微波反应的基本原理精选(九篇)

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第1篇：微波反应的基本原理范文

关键词 现代高分子科学 创新意识 教学改革

中图分类号：TQ311 文献标识码：A

随着科学技术的不断进步，越来越多的领域中都采用高分子材料来取代原来的金属和无机非金属材料，使得高分子材料在工业、军事及人们的衣食住行等领域都受到了广泛的应用。而高分子材料的制备及加工成型离不开高分子科学的基本原理和方法，因此，高分子科学成为目前化学领域最热门的学科方向之一。高分子科学作为一门将化学、材料结合在一起的交叉学科，渗透到各个学科和行业。随着高性能高分子材料的不断开发，高分子材料在各种不同领域的应用也越来越广泛，生产企业及社会对高分子学科方向的高素质复合型人才的需求也越来越大。《现代高分子科学》是我校化学专业硕士研究生的一门重要的专业学位必修课程，是一门将《高分子化学》与《高分子物理》的基本原理和方法结合在一起的综合性高分子课程，主要内容包括高分子合成的基本理论和方法、聚合反应机理以及高分子材料加工的基本原理及应用等，其中以高分子化学的讲授为主。课程内容多、理论性强、抽象概念和数学推导繁多，且仍处于不断丰富和发展中，致使理论教学面临严峻挑战。

近年来，科技的发展促使新型的高性能高分子材料不断出现，产品更新换代速率加快，要求从事高分子学科的技术人员具备更强的综合能力及较高的创新性思想。因此在本课程的理论教学中，继续采用传统的高分子科学教学体系，很难适应现代社会发展对复合型、创新性人才培养的要求。在这种形势下，必须对高分子科学的教学内容进行改革，加强对学生创新能力以及分析和解决实际问题能力的培养，才能适应社会发展对人才培养的需要，达到培养高素质创新型人才的目的。本文介绍了我校在《现代高分子科学》教学内容和教学方法等方面的具体改革措施，根据我校化学专业的特点确定教学内容，并结合高分子学科领域最新科研进展及工业生产实际讲授高分子的基本合成方法、反应机理及加工成型的基本原理和应用，其目的是使学生牢固掌握并灵活运用高分子科学的基本原理和方法，为在高分子材料相关领域从事研发和解决实际工程问题奠定坚实的基础。

1根据专业特点，合理安排教学内容

现代高分子科学的主要内容涵盖了高分子化学以及高分子物理的重要知识点，包括高分子的合成方法、反应机理、聚合物的结晶及力学性能等。概念多，公式多，反应机理及动力学模型多，内容抽象，再加上课堂教学总学时偏少，要将所有重要知识点讲清讲透的难度非常大。因此，在教学过程中如何根据本校化学专业的特点合理安排课程内容成为本课程教学改革要解决的首要问题。对于课程的重点、难点及成熟理论可适当详细讲解，而对于聚合实施方法等相对容易的内容，则可以让学生自学，从而可以实现在有限的时间内把重点、难点内容讲深讲透的目的，增强教学效果。例如，在高分子化学的内容中，缩聚和自由基聚合是两大类聚合反应的代表，同时也是后续一些专业选修课程的理论基础，因此对其这两类聚合反应的机理及反应动力学可进行重点讲解。另外，也可重点介绍与我校化学专业精细化工研究方向关系密切的知识点，例如定向配位聚合、连锁聚合中的阴离子聚合等。

2实行互动式、形象化教学，提高学习兴趣

现代高分子科学是在有机化学的基础上紧密结合数学、物理等学科的一门理论性学科。同时，它也是一门实践性非常强的学科，其内容包括许多合成反应机理和反应动力学模型。在学习过程中，同学们普遍表示很难理解那些比较枯燥的推理过程。因此，在教学过程中如何提高同学们的学习兴趣，增强其求知欲，变被动学习为主动学习，是在课程教学过程中需要解决的重要问题之一。

“兴趣是学习最好的老师”。只有当学生带着浓厚的兴趣去学习，才会使“要我学”变为“我要学”，学生才会主动探索看上去比较枯燥理论的内在联系和思考所遇到的问题[4-5]。把枯燥的理论与丰富多彩的图片以及直观生动的动画或视频结合在一起，有利于激发学生的求知欲望和学习兴趣。例如，在讲解“绪论”部分时，首先让大家介绍一下平时的衣食住行中与高分子有关的物质，简单介绍其特点及对人类生活及国民经济的影响，并准备一些相关产品的图片，如汽车轮胎、碳酸饮料瓶、微波炉餐具等，让同学们对高分子及其应用有初步了解，激发同学们的学习兴趣。

另外，为了进一步提高课堂教学效果以及学生的学习效率，可以采用一些比较具体、形象的内容来代替平淡的文字描述。例如，可以采用成语典故“成也萧何，败也萧何”来介绍聚合实施方法，以本体聚合为基础，比较各种不同聚合实施方法的优缺点。本体聚合的最大问题是在反应后期体系粘度会快速增加，导致反应釜内的聚合热难以排出，从而出现自动加速效应，易引起爆聚等问题；而在溶液聚合中，通过添加一定量的溶剂来解决体系粘度大和聚合热难以排出的问题。但加入溶剂也会带来一些新的问题，例如由于反应物浓度降低而引起聚合速率下降、聚合效率降低，而且溶剂的回收也会造成生产成本的增加，那么这个溶剂就是所谓的“萧何”。引入类似的典故，可以将书本中某些枯燥乏味的反应机理等内容转变为能引起学生兴趣的内容，进一步加深学生对重点和难点内容的理解。

3结合学科最新进展，穿插介B高分子科学研究的热门领域

在课堂教学中，不仅要把书本上的知识传授给学生，还要让学生了解和掌握本学科的发展动向及趋势。因此，任课教师必须不断更新自己的知识，密切追踪本学科的世界前沿，掌握其最新发展动向，从而在课堂教学的过程中穿插介绍高分子科学领域的热门方向，激发学生进一步学习的热情。例如，在介绍定向配位聚合的相关内容时，可介绍由于定向聚合催化剂而获得诺贝尔化学奖的科学家齐格纳、纳塔发现定向聚合的过程。然后可进一步引深介绍由于发现导电高分子而于2000年获得诺贝尔化学奖的白川英树、黑格尔以及狄米德。并结合近年刚获得诺贝尔化学奖的超分子化学，介绍目前高分子领域发展的新方向，比如超分子与高分子的自组装、艺术性高分子等，让学生对本学科领域的前沿和热门领域有一个初步的了解，扩大学生的视野和知识面，提高其综合能力。

4结束语

在课堂教学改革中，对教学内容和教学方法的改革是其中最重要的手段之一。现代高分子科学课程作为我校化学专业研究生一门非常重要的必修学位课，其理论性非常强，包含许多非常抽象且难以理解的概念，因此，任课教师需要不断优化课堂教学内容，结合多种教学手段，从而提高课堂教学的生动性和交互性，将学生的被动学习变为主动学习，为真正培养高素质的复合型、创新型人才奠定坚实的基础。

基金项目：长沙理工大学研究生教研教改项目（编号：JG2015YB11，JG2014ZD04）。

作者简介：张跃飞（1974-），男，湖南邵东人，博士，教授，主要从事高分子科学相关课程的教学及高性能高分子材料的研究。

参考文献

[1] 张安强，刘海敏，王炼石.具有工科特色的《高分子化学》课程教学改革初探[J].高分子通报，2012，（12）：91-94.

[2] 郝智，伍玉娇，罗筑，黄彩娟.高分子化学课程教学改革与实践初探[J].高分子通报，2012（5）：116-118.

[3] 徐晓东.非高分子专业《高分子化学与物理》教学中的几点体会[J].高分子通报，2010（5）：74-78.

