微波在恒温水溶液中的特性效应研究

发布时间：2021-12-10 15:03

　　微波作为一种加热手段在食品加工、有机合成、冶金化工、能源环保等领域都有广泛的应用,究其原因,除了具有选择性加热、加热迅速等特点外,微波辐照过程中还存在一些明显区别于常规加热的特性效应,比如热点效应、等离子体效应、降能效应等。水溶液作为多数化学反应的载体,对其物理化学性质的研究一直是学术界的热点,本文在使用冷却介质法和变功率法建立微波恒温反应系统的基础上,分别研究了水溶液在平衡状态(无化学反应进行)和非平衡状态(有化学反应进行)时微波辐照下各物理化学参数的变化规律,验证了微波作用过程中存在的特性效应及其作用机理,为微波加热技术更广泛的应用提供了理论基础。首先,在平衡状态下实验研究了微波对电解质溶液物理参数的影响,通过单因素实验分析了不同条件下溶液电导率的变化规律,研究发现:强电解质溶液在微波作用下电导率有升高趋势;在10℃-26℃范围内,温度变化对电导率升高幅度(相对电导变化率)影响不明显;功率在增大到一定程度后不再是影响电导率变化的主要因素;而弱电解质的电导率变化规律与强电解质截然相反,比如醋酸在微波辐照下电导率会偏低于无外场的情况。基于电解质溶液的微观结构和基本电导理论对微波场内电导...

【文章来源】： 山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：96 页

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景及意义
    1.2 微波技术概述
        1.2.1 微波技术基础
        1.2.2 微波加热原理及特点
        1.2.3 微波辐照过程中的特性效应
        1.2.4 特性效应研究现状
    1.3 恒温下微波对介质的作用
        1.3.1 微波作用下恒温实现方式
        1.3.2 恒温下微波对水溶液的影响
        1.3.3 恒温下微波对化学反应的影响
    1.4 本文的研究目的及内容
第2章 恒温下微波对盐溶液电导率影响的实验研究
    2.1 引言
    2.2 试验系统及试验方法
        2.2.1 恒温反应系统的设计优化
        2.2.2 反应器恒温的实验验证
        2.2.3 实验药品及实验方法
    2.3 实验结果与讨论
        2.3.1 恒温温度下电导率的变化
        2.3.2 微波功率对电导率的影响
        2.3.3 溶液浓度对电导率的影响
        2.3.4 弱电解质的电导率变化规律
    2.4 微波作用下溶液电导率变化机理分析
        2.4.1 电解质溶液的微观结构
        2.4.2 电解质溶液电导理论
        2.4.3 对微波场内电导率变化的解释
    2.5. 本章小结
第3章 恒温下微波均相活化过硫酸盐降解有机物实验研究
    3.1 引言
    3.2 实验系统及实验方法
        3.2.1 实验系统的设计
        3.2.2 实验材料及实验方法
        3.2.3 分析仪器及分析方法
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 反应动力学模型的确定
        3.3.2 活化温度对降解效果的影响
        3.3.3 过硫酸钠浓度对降解效果的影响
        3.3.4 RhB浓度对降解效果的影响
        3.3.5 pH对降解效果的影响
        3.3.6 离子强度对降解效果的影响
        3.3.7 Fe²⁺浓度对降解效果的影响
    3.4 不同加热方法降解路径及机理分析
    3.5 本章小结
第4章 恒温下微波异相活化过硫酸盐降解有机物实验研究
    4.1 引言
    4.2 试验系统及实验方法
        4.2.1 实验系统与材料
        4.2.2 实验方法
        4.2.3 分析仪器与分析方法
    4.3 固体催化剂的表征
        4.3.1 比表面积（BET）分析
        4.3.2 介电特性分析
        4.3.3 量热法表征催化剂吸波性能
    4.4 实验结果与讨论
        4.4.1 不同催化剂对降解效果的影响
        4.4.2 活化温度的影响
        4.4.3 催化剂浓度的影响
        4.4.4 催化剂粒径的影响
    4.5 反应动力学过程分析
    4.6 异相活化过程降解机理分析
        4.6.1 参与反应的活性自由基分析
        4.6.2 微波与催化剂协同作用机理分析
    4.7 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 试验不足与展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的主要成果
学位论文评阅及答辩情况表


【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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硕士论文
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[3]微波耦合磁性复合材料诱导催化降解染料废水的实验研究[D]. 张苗苗.山东大学. 2017
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本文编号：3532854