淺析微波消解技術(shù)及其在分析化學中的應用

1、    淺析微波消解技術(shù)及其在分析化學中的應用    程麟棋 丁皓雪【摘  要】微波技術(shù)具有取樣時間短、選擇性好、回收率高等優(yōu)勢，還可以實現(xiàn)自動控制，所以被廣泛應用于設備研究機制討論等領域。微波消解技術(shù)是基于微波技術(shù)發(fā)展演變而來。通過利用微波消解能夠快速準確地判斷樣品質(zhì)量，還能夠提高消解速度，減少消解污染的問題。本文針對微波消解技術(shù)的主要機制進行分析，明確微波消解技術(shù)在化學分析中的實際應用，從而有效推動分析化學的快速發(fā)展，為未來微波技術(shù)發(fā)展作出重要的參考。【關鍵詞】微波消解技術(shù);分析化學;應用策略引言微波主要是指2450hz頻率微波輻射，在液體

2、中具有較強的穿透力，還能夠促進液體快速吸收，材料物理，產(chǎn)生化學反應和物理反應，微波的熱效應來源于非?？焖傩D(zhuǎn)的熱力學函數(shù)，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，對于微波的控制水平也在不斷提高。在環(huán)境監(jiān)測領域中，通過運用微波消解技術(shù)能夠在密閉的空間促進樣品的消解效率，有效減少樣品的揮發(fā)，確保分析化學的整體質(zhì)量全面增強。1.微波的加熱原理與特點1.1微波加熱原理在對物品加熱時，最常見的包括兩種，一種是通過對流傳導輻射的方式，對材料進行加工，這種加工的方式效率非常低，需要等待時間長，另一種則是利用微波加熱，分子以及非極性分子電介質(zhì)微波電磁場，會形成一個偶極子，隨著高頻交變磁場的快速振動，分子會重新排列組合，并且克服干

3、燥運動和分子的互相作用，產(chǎn)生出快速摩擦放出熱量。微波加熱時冷源加熱與傳統(tǒng)的加熱方式有著本質(zhì)區(qū)別。1.2微波加熱的主要特點微波加熱具有時效性、整體性、選擇性、高效性、安全性等特點，在微波加熱時，如果微波存在輻射，很快就能夠使物體快速獲得熱量。微波輻射消失加熱也會立即停止，使物料的表面瞬間失去熱量，這也能夠體現(xiàn)出物料加熱對時效性的要求。通過利用微波加熱的方式能夠有效打破傳統(tǒng)加熱耗時耗力的特點。利用高能量的微波，能夠快速穿透物體表面，同時還可以激發(fā)物體內(nèi)部的電磁能量，快速分解形成水分子。在整個加熱的過程中，加熱對象能夠快速變熱，在短時間內(nèi)傳遞，物體內(nèi)部加熱效果更加均勻，從而有效滿足工業(yè)產(chǎn)業(yè)自動化控制

4、發(fā)展要求。在微波加熱時，必須要對加熱材料進行嚴格控制，因為材料具有借鑒特征，所以并不是所有材料都能夠通過微波進行加熱，對微波的反饋信息存在顯著差異，根據(jù)材料對微波的反饋效果，能夠通過微波反射和微波透明進行分析，實現(xiàn)微波吸收以及部分微波吸收等不同類別。由于熱損和高溫介質(zhì)占據(jù)較多的成分，利用微波加熱和微波吸收變換，可以直接反射微波，因此加熱設備的熱損占總能耗的比例很低。微波的能量效率因微波內(nèi)部加熱方式的不同而不同，多數(shù)微波加熱能源也能轉(zhuǎn)換成熱量。與傳統(tǒng)的電加熱相比，微波能有效地降低能源消耗，一般加熱燃燒大量的礦物燃料，產(chǎn)生有毒有害的溫室氣體，微波加熱主要利用電能，因此對環(huán)境污染很小。微波的非熱效應

5、能夠通過微波輻射物體的方式，確保物體快速活化或抑制，所以微波加熱能夠有效減少對營養(yǎng)的破壞。2.微波消解技術(shù)在分析化學中的具體應用2.1微波消解技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的應用微波消解技術(shù)具有低能耗低污染的特點，所以在環(huán)保領域中能夠發(fā)揮重要作用。微波消解技術(shù)，是關閉或打開容器的重要測試方法，通過利用分子間相互發(fā)生快速碰撞，產(chǎn)生劇烈反應，形成大量氣體，在密閉的溶解罐中形成高壓，使樣品能夠在高溫高壓環(huán)境下快速消解。例如在對化學需氧量測定時，通過利用微波消解的方式能夠?qū)λ|(zhì)進行準確監(jiān)測，因為在利用重鉻酸鉀法檢測水質(zhì)樣品時，往往會需要更多的樣品以及試劑，整個檢測過程耗時耗力，不包括滴定時間樣品，必須至少保持兩個小

6、時。在環(huán)境監(jiān)測時，通過利用金屬元素的測定，能夠提高環(huán)境樣品消解效率，利用微波與其他的分析測試方法相比較而言，能夠?qū)饘僭?、稀土元素和鈣元素進行快速測定。利用微波消解技術(shù)還能夠?qū)Ψ墙饘僭剡M行準確測定。但是與鉻酸鉀氧化法相比較而言，微波消解技術(shù)對土壤有機碳含量檢測，并沒有突出優(yōu)勢。2.2含水率和其他指標的測試利用微波加熱干燥和介電常數(shù)測量等方法，可快速測定水分含量，可測定水果、蔬菜、谷物等化學物質(zhì)的濕度，而且能有效地判斷樣品的總體情況，對于致熱效應和非熱效應的測定，可采用微波快速測定環(huán)境毒理學，單向擴散法。微波消解技術(shù)主要是將樣品封裝在可被微波滲透的高壓密封滅火容器中，以達到使用2450hz頻

7、率微波輻射處理樣品的目的。 快速溶解樣品，比現(xiàn)有樣品快5-100倍。大大減少所用樣品和試劑的量。封閉作業(yè)，可減少揮發(fā)和交叉污染。 結(jié)果再現(xiàn)性增強; 改善工作環(huán)境，保護員工免受酸中毒。滅火后，滅火容器（滅菌箱）容易清洗?？梢愿淖儨囟群蛪毫Α?為確定植物溶劑中pb和cd，采用了石墨爐原子吸收光譜法，確定植物醫(yī)藥材料的冷原子吸收光譜光度計方法。 李強等人用密封ptfe樣品溶解器和家用微波爐用hno3-h2o2-hf對土壤及沉淀物樣品進行了分析。 li gongke等人研究了微波加熱的方法， 整個消解過程只用了兩分鐘，與傳統(tǒng)方法相比，實驗運行時間大大縮短，特別適用于大量試樣的測定。3.結(jié)語隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展，對食品安全、環(huán)境質(zhì)量檢測的要求越來越高，微波消解作為一項全新的技術(shù)，隨著微波技術(shù)的迅速發(fā)展，其應用領域也越來越廣泛，但在微波消解過程中，最主要的還是要實現(xiàn)微波檢測儀器和手段的通用化、智能化。參考文獻1賀亮.淺談微波消解技術(shù)在環(huán)境化學分析中的應用j.