第2篇：微波反应的基本原理范文

关键词：有机废气；吸附法；处理技术；前景展望

中图分类号：X703 文献标识码：A

引言

在经济发展带动下，近年来化工企业不断增加，化工企业在生产经营过程中由于企业管理机制不健全，再加之环保企业的监管不利等原因，化工企业的大量工业废气都未经处理排入空气中，严重污染了大气的质量，全球气候变暖与大气的污染有着直接的关系。大气质量的下降，直接危及人们的健康，同时也给经济带来了较严重的影响。所以加大对有机废气的处理力度，提高有机废气的处理技术将具有极其重要的意义。在对有机废气的处理上已经形成了较为科学的控制技术，并取得较好的成效。

1有机废气的处理技术

1.1 热破坏法

热破坏法是对有机气体进行直接和辅助燃烧，或是利用催化剂加快有机物的化学反应，从而达到降低有机物浓度的一种方法，此种方法对于低浓度废气的处理效果很好，所以在低浓度废气中得以广泛的应用。热破坏分为直接火焰燃烧和催化燃烧二种情况，在利用直接火焰燃烧时对有机物的热处理效率较高，基本能达到 99%。催化燃烧是在催化床层的作用下，加快有机物的化学反应，其比直接燃烧需要更少的时间，但却离不开催化剂的作用，目前使用的催化剂多为金属和金属盐，虽然金属催化剂的催化效果很好，技术也较为成熟，但却价格昂贵，成本过高，所以在近年来对催化剂的研制当中多集中于非贵金属催化剂方面，同时也取得较好的效果。

1.2 吸附法

吸附法作为一类界面现象，是一种物质在另一物质表面附着的缓慢作用过程，废气处理关键为吸附剂，吸附剂一般是疏松多孔结构，化学性质稳定，内表面积较大，以及空气阻力较小等特点，常用吸附剂有硅胶、人工沸石、活性炭与氧化铝等。该方法应用广泛，具有工艺成熟、能耗低、容易推广与去除率比较高等优点，其经济及环境效益良好，但有流程复杂，设备庞大与废气含胶粒物质时，容易出现吸附剂中毒状况，该方法主要用于低浓度可挥发性的有机物处理。

1.3 吸收法

在气态污染物的处理方法中，吸收法应用非常广泛，依照吸收过程，可分成物理与化学吸收两类，该方法通常是运用有机废气及液体吸收液间的相容原理，实现有机废气处理的，其吸收剂一般是液体物质，运用水、液体石油类的物质与表面活性剂等混合试剂，对有机废气进行吸收，具有良好强化效果。各类气态污染物均能用液体溶剂的吸收法给予处理，一些有用产品，经过解析之后，能够回收运用，其吸收剂也能重复应用，经济效果良好，并且吸附剂还无毒不污染环境。

1.5 生物法

生物净化实质上是一种氧化分解过程: 附着在多孔、潮湿介质上的活性微生物以废气中有机组分作为其生命活动的能源或养分,转化为简单的无机物(CO2、H2O)或细胞组成物质。

1.6 脉冲电晕法

脉冲电晕法基本原理是通过前沿陡峭、脉宽窄(纳秒级)的高压脉冲电晕放电, 能在常温、常压下获得非平衡等离子体, 即产生大量高能电子和 O、HO 等活性粒子, 与有害分子进行氧化降解反应,使污染物最终转化为无害物。

1.7 膜分离法

膜分离法的基本原理是基于气体中各组分透过膜的速度不同,每种组分透过膜的速度与该气体的性质、膜的特性与膜两边的气体分压有关。膜分离法净化有机废气是根据有机蒸气和空气透过膜的能力不同, 而将二者分开的。

1.8微波催化氧化技术

微波空气净化技术是由填料吸附 - 解吸技术发展而来, 是将传统解吸方式转变为微波解吸, 微波能的应用大大减少了能量的消耗, 并缩短了解吸时间, 而且吸附剂经 20 次解吸后基本上保持原有吸附能力。解吸原理都可以用容器加热理论和体积加热理论加以解释。国内外在水处理中均有此方面的成功应用, 而在空气净化中的应用, 国外已有小规模的成功范例, 国内尚处于起步阶段。

1.9 变压吸附分离与净化的技术

这种技术主要是利用气体组分能够吸附在固体材料上的特点来进行的，在分离与净化的过程中，会有压力的变化，以此来实现目的。PSA 技术是通过物理法来实现的，所用材料为沸石分子筛，这种材料具有一定的优点，在吸附选择性和吸附量方面具有很强的优势。在规定的温度和压力下，会将废气中的有机成分吸附，然后剩余气体将会进入到下一个环节中。在吸附了有机废气后，可以通过一定的程序将其进行转化，维持和增强吸附剂的再生能力，从而可以再次投入使用，重新上一个步骤的工作，循环反复。这项技术是在近些年来才开始在工业中应用的，对于气体分离具有很好的应用效果。其具备的优势有，消耗的能源较低、成本低、操作过程自动化、分离净化后的产品具有较高的纯度、对环境造成的污染少。使用这种技术对于回收具有一定价值的气体有很好的效果，在市场中具有很好的发展前景，并且会成为未来发展的趋势。

1.10 电化学氧化法

电化学氧化技术是采用一种内装专利膜和 A gNO3- HNO3溶液的化学电池, 在温度为 50 ~ 100℃和常压的条件下进行氧化, 在阳极, VOCs 恶臭气体转化为 CO2和 H2O; 在阴极, 生成亚硝酸, 经处理后可循环使用。该法的典型特点: VOCs 恶臭物质去除率高, 可达 99%以上, 但运转费用较高。

2 处理技术的前景展望

2.1 放电等离子体

在有机废气治理技术中，通过高压放电进行处理是一种有效形式，该方法可产生大量高能的电子与 O、N 或 OH 等活性离子，对其构成了肺热平衡的等离子体，在其作用下，C- C 与 C- H 等化学键会出现断裂，有机废气当中的 F、H 与 Cl 等原子会出现置换反应，通过反应会得到水与二氧化碳等无害的物质。等离子体当中，引入金属氧化物，将其作为催化体系，能有效降低副产物产生，增强污染物去除的效率，和常规方法比较，此方法具有流程短、操作性好等优点，在节能方面的潜力也很大，比较适合低浓度有机废气的处理。

2.2 PSA 技术与光催化氧化

在有机废气治理当中，PSA 技术得到了应用，该技术是变压吸附的吸附与净化技术，也可称为无力吸附法，其工作原理是：根据有机废气组成与吸附材料的吸附特性差异，运用周期压力变化，有效实现有机废气分离及净化，PSA 技术具有自动程度高、投资少与能耗低等特点，运用该技术进行有机废气分离与回收是种理想方法，与其他有机废气技术相比，该技术应用前景更好。一定光照条件下，有些半导体材料会出现自由基活性的物质，无 WO3、ZnO 与 CdS 等，其氧化性强，能让一些有机废气在常压常温下进行无毒简单反应，并且不受溶剂分子的影响，还具有反应快、效率高与易回收等优点，对含氯化合物与苯系物降解性好。

2.3 生物技术

生物技术是在一定条件下，根据有机废气有机成分，将其作为碳源与能源维持生命活动，将有机物分解成二氧化碳与水，并将有机氮转化为氨气，再转化为硝酸，将硫化物转变为硫化氢，硫化氢再转化为硫酸，该过程就称为生物技术，在生物技术装置当中，有机废弃物去除效率为 95%左右，恶臭物质除去率为 99%，与常规技术比较，该技术具有设备简单、运行费用低与二次污染较少等优点，其应用前景也是很广的。

第3篇：微波反应的基本原理范文

关键词：农药残留 快速检测 样品前处理

中图分类号：S481.8 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）05（a）-0049-01

农业生产大量使用农药后，一部分农药会残存于食物和土壤中。食用被农药污染的食物后，在机体内农药会逐渐蓄积，危害人群健康和生命安全。农药残留检测是避免危害的一种重要手段，在快速检测前，应进行样品前处理这一基本步骤，主要目的在于溶解分离样品中的农药，必要时还需经过净化才能分离待测物与干扰杂质。该文对样品前处理技术进行总结分析。

1 固相萃取

1.1 基本原理

固相萃取是利用固体吸附剂吸附液体样品中的农药及其代谢产物，将其与样品的其他物质分离开来，然后再利用洗脱液洗脱或加热将欲检测成分解吸附，将其充分分离并富集的过程。

1.2 分类

根据固相萃取柱中的不同填料，可分为3种类型：（1）正相固相萃取。该类型的填料为极性，用来萃取（保留）的目标物质为极性化合物。（2）反相固相萃取。该类型的填料为弱极性或非极性，用来萃取的目标物质为中等极性到非极性化合物。（3）离子交换型固相萃取。该类型的填料为带电荷的离子交换树脂，用来萃取的目标物质为带电荷的化合物。（4）亲和型固相萃取。利用抗原抗体反应或与配体、受体结合的原理制备而成，洗脱具有一定的选择性。固相萃取也可使待测组分通过萃取柱，柱上保留的是非目标物质。

1.3 基本步骤和特点

该方法的基本步骤依次为柱预处理加样洗去干扰组分回收待测组分。萃取柱本身，待测组分保留性质、浓度，基质组分浓度等是影响萃取柱加入样品量多少的主要因素。该方法的缺陷在于净化样品但不能富集目标物质，也不能分离保留性质比待测组分更弱的杂质。该方法的优点在于消除了液/液萃取技术和一般柱层析的缺陷，能回收尽可能多的目标物质，能有效分离目标物质与干扰物质，萃取过程简单快速（5～10 min），溶剂用量少，重现性好。

