微波与化学反应体系相互作用过程中的特殊效应研究

微波与化学反应体系相互作用过程中的特殊效应研究

论文摘要

微波作为一种高效的加热方法已经在化工各个领域内广泛应用,但是微波和化学反应的相互作用机理还没有真正被认识,这严重制约了微波在化学工业上的进一步应用,同时,微波与化学反应相互作用过程中产生的特殊效应也成为人们关注的焦点问题。化学反应体系作为一个非平衡态体系,它不是各种化合物的简单混合。本文就微波与化学反应体系的相互作用过程中产生的一些特殊效应从实验到理论进行了深入研究与探讨,这些工作将对进一步理解微波同化学反应的相互作用机理、研究特殊效应和相关应用提供帮助。 论文的主要内容与创新点如下: (1)在工业频率2.45GHz时,对室温下各类常用有机试剂的介电特性进行了测量,并对结果进行了分析,这些测试和分析结果将为微波辅助有机合成提供有益参考。 (2)提出了一个新的经验公式,首次引入了描述不同离子对水的复介电系数的影响的复影响因子的概念,用来计算微波频率下电解质水溶液的复等效介电系数。改变了原先电解质溶液介电系数计算模型大部分是针对静止频率下进行的不足,同时克服了利用Debye模型计算方法复杂和使用范围受限的缺点。 (3)对二苯乙烷生成反应中的反应溶液的介电特性随时间的变化规律进行了测量计算。讨论了催化剂对微波加热的作用,并提出了微波加快该反应过程的功率控制方式。这些将对微波辅助有机合成提供一定帮助。 (4)化学反应系统是一个非平衡系统,它不是各种化合物的简单混合。到

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 目录
  • 第一章 引言
  • 1.1 微波在化学、化工各领域的应用简介
  • 1.2 微波化学面临的困难
  • 1.3 微波同化学反应体系的相互作用概述
  • 1.3.1 物质的介电系数与化学反应体系的介电系数
  • 1.3.2 微波与物质的相互作用:微波热效应及其特点
  • 1.3.3 微波加热的讨论与分析
  • 1.3.4 微波与物质的相互作用:特殊效应与非热效应的概念及其特点
  • 1.3.5 特殊效应近年来的研究简述
  • 1.4 本文的研究内容
  • 第二章 有机溶剂的复等效介电系数的测量与计算
  • 2.1 微波频率下等效介电系数的常用测量方法
  • 2.1.1 反射法
  • 2.1.2 谐振腔法
  • 2.2 不同有机溶剂的复等效介电系数测量与计算
  • 2.2.1 实验与方法
  • 2.2.2 测量结果
  • 2.2.3 结果与讨论
  • 2.2.4 结论
  • 第三章 电解质溶液体系的复等效介电系数的测量与计算
  • 3.1 电解质溶液体系复等效介电系数研究概论
  • 3.2 电解质溶液复介电系数经验公式
  • 3.2.1 实验与方法
  • 3.2.2 计算模型
  • 3.2.3 混合溶液中计算结果与测量结果的比较
  • 3.2.4 结论
  • 第四章 化学反应体系的复等效介电系数的测量与计算
  • 4.1 化学反应体系的复等效介电系数概述
  • 4.2 微波频率下二苯乙烷生成反应中的介电系数的跟踪测量
  • 4.2.1 实验系统及方法
  • 4.2.2 等效介电系数计算与分析
  • 4.2.3 结论
  • 4.3 液相化学反应过程中的复等效介电系数的计算经验公式
  • 4.3.1 等效介电系数的计算方法
  • 4.3.2 实验与结果
  • 4.3.3 结论
  • 4.4 液相化学反应过程中的复等效介电系数的计算经验公式的改进
  • 4.4.1 改进后等效介电系数的计算方法
  • 4.4.2 实验与结果
  • 4.4.3 结论
  • 第五章 利用等效介电系数对化学反应体系的动力学参数获取
  • 5.1 实验与方法
  • 5.2 化学反应动力学参数的获取
  • 5.3 结果与讨论
  • 5.4 结论
  • 第六章 微波加热化学反应中的非热效应研究
  • 6.1 微波加快化学反应中非热效应的实验方法研究
  • 6.2 微波非热效应的相关机理和争论
  • 6.3 结论
  • 第七章 微波辐射下硫酸钙晶体的特殊效应研究
  • 7.1 水浴加热、水浴加热附加电场或磁场等条件对硫酸钙晶体形貌影响的实验研究
  • 7.1.1 实验与方法
  • 7.1.2 结果与讨论
  • 7.1.3 结论
  • 7.2 微波辐射与传统加热造成的硫酸钙质量差异研究
  • 7.2.1 加热过程中生成物量的理论分析
  • 7.2.2 加热过程中生成物量的实验分析
  • 7.2.3 结论
  • 7.3 微波辐射与传统加热造成的硫酸钙物象差异研究
  • 7.3.1 反应中电场分布的模拟计算
  • 7.3.2 反应中温度的仔细测量
  • 7.3.3 结论
  • 7.4 微波辐射与传统加热造成的硫酸钙形貌差异研究
  • 7.4.1 结晶过程的理论分析
  • 7.4.2 蒙特卡罗方法简介
  • 7.4.3 利用蒙特卡罗方法对微波辐射下内能影响的计算
  • 7.4.4 结论
  • 第八章 微波加热化学反应过程的数值模拟
  • 8.1 数值计算原理
  • 8.2 微波加热丙酮碘化反应的模拟
  • 8.3 实验结果
  • 8.4 结论
  • 第九章 论文总结与后期工作的展望
  • 9.1 论文总结
  • 9.2 后期工作的展望
  • 参考文献
  • 科研成果
  • 致谢
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