塑料材料在世界各地廣泛使用,在過去的半個世紀(jì)中,其不斷增長的擴(kuò)散尤為明顯。目前,生產(chǎn)的塑料約49億噸,且絕大多數(shù)都堆積在垃圾填埋場或自然環(huán)境中。專家預(yù)估到2050年,塑料生產(chǎn)量將增加到120億噸左右。在所有生產(chǎn)的塑料中,聚烯烴類塑料如聚烯烴、聚丙烯和聚苯乙烯等的生產(chǎn)率和廢棄率高,占所有塑料廢棄物的一半。為了解決這一塑料污染問題,研究人員致力于將廢棄塑料轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)品。
微波是一種能量形式,在介質(zhì)中可以轉(zhuǎn)化為熱量。微波加熱時,微波能量通過微波吸收劑轉(zhuǎn)化為熱能。在這個過程中,熱從材料內(nèi)部產(chǎn)生而不是從外部吸收熱源,自身整體同時升溫,熱能利用率高,材料整體溫度梯度很小,區(qū)別于其他常規(guī)加熱方式。
在化學(xué)分析的過程中,為了使得分解的試樣能同一時間進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),就必須加入化學(xué)溶劑。這就和傳統(tǒng)的加熱反應(yīng)的方法有些不同,微波加熱是一種更加快速和有效的加熱分解的方式,產(chǎn)生這種反應(yīng)的原因是,待分解試樣的微粒和溶劑之間的良好接觸使得微波加熱可以快速溶解,在局部微粒上產(chǎn)生的熱量促使微粒劈裂,從而促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)。除此之外,加熱后的酸或水與介電微粒產(chǎn)生一定的反應(yīng),產(chǎn)生較大的溫差,由此產(chǎn)生強(qiáng)烈的熱流傳遞,不僅如此,還攪動著例子表面的薄層,使得表面不斷的暴露在溶液中,從而加速了分解的過程,達(dá)到快速分解的目的。因此,從分解試樣的角度而言,微波能的加熱不僅可以內(nèi)外同時進(jìn)行分解,還可以起到促進(jìn)分解的作用,由此來提升快速分解的效率。
場強(qiáng)高溫的特點(diǎn)是指微波能在加熱的過程中,因受到電磁的影響,讓其在一定的作業(yè)范圍內(nèi)形成比較高的磁場,因此,在進(jìn)行此類實驗時,應(yīng)注意實驗周圍的環(huán)境,要先做好周圍環(huán)境的保護(hù)。另一種是在加熱的過程中會產(chǎn)生比較高的熱量,操作人員在做實驗時,一定要注意做好防護(hù)措施,防止在實驗中產(chǎn)生不必要的意外。
微波能加熱時利用物質(zhì)中的分子與原子的電荷不斷旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的一種加熱現(xiàn)象,這對于要加熱的物質(zhì)而言,是具有很強(qiáng)的穿透效果的,這種穿透效果可以作用于巖石礦物質(zhì)的內(nèi)部,因此,其穿透和作用是密不可分的。
使用微波能加熱,使得其操作程序更加簡單方便,改善了實驗室內(nèi)的工作環(huán)境,給相關(guān)的技術(shù)人員提供了一個安全的實驗環(huán)境。此外,簡單程序的操作,有效地降低了操作人員的工作強(qiáng)度和工作量,改善了技術(shù)人員的工作條件。
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