2 固相微萃取

固相微萃取克服了第一种前处理技术之堵塞吸附剂孔道的缺陷，在此基础上形成的一种融采样、萃取、浓缩和进样于一体的样品前处理新技术，处理过程中不需溶剂。该技术所需装置由手柄和萃取头组成，萃取头是一根熔融石英纤维，涂有不同固定相或吸附剂，不锈钢针连接石英纤维，不锈钢管将石英纤维套于其内，萃取头可在不锈钢管内自由伸缩。

该方法萃取模式可分为直接法和顶空法两种。前者石英纤维在样品中暴露，适用于萃取半挥发性的液体食品；后者的石英纤维置于样品顶空中，适用于萃取挥发性固体食品。

固相微萃取包括吸附和解吸两个连续的过程。前者待测物在涂层与样品之间平衡分配，遵循相似相溶原则。固相微萃取比其他任何提取技术都快，一般只需15 min，而且只需少量样品。

3 微波辅助萃取

微波辅助萃取是通过利用微波能萃取食品中的有机物的少溶剂样品前处理方法。该技术是利用了极性分子可迅速吸收微波能量的原理，通过微波加热让极性溶剂受热后可使样品中目标化合物得以萃取，达到前处理的目的。

该方法胜过传统的振荡提取法的优势是：安全快速、效率高、试剂用量小和可以自动控制等方面，适用于提取农药等易挥发物质，并且还可以对多个食物样品进行提取。

该方法的重点在于是否合理选择溶剂，这对萃取结果可产生直接影响。由于非极性溶剂介电常数小，对微波透明或部分透明，难以达到萃取分离的目的。这就要求溶剂必须有一定的极性，有较强溶解待测组分的能力，较少干扰后续检测过程和检测结果。溶剂沸点也是影响因素之一。所以，实践中常选用的萃取剂包括甲醇、乙醇、乙酸甲苯、丙酮、乙腈和二氯乙烷等。

萃取设备、温度和时间的选择也是影响萃取结果的因素。当温度最高时，也就是萃取回收率的对好时机。由于各物质最佳萃取回收率的温度范围不同，这一点要多加注意。在操作过程中，溶剂温度应控制在适当的范围，保证待测物不被分解。

4 超临界流体萃取

超临界流体萃取是将超临界流体作为溶剂来萃取样品中待测组分的一种前处理技术，由萃取与分离2个基本过程组成。而超临界流体也就是处于临界条件下的高密度流体，包括临界温度和临界压力两方面。

在这种前处理方法中，影响萃取效果的萃取剂因素主要包括：临界条件是否可以容易达到，溶解能力的大小，毒性和腐蚀性是否影响和破坏装置，价格是否昂贵等。CO2为最常用的超临界流体，主要用于对热不稳定的非极性物质的萃取，因为CO2为非极性溶剂，一般不用于极性化合物的萃取。但是，可以加入少量的改进剂来萃取极性化合物，实践表明效果较好。

另外，温度、压力、改性剂也是影响该方法萃取效果的因素。首先，温度对萃取结果的影响较为复杂。流体密度和待测物蒸气压受到温度的影响。在临界条件附近的低压范围区，温度升高可稍提高待测物蒸气压，但此时急剧降低的流体密度会使萃取剂溶剂化能力下降；在高压范围区时，温度升高迅速提高了待测组分蒸气压，萃取效率可得以改善。当流体温度一定且处于超临界状态时，变化的流体密度会使溶质溶解度同步发生改变，萃取效果也出现改变。所以，应根据在流体中待测组分溶解度的大小，使萃取过程在调整的不同压力范围内进行，达到提高萃取效率的目的。改性剂为一种溶剂，使用的目的在于提高待测物的溶解度和分离的选择性，应根据不同的情况选择不同的改性剂。

5 凝胶渗透色谱技术

让被测量的高聚物溶液通过一根内装不同孔径的色谱柱，根据相对分子质量分开分子，达到分离的目的。决定凝胶渗透色谱最佳参数的因素为载体和溶剂，同时温度和溶质的化学性质也影响分离效果。

对于载体性质来说，要求其有较好的化学惰性、机械强度和热稳定性，待测物质不被吸附，分离范围广等，这可以保证仪器的良好性能，保证良好的分离效果。

载体粒度和填充密度也影响分离效果。载体的粒度越小越均匀，填充的越紧密，分离效果越好。所以，一般在色谱柱内装几种不同孔径的载体或将装有不同载体的色谱柱串联，以达到扩大分离范围和分离容量的目的。

第4篇：微波反应的基本原理范文

关键字：木材缺陷；木材检验；无损检测技术

前言：木材是一种宝贵的资源，其价值在发展过程中起着不可替换的作用。木材的使用以及生产都离不开实地的检验的工作。往往在木材的生长过程当中，会面临很多外在因素的影响。这些问题因素的出现往往会给我们的木材造成一定的质量缺陷，并且在木材使用加工的过程之前木材的是否能够得到合理有效的保存也会影响木材的质量。所以为了能够了解以及保证我们的木材质量合理过关就必须对其进行相应的无损检测，以确保木材在生长以及使用的过程中可以提高其自身的使用价值。

一、木材的无损检测方法

木材在使用过程之前我们往往需要专业人员对木材进行有效的检测，保证我们所使用的木材处在优质无损的阶段。这种无损检测的方法往往是在木材生长过程当中进行的，因为只有保证木材的原始质量，我们才能采生产利用的过程当中给予合理的利用价值。所以木材无损检测方法在木材的生长过程中起着促进其健康发展的作用，还可有利的促进林业企业的良好发展。

1.援观察法。这种方法通常都是利用人的肉眼来对木材表面进行观察，这是一种最为直接、简单的检测方法，这种方法可以在一定程度上能够验证无损检测方法分析出的结果，例如肉眼能够看到的：木材的破损、虫蛀或者因为水分过多引起的腐蚀现象等，从而来判定木材质量的好坏。这种用肉眼观察的方法因为成本低、方便、快捷而仍被人们使用着。

2.援联合检测。这种方法与无损检测方法相类似，它主要是与观察法联系起来使用的，人们通常比较常用的方法有：使用工具，来检测树木的软硬度，例如使用刀子刮树皮；或者利用锤子来对树杆等部位进行适量的敲击，从而判断树木有无破损；或者利用钻机来获取木材的内芯，并利用肉眼来观察木材内部是否腐蚀，或者利用相关测定仪来进行检测。我们通过这种方法可以观察到更多关于木材的信息，从而保证能在一定程度上保证木材的质量。

3.近似无损检测的办法.这种方法经常和肉眼观察一起使用。主要包括：（1）测定木材内部腐朽使用木材阻力测定仪。（2）检测木材内部的腐朽钻取木芯；（3）判断原木或柱子是不是腐朽或者有没有空洞用锤子敲击。（4）检查木材表面硬度，用刀子刮树皮，根据硬度的大小初步判断腐朽程度。帮助肉眼观察获得更多的信息就是采用近似无损检测方法，例如判断腐朽大小和深度可以用生长锥木芯。

二、木材的无损检测技术

木材无损检测方法的使用一定程度上提高了木材的质量，但是这方法往往局限在木材的表面，没有深入其中。其判断的标准也仅仅只是我们通过肉眼分析数目外在的状态所下的结论。为了更加合理有效的保证木材的质量，我们引进了科学的无损检测技术，这种技术的应用时利用现代科技的手段不仅解决了木材内部的检测问题，还为我们无损检测技术带来了新的发展方向。

1.援射线法检测技术。射线法检测技术包括x射线检测、y射线检测和中子射线检测方法。一是X射线检测技术，是探测木材腐朽和虫蛀的有效方法之一。它可以在胶片上显示出木材内部缺陷的影像，是人用肉眼无法观察到的。有缺陷的部位在摄透X射线中的密度降低，所以该缺陷部位在x射线照相胶片上的曝光一般比较强，呈现出的影像比其他区域黑度高，因此通过观察胶片就可以分析木材的损害部位及其损害程度。二是v射线检测法。用y射线检测方法，可以探测出木材内部的腐朽程度以用腐朽区域在木材中的分布情况。但这种检测方法的不利因素是要用到放射性元素，对人体有些许危害。三是中子射线检测法。中子射线法，是利用不同物质对中子的俘获能力不同的原理来检测的。目前大多数中子射线法多用于热中子进行。

