和化学效应。微波电磁场作用下，生物体内的一些分子会发生变形和振动，影响细胞膜功能，细胞膜内外液体的电状态发生变化，引起生物作用的变化，影响中枢神经系统等。15，6.3微波杀菌的机理微波杀菌是利用电磁场的热效应和生物效应共同作用的结果。微波对细菌的热效应使蛋白质发生变化，细菌失去营养，繁殖和生存的条件下死亡。微波对细菌的生物学效应是微波电场改变细胞膜截面电位分布，影响细胞膜周围电子和离子浓度，改变细胞膜的通透性，因此细菌营养不良，不能正常代谢，细胞结构功能障碍，生长发育受到抑制而死亡。微波炉也能使细菌正常生长、稳定繁殖的核酸RNA和DNA(脱氧核糖核酸)，通过多个氢键松弛、破坏、重组，使基因突变、染色体异常中断，甚至中断。16，7微波环境分析技术溶样、8微波辅助萃取技术的微波萃取原理是由于微波场中微波吸收能力的差异，矩阵材料的部分区域或萃取系统的部分组成部分被选择性加热，使萃取材料与基座或系统分离，进入介电常数小、微波吸收能力相对较低的萃取剂。目前，除了主要用于环境样品预处理之外，还在生化、食品、产业分析、天然产物提取等领域使用。国内微波提取技术用于中药材提取的研究报道比较少。17，微波提取机制可以从以下三个方面进行分析：微波辐射过程是高频电磁波通过提取介质到达材料内部的微管束和线细胞系统的过程。电磁波产生的电磁场，加速了提取中成分的分子由固液界面传递的速度。微波萃取中微波吸收能力的差异可以通过有选择地加热基板材料的特定区域或萃取系统的特定组成部分，将萃取