2.援电学法检测技术。电学法检测技术是根据被测材料的电磁学特性来进行检测的方法。电学检测是利用木材电阻和木材含水率的相互关系原理来进行的，通过无损检测，可以测定木材的含水率及木材的腐朽程度。与木材缺陷无损检测有关的电学法有微波法和电磁检测法。微波法无损检测缺陷的基本原理是：微波的反射、透射、散射及其通过介质的传播速度与衰减均与介质的物理特性有关。线性极化了的电磁波入射到各向异性材料中，由于材料的散射和反射作用而产生衰减、相变和极化作用，根据测定穿过被测材料的电磁波的电学特性变化可以确定复杂的介电张量。

3.援光学法检测技术。光学法检测技术是自动化过程中的同步技术，属于非接触测量法，一般适用于在木材生产过程中检测产品。光学法检测主要有测色扫描法、激光扫描法和荧光扫描法。测色扫描法是基于颜色科学而进行的测量技术。

4.援超声波法检测技术。超声波法检测技术，要求超声波应用的频率超过20赫兹。超声波测定的原理分为穿透应力波系统和脉冲一反应系统两种，现有设备均是按照这两种原理设计生产制造的。穿透应力波系统是指超声波沿被检测木材的厚度方向传播，而被检铡的木材的声波特性就在另一边被记录下来；而脉冲一反应系统是指测定记录被传播到材料内部表面的回声波的特征，可以测定木材腐朽深度等。

三、结语：

木材资源的合理利用已经成为了当今我国在可持续发展道路上重视的问题的之一，正是因为我国木材资源短缺、森林覆盖率逐年下降的原因，我们通过引进木材无损检测技术的应用对木质材料进行检测，降低了生产的成本，提高了木材的利用率。无损检测技术的应用就是对木材使用的节约，对木材使用的节约就是对木材生产的增长。这种方式的应用不仅可以促进我国资源经济的发展，还满足了我国可持续发展的战略。

第5篇：微波反应的基本原理范文

关键词：粮食水分；检测技术；传播特性；测量装置

我国是一个粮食大国，同时也是一个人口大国，仅用全世界7%的耕地就养活了世界22%的人口[1]，我国每一年收获的粮食产量巨大，所以粮食的安全储存问题一直以来国家都极其重视[2]。谷物含水量是仓储过程中需要控制的关键参数[3]，谷物水分含量过高会使谷粒生命活动旺盛，消耗谷粒中储存的营养物质，加快粮堆内有害微生物的生长和繁殖，引起粮堆发热、霉变和损耗等，对粮食造成巨大的浪费。谷物水分含量过低，导致谷物整体重量减少，会破坏有机质结构，从而降低谷物品质。在粮食生产、加工过程中，各工序对谷物含水率都有严格要求。作为重要的品质指标之一，含水率测定对于粮食的收购、运输和贸易而言，也是不可或缺的步骤[4]。谷物含水率的测定是确保仓储安全的主要依据，也是粮食加工的重要工艺参数[5]，因此，对粮食水分做出精准测量具有十分重要的意义。本文对粮食水分的检测技术和原理进行了详细的介绍。

1电烘箱法

电烘箱法是利用电烘箱对被测样品进行加热，直接去除粮食中的水分，通过比较加热前后样品重量的变化来检测样其含水量[6-7]，其含水率公式为：(1)式中，W为含水率；M1为加热前样品重量；M2为加热后样品重量。电烘箱是一种传统经典的检测方法，优点是测量精度高，测量范围宽，可用来作为其他方法的检测标准；缺点是测量时间较长，实时性差，效率低，不适合用于在线的检测[8]。

2电容法

常温下，水的介电常数高达80左右，而干燥谷物的相对介电常数小于5，它们之间的介电常数存在很大的差异，粮食水分含量的高低直接影响粮食介电常数的变化[9-11]。电容法将粮食谷物比作电介质，并根据水的介电常数远大于粮食谷物的介电常数这一特点，通过测量出粮食谷物的介电常数，就可以计算出粮食中水分含量[12]。电容法优点是成本低，结构简单，易于维护，可用于在线检测。缺点是测量影响因素比较多（受环境温度、物料品种、空气湿度等影响），工作稳定性不强，需要进行数据补偿。

3微波法

微波是频率介于300-300GHz之间的电磁波，具有频带宽、透射、抗低频干扰等特性[14]。水分子是极性分子，在外电场的作用下能够被极化成偶极子，并沿着电场方向定向排列，水偶极子频繁换向，不断从电场中吸收能量，又不断释放能量[15-17]，因此，通过检测微波与粮食作用后相关参数的变化，便可以间接测量粮食含水率[18]。微波法的优点是检测速度快，灵敏度高，稳定性好，适用于动态检测；缺点是其热效应明显，不但影响种子的活性，而且影响测量精度，仪器复杂，价格昂贵。

4中子法

中子法测量粮食水分是中子源发出的快中子与谷物中氢原子核进行碰撞，在这个过程中，中子每次与氢核碰撞，损失很多能量，根据谷物中含氢量的变化便可推算出谷物中的含水量。(2)式中,W1为中子损耗的能量；W2为相互作用前中子的能量；M为发生相互作用的元素的质量数。当M=1时，相互作用的元素是氢，这时损失的能量最大发射的快中子就减速为慢中子。中子法检测快速，线性度高，不破坏被测物自然结构，工作状态稳定。但其造价极其昂贵，且标定较为麻烦，还需要严防射线泄露，因此未能推广使用。

5高频电磁波法

第6篇：微波反应的基本原理范文

2006年全国二氧化硫排放量和化学需氧量分别比2005年有所增加，2005年全国二氧化硫排放总量高达2549万吨，比2002年增加了27%。数字表明，我国治理废气面临着严峻的形势。国家环保总局局长周生贤表示，造成主要污染物不降反升的主要原因是，经济增长方式仍然粗放、产业结构调整进展缓慢、GDP增速高于预期目标、环保投入不足、环境执法监管不力。

我国政府已经意识到资源环境约束和经济快速增长的矛盾，“十一五”规划中把与经济社会可持续发展、群众生产生活关系密切的环保、能源等作为约束性指标，要求政府确保实现，而将经济增长作为预期性指标。近几年，二氧化硫、二氧化氮和二氧化碳的排放正在与经济的增长脱钩，在环境保护方面取得了令人瞩目的成绩。

然而，通常的污染处理方法均具有处理不彻底，成本高，存在二次污染或普适性差的问题。有关专家认为，科学技术是有机废气产业赖以生存和发展的基础，因此建议加强有机废气治理科技的研究与产品的开发，政策上要鼓励科研院所、高校积极参与有机废气研发，有选择地扶持有实力的环保公司从事有机废气治理专项技术成果转化、应用研究，既要重视开发投资、效益好的实用技术，也要发展高新技术，更要加大力度改造传统工艺和设备，提高有机废气产业的技术水平，有目的地组织国内外的技术交流与合作，提高我国研究和开发能力及有机废气治理产品的附加值。

水泥机立窑排放污染源治理

项目简介：该技术根据机立窑烟气特性从废气处理量、电耗、耐酸防腐、清水循环使用、污水成球、安全实用等方面开展了治理方案的研究工作。采用国内先进成熟的KT型复合式设备方案对生产工艺参数及操作方式进行调整，优化工艺，对烟尘污染进行二级治理，较好地解决了机立窑烟气污染问题，电耗低，对窑煅烧的适应性好，运行费用低，运转稳定，排放浓度≤150mg/Nm3，有较好的经济与环境效益。

项目负责：云南水泥有限公司。

意义：该系统设施投入运行后，经昆明市环境监测中心监测，其排放浓度为135.7mg/Nm3，除尘效率98.1％，低于国家允许排放标准。经过正常运行证实，适应云南高原气候条件，其技术水平在水泥机立窑烟气污染治理上达到国内先进。

3AFQ系列高效生物除臭技术

项目简介：该技术采用环境生物复育技术、生物过滤技术研制的高效生物膜来净化和降解废气中的污染物质。当含有气、液、固三相混合的多种化合物、挥发性有机物（Volatile Organic Compounds即VOCs）、油烟等有毒有害有臭废气以专管收集后导入本设备，通过培养生长在生物过滤柱内的特殊微生物形成的生物膜，此生物膜一方面以废气中的污染物为养料，进行生长繁殖，另一方面对废气中有毒恶臭物质及挥发性有机物(VOCs)进行分解、脱臭处理，将其降解成为二氧化碳(CO2)和水（H2O）等无毒无味的物质后再排出，达到净化废气的目的。

意义：该技术产品是根据各种有毒恶臭废气的生化特点，采用微生物选育、高效生物膜研制技术，自行研制的能有效处理含多成份有毒恶臭废气的高效生物过滤设备。采用本技术不需添加任何化学物质，能在3~8秒内快速降解废气，无任何二次污染，运行成本低，使用寿命长，生物膜无需更换、可自动更新。

该技术产品可用于降解废气中的挥发性有机污染物和恶臭物质，包括：烷烃类、醛类、醇类、酮类、羧酸类、酯类、醚类、苯类、烯烃类、多环芳烃类、卤素类化学以及H2S、NH3和VOCs等。例如：在工业生产加工过程中，化工、造纸、食品、造漆等行业所排放出的有毒恶臭废气，垃圾场、中转站废气，医药、农药的制药废气，畜禽粪便渣糟干燥废气等。该设备在实际应用中具有明显性价比优势，且解决了其他除臭设备运行费用高、维护管理麻烦等问题，对减少废气环境污染具有良好的效果。

一种潜艇废气处理工艺及装置

项目简介：该项目是一种潜艇废气的处理工艺及装置，针对现有技术中存在的需要多种化学物质，处理成本高，并不能同时处理多种有害气体的缺陷，提供这样一种工艺方法及装置：将各舱室中的废气抽出，通过废气输送管并预冷后送到废气净化池里，废气净化池放置于冷阱中，冷阱与液氦或液氮压缩制冷机连成一体而使冷阱温度达到-186℃，到达废气净化池的废气中大部分有害气体如CO2、NH3、SO2由于深冷作用而凝固落在池里，净化后的气体包括氧气、氮气等则沿净化气回流管升温后回到舱室中。该项目的工艺方法操作简单，不需要使用任何酸、碱、盐甚至有机物，无二次污染，废气处理成本低，效果好。

项目负责：湖南科技大学。

喷漆废气处理工艺及设备

项目简介：喷漆废气处理工艺，喷漆废气先经水洗喷漆台除去树脂磁漆颗粒物，经水洗喷漆台处理后的废气用抽风机抽入填料吸收塔在常温、常压下吸收，填料吸收塔所用的吸收剂为柴油或5～10号油；吸收剂吸收浓度达到10-30％时重新更换吸收剂；当吸收剂吸收有机废气浓度达到10~30％的吸收剂送入蒸馏釜分馏，收集160℃以下馏分，仍作稀释剂使用，经过蒸馏处理的吸收到剂冷却后回输至储液槽备用。上述工艺所用处理设备，废气收集罩至填料吸收塔的入气口管道上设有抽风机；填料吸收塔的下部设管道与吸收液储槽相通，填料吸收塔的上部设管道与吸收液储槽相通，该管道上装有循环泵。

意义：经该项目处理后的喷漆废气可以达到国家规定的排放标准。

过滤煤烟新工艺和微波处理

废气的新技术

项目简介：过滤煤烟新工艺是一项利用活性炭、氧气和氨净化煤烟的新技术。活性炭是一些直径大约5毫米、微孔数量很多的小球（每克活性炭表面积可达1500平方米）。首先将煤烟冷却到110~130摄氏度，然后进入第一个反应装置，装置中的水和氧将煤烟中的二氧化硫转化成硫酸被活性炭吸附。经第一次过滤的煤烟进入第二个反应装置，里面的氨将其中的氧化氮过滤掉，经过两次过滤的煤烟已被净化，可排放到大气中。微波处理烟道废气技术，是利用微波火力发电站烟道废气中的有害气体二氧化硫和氮氧化物滤除的一项技术。此技术先将废气送入充满碳粒的反应罐，二氧化硫的废气送入分解反应罐，罐内有碳粒和微波发生器，微波辐射可使氮氧化物分解为氮和氧，通过烟囱排入大气；与此同时，将吸附了二氧化硫的碳粒与煤混合，也送入分解反应罐，微波加热混合物，把二氧化硫分解为硫和氧，氧与碳作用生成一氧化碳和二氧化碳；再把这一混气体送入一分酸槽中，用凉水喷淋，硫被冲掉并可制成硫磺粉，其他气体送回锅炉房充当燃气。

意义：这一技术可以滤除废气中98％的二氧化硫和氮氧化物。与传统的洗涤法相比，设备简便，成本低廉，滤除率高，没有二次污染，有较高的商用推广价值。

延伸吸收法+非选择性催化还原法硝酸尾气处理工艺

项目简介：硝酸尾气中的NOx，主要为NO和NO2，NO与H2O不发生反应，但在常温下，NO很容易被空气中的氧氧化成NO2，NO2与H2O反应生成HNO3和NO。延伸吸收法就是利用NO2与H2O反应生成硝酸的原理，在原吸收塔的后面增加一个吸收塔，增大尾气的氧化空间，延长NO2的吸收时间，从而达到消除尾气中NOx的目的。非选择性催化还原法消除硝酸尾气中NOx，最初采用H2做还原剂，含有NOx的硝酸尾气经加热升温，与H2混合，通过装有钯触媒的催化燃烧器进行催化反应，使NOx最终转化成无害的N2。目前采用以CH4替代部分H2，即CH4和H2同时做还原剂进行催化还原反应。

硝酸尾气采用延伸吸收法+非选择性催化还原反应方法治理，使最终外排尾气中NOx的浓度小于400ppm，排放量低于22kg/h，NOx的去除率大于82%，再经76m高的排气筒高空排放，对区域环境日均浓度贡献值为0.0003～0.0038mg/m3，仅占环境质量标准的0.3～3.8%。

项目负责：河北沧州大化集团公司。

意义：延伸吸收法是利用本公司硝酸生产装置压力高的特点，通过增加一个吸收塔，延长了NOx气体的吸收时间，增大吸收容积，从而达到降低尾气中NOx浓度的目的。最后增加催化还原装置，对硝酸尾气中NOx进一步做无害化处理，尽量减少了排放指数。整个处理过程，工艺流程简单成熟，投资少，同时提高了氨的转化率，增加了硝酸的产量。

高流量负荷下低浓度VOCs

废气的生物法处理

项目简介：该项目以低浓度甲苯废气(VOCs的代表物)为对象，对生物膜填料塔净化处理高流量负荷下低浓度VOCs废气技术的可行性进行了实验研究，考察了入口气体甲苯浓度、温度和营养物添加量等因素对高流量负荷下低浓度甲苯废气去除效果的影响。

在高气体流量负荷下，可以采用甲苯废气净化专用菌种对生物膜填料塔进行接种挂膜。该技术适用于高气体流量负荷下的低浓度甲苯废气的净化处理。在高流量负荷条件下，气体流量和入口气体甲苯浓度对生物膜填料塔的甲苯净化效率有较大的影响。当气体流量为0.8m3/h，入口气体甲苯浓度为105mg/m3，停留时间为18.3s时，甲苯的净化效率可达到61.9%，与国外同类应用研究结果基本相当。使出口气体甲苯浓度低于国家对现有企业的排放标准(≤60mg/m3)。同时，适宜地控制操作温度(20~25℃)和氮、磷营养物添加配比(C:N:P=200:5:1)，将有助于提高生物膜填料塔的净化性能。

项目名称：挥发性有机化合物废气

的生物处理技术及其工程应用

项目简介：在塑料、橡胶加工、油漆生产、汽车喷漆和涂料生产等诸多工业领域中，工业品的生产和加工过程产生了大量含有挥发性有机化合物（Volatile Organic Compounds，VOC）的废气（VOC废气）。对VOC废气的治理有多种处理技术可供使用。但对于VOC浓度低、风量大的废气，传统工艺存在投资运行费用高、处理效率低和处理后存在二次污染等问题。近年来，逐渐发展的废气生物处理技术作为一种新型的空气污染控制技术，得到日益广泛的应用。

第7篇：微波反应的基本原理范文

关键词：发光材料；制备方法；应用

发光材料的制备是发光材料的基础，特别是近年来，融会交叉学科的发展和新技术的开发，使发光材料的合成面临着不可多得机遇和挑战。现阶段，发光材料的合成方法主要有：高温固相合成法、溶胶凝胶法、化学沉淀法、燃烧合成法、水热合成法、微波法、喷雾热解法、微乳法等。

1 高温固相合成法

高温固相合成法是一种发展最早的合成技术，也是最常用的发光材料制备工艺。这种生产工艺已相当的成熟，在反应条件的控制、还原剂的使用、助溶剂的选择、原料的配制与混合等方面都日趋优化。

制备步骤一般为：首先按一定化学配比称取反应物，进行充分混合之后装入坩埚，然后放入高温炉中，在某种气氛下进行一定时间的煅烧，取出冷却，最后进行粉碎、过筛即得样品。例如张希艳等［1］利用高温固相合成法成功合成了SrAl2O4:Eu2+,Dy3+长余辉光致发光材料。利用该方法合成的发光材料的主要优点是:微晶的晶体质量优良、表面缺陷少、余辉效率高、利于工业化生产。缺点是：煅烧温度高保温时间长、对设备要求较高、粒径分布不均匀、难以获得球形颗粒、粒子易团聚、需球磨减小粒径，从而使发光体的晶形受到破坏，降低发光体的结晶性，导致发光性能下降，同时颗粒形貌不完整尺寸不一致，导致涂层不均匀，致密性差，不利于获得高质量的发光材料和显示产品。

2 溶胶凝胶法

溶胶凝胶法是应用前景非常广阔的湿化学合成方法,用此法可获得粒径更细的发光粉,无需研磨,且合成温度比传统的合成方法要低,对合成纳米发光材料具有一定的潜力。其基本原理是将金属醇盐或无机盐在某种溶剂中经水解反应形成溶胶,然后使溶质聚合凝胶化, 再将凝胶干燥、焙烧去除有机成分,最后得到无机材料。利用该法成功的合成了多种纳米稀土发光材料,如YBO3:Eu3+［2］,Y2SiO5:Eu,Y2Si2O7:Eu等。

3 化学沉淀法

化学沉淀法是在原料溶液中添加适当的沉淀剂,使得原料溶液中的阴离子形成各种形式的沉淀物, 然后再经过滤、洗涤、干燥、加热分解等工艺过程而得到纳米发光粉。此法是工业大规模生产中用得最多的一种,工艺易于控制。常用的有共沉淀法和均相沉淀法。

李强等［3］采用均相沉淀法,以尿素为沉淀剂,制备出分散性很好的Y2O3:Eu3+纳米微粒。样品制备时,在Y3+,Eu3+硝酸盐溶液中加入尿素, 并稀释至2L,其中Y3+浓度为0.04mol/L,Eu3+浓度为0.002mol/L,尿素浓度为2mol/L,将混合溶液过滤,置于80℃烘箱中,3h以后,溶液开始混浊,反应1.5～2h后取出,经离心分离,并用蒸馏水洗涤,所得沉淀经冷冻干燥除去残留水分,在680～690℃焙烧,得到纳米Y2O3:Eu3+粉体。在制备工艺中,控制溶液均相沉淀反应的时间(1～2.5h),就可以合成粒径在43～71nm之间变化的Y2O3:EuI3+纳米微粒。采用均相沉淀法, 只要控制好生成沉淀剂的速度, 就可避免浓度不均匀现象,把过饱和度控制在适当范围,从而控制离子的生长速率,获得粒度均匀、致密、便于洗涤、纯度高的纳米粒子。陈积阳等［4］用复合沉淀法制备了(Y,Gd)2O3:Eu纳米发光粉体。

采用改进的共沉淀法,可由简单起始原料合成发光纳米粉体。在共沉淀体系中加入某种表面活性剂,使沉淀颗粒表面形成保护层,从而减少颗粒表面非架桥羟基的存在,防止沉淀颗粒的凝集生长,可成功制备出粒径小、粒径分布范围较窄的纳米颗粒。目前,共沉淀法已被广泛用于制备发光材料。

化学沉淀法的优点是工艺简单，周期短，成本低，易于工业化生产，并且制备的粉体活性大，颗粒细，分布均匀，煅烧温度低等特点。

缺点是对原料的纯度要求较高,合成路线较长,易引入杂质。

4 燃烧合成法

针对高温固相法制备的发光材料颗粒较粗,经球磨后晶形遭到破坏, 而使发光亮度大幅度下降的缺点,人们发展了“燃烧法”制备技术。燃烧合成法是指材料通过前驱物的燃烧而获得的一种方法。在一个燃烧合成反应中,反应物达到放热反应的点火温度时,以某种方法点燃,随后反应由放出的热量维持,燃烧产物即为所需材料。利用该法合成了纳米稀土发光粉Y2O3:Eu［5］,Gd2O3:Eu等。

5 水热合成法

它是以液态水或气态水作为传递压力的介质,利用在高温高压下绝大多数物相均能部分溶于水,而且反应在液相和气相中进行。在高温高压的水溶液中,许多化合物表现出与常温下不同的性质,如溶解度增大,离子活度增加,化合物晶体结构易转型等。水热反应正是利用这些特殊性质来制备纳米粉体［6］。利用该方法已经合成了LaPO4:Ln,NaGdF4:Eu［7］等发光材料。

6 微波法

微波法是最近十年来迅速发展起来的一种新的实验方法。其基本过程是：按一定的化学配比称取反应物，充分混合放入坩埚置于微波炉中加热一定时间，然后取出冷却即可。例如,用微波法合成了SrAl2O4:Eu2+,Dy3+、BaMgAl10O17:Eu2+［8］、Y2O3:Eu［9］等多种稀土发光粉。

7 喷雾热解法

喷雾热解法是近年来新兴的一种超细发光粉末颗粒和薄膜的制备技术。该法是采用液相前躯体的气溶胶过程，即先把起始物溶液雾化，再经高温干燥、分解形成球形粉末和薄膜材料。它可使溶质在短时间内析出，兼具液相法和气相法的诸多优点，如产物颗粒之间组成相同，粒子为球形，尺寸大小可控，过程连续及工业化潜力大等。用喷雾热解法已经合成了Y2O3:Eu、LaPO4:Ce、Tb等发光材料。

发光材料在很多方面都得到了应用例如在涂料、油墨中的应用，在塑料工业中的应用和在电器、仪表工业的应用等等。

7.1 发光材料在涂料、油墨中的应用

涂料、油墨工业是发光材料应用的重要领域。大宗产品和装饰性的建筑外墙涂料,应用在街景、旅游景点等建筑物及娱乐场所等处的夜间装饰。建筑涂料中发光内墙涂料,多用于大厅装饰。

荧光标志漆的应用也十分广泛,如消防标志、交通标志、船舶安全标志、警告标志、公共信息标志等。

7.2 荧光材料在电器、仪表工业中的应用

一些短余辉和超短作余辉的电致发光材料,在电视、电脑、荧屏、荧光灯管、荧光霓红灯管上的应用,已是司空见惯之事。其在仪表刻度、指针、罗盘等应用也很普及,对航空航海,交通运输都起到特定效果。

到目前为止，制备发光材料的主要方法，也是最普遍使用的方法是高温固相合成法技术。在技术方面，这一制备方法相对成熟，所制得的发光材料，无论是发光性能，还是应用特性均达到实际的应用水平。这种制备技术也在不断地改进中，其它的制备方法也相继研制成功，但很多仍停留在实验室阶段。但它也使人们认识到，发光材料在制备方法上还有进一步提高的空间，可继续探索更为完善的省时和节能的新工艺来制备发光性能和应用特性更好的发光材料。所以新的制备方法仍将是今后的一个研究热点，同时高温固相合成技术也有待继续改进。

现在，发光材料的应用无所不在，已经涉及到很多领域，如农业，可以制成透光薄膜，提高作物产量。如工业，照明，激光等。如电子行业等等。发光材料的研制成功，给世界带来焕然一新的感觉，可以想象，发光材料的应用领域将会更大。这也是我们发展发光材料的目的，也是我们仍将努力的方向。

参考文献

［1］张希艳,卢利平,王晓春等.固相反应法制备SrAl2O4:Eu2+,Dy3+长余辉发光陶瓷及性能表征［J］.兵工学报，2004，25(2):193-196.

［2］张巍巍,谢平波,张慰萍等.稀土正硼酸盐Ln1-xBO3∶Eux(Ln=Y,Gd)的结构与发光特性［J］.无机材料学报,2001,16(1):9.

［3］李强,高濂.纳米Y2O3:Eu3+的荧光特性［J］.无机材料学报,1997,12(2):237.

［4］陈积阳，施鹰，施剑林.复合沉淀法制备(Y,Gd)2O3:Eu纳米粉体及其发光性能［J］.无机材料学报，2004，19(6):1260-1265.

［5］谢平波,段昌奎,张慰萍等.纳米Y2O3:Eu荧光粉的光致发光研究［J］.发光学报,1998,19(2):123.

［6］赵谡玲,徐征,侯延冰等.温度对YLiF:Er3+上转换发光的影响［J］.中国稀土学报,2002,20(6):637.

［7］由芳田,王颖霞,林建华等.NaGdF4:Eu3+的结构和VUV荧光性质［J］.无机化学学报,2001,17(1):27.

第8篇：微波反应的基本原理范文

关键词：茶多酚，溶剂提取，沉淀法，超临界流体微波萃取

 

0.引言

茶多酚是一类存在于茶叶中的多羟基酚性化合物的混合物, 具有良好的抗氧化性能, 其抗氧化性能比维生素E的抗氧化效价高10 ～20 倍,而且无毒, 因此是一种理想的食品天然抗氧化剂。

茶多酚（Tea Polyphenols）是茶叶中多酚类物质的总称，包括黄烷醇类、花色苷类、黄酮类、黄酮醇类和酚酸类等。其中以黄烷醇类物质（儿茶素）最为重要。茶多酚又称茶鞣或茶单宁，是形成茶叶色香味的主要成份之一，也是茶叶中有保健功能的主要成份之一。本草千叶IT茶中含有丰富的茶多酚 (学名Camelliasinensis)。日本千叶大学山下泰德教授等科学家研究表明，茶多酚等活性物质具解毒和抗辐射作用，能有效地阻止放射性物质侵入骨髓，并可使锶90和钴60迅速排出体外，被健康及医学界誉为“辐射克星”。

1.茶多酚提取方法

目前国内外茶多酚粗品的提取的方法主要有:溶剂提取法、离子沉淀法、树脂吸附分离法、超临界流体萃取法、超声波浸提方法、微波浸提法等6种方法. 此外,还有低温纯化酶提取法,和盐吸法等。

1.1有机溶剂萃取法

这是目前国内使用最广泛的方法之一。其原理是利用茶叶中不同化合物在不同溶剂中的溶解度差异进行提取分离。该法比较简单,对茶多酚的提取率为10 %～15 %。但是有机溶剂用量多,溶剂回收设备及所消耗的能量比较大。

溶剂提取法的优点是稳定、可靠;缺点是:用水提取,茶多酚提取率低(一般提取率为5%～6%) ,产品纯度低,产品易氧化,且其中含有大量杂质(如植物多糖、茶棕色素、色素、咖啡碱、树脂等) .而用有机溶剂提取,提取率虽可有所提高(可达到10% ～15%) ,但由于浸提液中不但含有茶多酚,而且还含有茶色素、咖啡碱等杂质,要得到精品,还须反复除杂精制,工序多,工艺繁琐复杂,萃取工序一般需经3 级错流萃取;需多次蒸馏,加热时间长;需要用大量的有机溶剂,有的有机溶剂回收困难,有毒、易燃,不利于安全生产。

1.2离子沉淀提取法

该方法主要是利用有些金属离子能够沉淀茶多酚而使其与咖啡碱分离。该法的特点是减少了有机溶液的用量,所得产品茶多酚含量较高,可达95%以上,但是工艺操作比较严格,废渣、废液处理量较大。

沉淀法的优点是: ①减少了有机溶剂的使用量,从而大大减少了环境污染,生产安全性好; ②工艺比较简单:茶叶经浸泡后,加入沉淀剂即可得到茶多酚与金属结晶性沉淀物,不必浓缩提液,可在一定程度上降低能耗,成本低; ③选择性强,因而产品的纯度较好, 可达95%以上, 有的高达99.5 %; ④产品色泽好,水溶性好. 缺点是: ①无机盐沉淀剂沉淀转溶时p H 值波动大,而茶多酚在碱性条件下易氧化,影响产品品质; ②过滤和稀酸转溶过程中茶多酚的损失较大; ③溶液中咖啡碱等干扰物质因与茶多酚配合物的吸附产生共沉淀作用而被带入沉淀中,影响茶多酚的纯度. 此外,有些金属盐残留对产品安全性也构成隐患; ④工艺操作控制比较严格,废渣、废液处理量大。

1.3吸附分离法

此法是将绿茶叶(或茶叶末) 加热水浸提3 次,合并提取液。茶叶提取液通过高分子吸附剂进行吸附,然后用90 %乙醇溶液洗脱,使吸附剂吸附的茶多酚脱附于乙醇中,经减压蒸馏回收乙醇。浓缩液经真空干燥或喷雾干燥得到茶多酚。该法工艺、技术简单,能量低,但需要对茶多酚选择性强的高吸附量的吸附剂。免费论文参考网。

1.4超临界流体萃取法

与一般的萃取分离技术相比, 超临界流体萃取技术具有优良的传递性能, 较强的渗透力, 良好的选择性, 对有机物溶解度大, 萃取率高, 产品质量好, 操作条件温和, 特别适用于分离热敏性物质等优点。国内外已有专利用超临界气体脱除咖啡碱的方法提取茶多酚。其工艺要点为: 茶叶末经SFE萃取→茶多酚粗品→纯化→高纯度茶多酚。

就目前已报道的研究成果看, 用超临界二氧化碳萃取法提取茶多酚仍然有一定的技术障碍。主要表现在提取率较低, 可能与茶多酚在临界二氧化碳中的溶解度有关。

1.5超声波浸提法

超声提取法是对提取过程进行超声波强化处理,是利用超声波的机械破碎和空化作用,加速茶多酚浸提物从茶叶中向溶剂扩散的速度,缩短浸提时间,增加有效成分的提取率. 再用传统工艺相同的过程从提取液得到茶多酚,然后纯化. 超声波提取茶多酚具有工艺简单,提取温度低、回收率高、氧化损耗小,节时、节能、提取率高等优点,同时避免了有毒溶剂的使用,具有良好的工业推广价值。

1.6微波浸提法

微波辅助萃取技术，是指使用适合的溶剂在微波反应器中从天然药用植物、矿物、动物组织中提取各种化学成分的技术和方法. 基本原理是利用在微波场中分子发生高频的运动,扩散速率增大,因此茶多酚等浸提物在微波的辐射作用下可快速浸取出来. 影响微波提取过程的主要因素包括:微波加热功率;提取溶剂的种类,萃取时间;溶剂用量以及润湿水量等. 微波辅助萃取技术比目前常规使用的工艺有以下特点:1.处理时间快,微波方法仅用数分钟乃至数十秒即可,具有高效节能的作用; 2.提取率高,节约了溶剂,大大提高了提取效率;3.避免使用有毒溶剂、产品安全; 4.热效率高,控制容易,便于自动化和提高生产率。

2.茶多酚的主要用途

茶多酚具有很强的抗氧化作用，其抗氧化能力是人工合成抗氧化剂BHT、BHA的4-6倍，是VE的6-7 倍，VC的5-10倍，且用量少：0.01-0.03％即可起作用，而无合成物的潜在毒副作用；而茶素对食品中的色素和维生素类有保护作用，使食品在较长时间内保持原有色泽与营养水平，能有效防止食品、食用油类的腐败，并能消除异味。

在医药方面，具有清除活性氧自由基，阻断脂质过氧化过程，提高人体内酶的活性，从而起到抗突变、抗癌症的功效；茶多酚对血清胆固醇的效应主要表现为通过升高高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）的含量来清除动脉血管壁上胆固醇的蓄积，同时抑制细胞对低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）的摄取，从而实现降低血脂，预防和缓解动脉粥样硬化目的。免费论文参考网。并且能够降血压、降血糖、防止脑中风、抗血栓、提高人体综合免疫力等功效。免费论文参考网。

3.结语：

近年来, 茶多酚提取分离技术得到了不断的完善和发展, 产品亦呈多样化, 即每个工艺都能对茶多酚进行不同程度的分离纯化, 进而获得纯度不一的茶多酚系列产品, 以满足市场需求。但在实际生产中往往容易忽略一些工艺条件对茶多酚生物学活性的影响, 如提取温度、pH值对产品成分组成、含量以及稳定性等方面的影响。

茶多酚是从茶叶中提取出的天然活性物质,具有很强的生物学活性,除了具有良好的保鲜、抗氧化性, 清除自由基和抑制致癌物引起的突变,还可抑制细胞增殖、诱导细胞凋亡和阻滞细胞周期等, 是一种较有前途的抗癌药物。

参考文献：

[1]黄丽凤,刘友平,黎代余. 茶多酚提取纯化工艺研究进展.中国食品添加剂.

[2]王小梅，黄少烈，李俊华. 茶多酚的提取工艺研究.广州化工.2001-4

[3]王玉春. 茶多酚的提取方法及应用研究进展. 甘肃联合大学学报(自然科学版).2008-5

[4]熊何建,胡慰望,谢笔钧. 茶多酚分离制备的新工艺[J]. 食品工业科技,1997 (6) :32234.

[5]尹莲. 茶多酚制备工艺的改进研究[J] . 食品科技,1998 (6) :33234.

第9篇：微波反应的基本原理范文

关键字：食品安全监管 食品检测 金属检测

Abstract: With the economic and social progress, economic globalization and the deepening of the development, people food cultures are increasingly diverse, food hygiene and safety to become a hot topic of concern. "Sudan event", "avian flu" and “Sanlu milk powder incident” are affecting the heart of the general public. After another vicious food safety incidents have sparked great concern to food safety, and to re-examine this problem which has risen to a high degree of national public safety, but it should step up supervision on food safety.

Key words: food safety regulation; food testing; metal detector

中图分类号：TS201.6 文献标识码A 文章编号：

首先，我国食品安全的现状。

近年来接二连三爆出社会食品安全问题。2003年，含敌敌畏的金华火腿，对肠食道胃粘膜有影响，可能致死；2004年，阜阳劣质奶粉：“大头娃娃”，营养不良导致免疫力低下，严重可致死；2005年，碘超标的雀巢奶粉，影响甲状腺功能；2006年，含瘦肉精的猪肉，甚至心脏骤停致昏迷死亡；2008年，含三聚氰胺的婴幼儿奶粉，可能导致肾结石，肾衰竭等泌尿系统疾病，严重者可致死。这些频频曝光的食品加工中的黑幕对消费者来说已不再陌生。但令人不解的是，这些年来，各级监管部门的工作不可谓不努力，但劣质食品依然层出不穷，正如紧接着上演的含有“三聚氰胺”成份的食品不断曝光，严重威胁着人们的生命健康，时时令我们提心吊胆。

不断的在道义和伦理上进行着食品安全的相关论述的同时，我们也更加注重了相关检测手段的运用和改进。以下是笔者将从几个不同的方面来说明食品安全检测的有关方法。

一、食品中重金属的检验检测

1、样品前处理

在样品中，重金属一般以化合态形式存在。因此，在检测时需要对样品进行前处理使重金属以离子状态存在于试液中才能进行客观准确地分析。此外，样品的前处理是为了去除干扰因素，保留完整的被测组分，或使被测组分浓缩。

微波消解作为样品分析的新技术，由于具有消化样品能力强、速度快、消耗化学试剂少、金属元素不易挥发损失、污染小及空白值低等优势，一次样品处理后就可同时测定几种元素。

2、 检测方法

（1） 传统的检测方法

原子荧光光度法(AFS)；电感藕合等离子体质谱(ICP-MS)分析技术；电感藕合等离体原子发射光谱(ICP-AES)；高效液相色谱法。

（2）新型检测技术;

①酶抑制法。

酶抑制法测定重金属的基本原理就是重金属离子与形成酶活性中心的巯基或甲巯基结合后，改变了酶活性中心的结构与性质，引起酶活力下降，从而使底物—酶系统中的显色剂颜色、pH、电导率和吸光度等发生变化，这些变化可直接通过肉眼或借助于电信号、光信号等加以区别。目前用于痕量重金属测定的常用酶有脲酶、过氧化物酶、黄嘌呤氧化酶、葡萄糖氧化酶等。

②免疫分析法

免疫分析法是一种具有高度特异性和灵敏度的分析方法, 重金属离子的免疫检测按照抗体的种类，可分为多克隆抗体免疫检测和单克隆抗体免疫检测，后者又有间接竞争性ELISA一步法免疫检测。

用免疫分析法对重金属离子进行分析，首先必须进行两方面的工作：第一是选用合适的络合物或其它化合物与金属离子结合，使其获得一定空间结构，从而产生反应原性；第二是将结合了金属离子的化合物连接到载体蛋白上，产生免疫原性,其中与金属离子结合的化合物的选择是能否制备出特异性抗体的关键。金属离子单克隆抗体的制备非常困难，而较容易制备的多克隆抗体又难以满足对金属离子的特异性要求，这在很大程度上限制了汞等重金属离子的免疫分析方法的研究与发展。

但是，免疫分析法检测速度快、灵敏度高、选择性强，可作为重金属快速检测的方法。

③生物化学传感器

生物传感器利用生物识别物质与待测物质结合，通过信号转换器转变为可输出的光、电等信号。它可分为酶传感器、微生物传感器、特异性蛋白生物传感器。

④试纸法

在重金属检测的方法中，化学显色反应应用较为广泛，主要通过重金属离子与显色剂发生显色反应进行重金属含量的检测。这些方法与试纸、检测管、试剂盒等结合后，可对重金属进行快速检测。

利用重金属与试剂发生化学反应的原理，用纤维类滤纸作为反应载体，可由试纸上的颜色变化分析重金属含量。目前，应运于食品中的试纸主要有镉试剂试纸法，可以用来检测食品中镉的含量。

近年来重金属快速检测的方法发展迅速，在重金属快速检测与筛查方面发挥了很大的作用，但还需进一步改进和完善。重金属检测是一项长期的工作，需要我们每一个人的努力，才能尽可能减少重金属的污染问题。

二、食品中砷和汞两种重金属的检验

元素砷在自然界的环境中极为少见，因为砷在自然界中不溶于水，所以无毒，但是机器被氧化成为有剧毒的三氧化二砷，这也就是老百姓常说的砒霜。砷的化合物在自然的环境中广泛存在。而在食品中，砷的污染最常见的就是含有砷的农药了、加工过程中使用含有砷的化学物质做为原料。由于原料中含有砷，使得食品受到不同程度的污染，此时的环境受到砷的污染，比如砷矿的开采，用砷的化合物做为原料的企业所排出的“三废”等也会污染食品的。在各种食品中，发现海产品中的砷含量最高，但是主要是低毒的游记砷。所以含有剧毒的无机砷含量较低。

1. 适用含量

适用于各类食品中总砷的测定。由于砷斑法的最低检出浓度为0.25mg/kg

2. 基本原理

试样经过消化以后，以碘化砷和氯化亚锡将高价的砷还原为三价的砷。然后与锌粒和酸产生的新生态氯化成砷化的氯气体，再与溴化汞试纸成黄色至橙色的色斑，与标准的砷斑比较定量。

3. 试剂

硫酸、砷标准化溶液、溴化汞—乙醇溶液、溴化汞试纸

4. 主要仪器

测砷装置，它包括了锥形瓶，橡皮塞，测砷管，管口和玻璃冒。

5. 试样消化

这里我们主要是介绍的是硝酸-高氯酸-硫酸法

（1）粮食、粉丝、粉条、豆干制品、糕点、茶叶等以及其他含水分少的固体食品：称取5g或10g的粉碎样品，置于250~500ml定氯瓶中，先加少许使之湿润，再加数粒的玻璃珠、10~15ml的硝酸-高氯酸混合液，放置片刻，小火缓缓加热，等做用缓和，放冷。沿着瓶壁加入5ml或10ml的硫酸，再加热，至瓶中液体开始变成棕色是，不断沿着瓶壁滴加硝酸-高氯酸混合液至有机质分解完全，加大火力，至产生白烟，待瓶口白烟冒净后，瓶内的液体再产生白烟为消化完全，该溶液应澄明无色或是微带黄色，故冷。在操作过程中应注意防止爆炸。加20ml的水沸煮，除去残余的硝酸至产生白烟为止，故此处理两次，故冷。将冷后的溶液移入50ml或是100ml的容量瓶中，用水洗涤定氯瓶，洗液并入容量瓶中，故冷，加入至刻度，混匀。定容后的溶液每10ml相当于1g样品，相当于硝酸量1ml。取与消化样品相同量的硝酸-高氯酸混合液和硝酸，按同一方法做试剂空白试验。

（2）蔬菜、水果：称取25g或是50g洗净打成匀浆的样品，置于250~500ml的定氯瓶中，加数粒玻璃珠、10~15ml硝酸-高氯酸混合液，以下按照（1）的“放置片刻”起依法操作，但定容后的溶液每10ml相当于5g的样品，相当加入硝酸1ml。

6.分析步骤

吸取一定量的同银盐法中的试样消化后定容的溶液以及同量的试剂空白液分别置于测砷瓶中，加5ml碘化砷溶液、5滴酸性氯化亚锡溶液及5ml的盐酸，再加适量的水之35ml，分别置于测砷瓶中，各加入5ml碘化钾溶液，于盛试样消化液，试剂空白液以及砷标准溶液的测砷瓶中各加3g锌粒，立即塞上预先装有乙酸铅棉花以及溴化汞试纸的测砷管，与25度放置1h，取出试样及试剂空白的溴化汞试纸与标准砷斑比较。

7注意事项

（1） H2S碎玉本法有干扰，遇见溴化汞试纸会产生色斑。乙酸铅棉花就松紧合适，能顺利透过气体又能除尽H2C。

（2） 同一批测定用的溴化汞试纸的纸质必须一致，否则因为疏密不同而影响色斑深度。制作时应该避免接触到纸，晾干后存于棕色试剂瓶内。