微波在恒溫水溶液中的特性效應(yīng)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-12-10 15:03
微波作為一種加熱手段在食品加工、有機(jī)合成、冶金化工、能源環(huán)保等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用,究其原因,除了具有選擇性加熱、加熱迅速等特點(diǎn)外,微波輻照過程中還存在一些明顯區(qū)別于常規(guī)加熱的特性效應(yīng),比如熱點(diǎn)效應(yīng)、等離子體效應(yīng)、降能效應(yīng)等。水溶液作為多數(shù)化學(xué)反應(yīng)的載體,對(duì)其物理化學(xué)性質(zhì)的研究一直是學(xué)術(shù)界的熱點(diǎn),本文在使用冷卻介質(zhì)法和變功率法建立微波恒溫反應(yīng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,分別研究了水溶液在平衡狀態(tài)(無化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行)和非平衡狀態(tài)(有化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行)時(shí)微波輻照下各物理化學(xué)參數(shù)的變化規(guī)律,驗(yàn)證了微波作用過程中存在的特性效應(yīng)及其作用機(jī)理,為微波加熱技術(shù)更廣泛的應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。首先,在平衡狀態(tài)下實(shí)驗(yàn)研究了微波對(duì)電解質(zhì)溶液物理參數(shù)的影響,通過單因素實(shí)驗(yàn)分析了不同條件下溶液電導(dǎo)率的變化規(guī)律,研究發(fā)現(xiàn):強(qiáng)電解質(zhì)溶液在微波作用下電導(dǎo)率有升高趨勢(shì);在10℃-26℃范圍內(nèi),溫度變化對(duì)電導(dǎo)率升高幅度(相對(duì)電導(dǎo)變化率)影響不明顯;功率在增大到一定程度后不再是影響電導(dǎo)率變化的主要因素;而弱電解質(zhì)的電導(dǎo)率變化規(guī)律與強(qiáng)電解質(zhì)截然相反,比如醋酸在微波輻照下電導(dǎo)率會(huì)偏低于無外場(chǎng)的情況;陔娊赓|(zhì)溶液的微觀結(jié)構(gòu)和基本電導(dǎo)理論對(duì)微波場(chǎng)內(nèi)電導(dǎo)...
【文章來源】: 山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:96 頁
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 課題背景及意義
1.2 微波技術(shù)概述
1.2.1 微波技術(shù)基礎(chǔ)
1.2.2 微波加熱原理及特點(diǎn)
1.2.3 微波輻照過程中的特性效應(yīng)
1.2.4 特性效應(yīng)研究現(xiàn)狀
1.3 恒溫下微波對(duì)介質(zhì)的作用
1.3.1 微波作用下恒溫實(shí)現(xiàn)方式
1.3.2 恒溫下微波對(duì)水溶液的影響
1.3.3 恒溫下微波對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響
1.4 本文的研究目的及內(nèi)容
第2章 恒溫下微波對(duì)鹽溶液電導(dǎo)率影響的實(shí)驗(yàn)研究
2.1 引言
2.2 試驗(yàn)系統(tǒng)及試驗(yàn)方法
2.2.1 恒溫反應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化
2.2.2 反應(yīng)器恒溫的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
2.2.3 實(shí)驗(yàn)藥品及實(shí)驗(yàn)方法
2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
2.3.1 恒溫溫度下電導(dǎo)率的變化
2.3.2 微波功率對(duì)電導(dǎo)率的影響
2.3.3 溶液濃度對(duì)電導(dǎo)率的影響
2.3.4 弱電解質(zhì)的電導(dǎo)率變化規(guī)律
2.4 微波作用下溶液電導(dǎo)率變化機(jī)理分析
2.4.1 電解質(zhì)溶液的微觀結(jié)構(gòu)
2.4.2 電解質(zhì)溶液電導(dǎo)理論
2.4.3 對(duì)微波場(chǎng)內(nèi)電導(dǎo)率變化的解釋
2.5. 本章小結(jié)
第3章 恒溫下微波均相活化過硫酸鹽降解有機(jī)物實(shí)驗(yàn)研究
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)方法
3.2.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
3.2.2 實(shí)驗(yàn)材料及實(shí)驗(yàn)方法
3.2.3 分析儀器及分析方法
3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
3.3.1 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型的確定
3.3.2 活化溫度對(duì)降解效果的影響
3.3.3 過硫酸鈉濃度對(duì)降解效果的影響
3.3.4 RhB濃度對(duì)降解效果的影響
3.3.5 pH對(duì)降解效果的影響
3.3.6 離子強(qiáng)度對(duì)降解效果的影響
3.3.7 Fe2+濃度對(duì)降解效果的影響
3.4 不同加熱方法降解路徑及機(jī)理分析
3.5 本章小結(jié)
第4章 恒溫下微波異相活化過硫酸鹽降解有機(jī)物實(shí)驗(yàn)研究
4.1 引言
4.2 試驗(yàn)系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)方法
4.2.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與材料
4.2.2 實(shí)驗(yàn)方法
4.2.3 分析儀器與分析方法
4.3 固體催化劑的表征
4.3.1 比表面積(BET)分析
4.3.2 介電特性分析
4.3.3 量熱法表征催化劑吸波性能
4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
4.4.1 不同催化劑對(duì)降解效果的影響
4.4.2 活化溫度的影響
4.4.3 催化劑濃度的影響
4.4.4 催化劑粒徑的影響
4.5 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)過程分析
4.6 異相活化過程降解機(jī)理分析
4.6.1 參與反應(yīng)的活性自由基分析
4.6.2 微波與催化劑協(xié)同作用機(jī)理分析
4.7 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.2 試驗(yàn)不足與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間的主要成果
學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]吸波材料研究進(jìn)展 [J]. 劉元軍,趙曉明,李衛(wèi)斌. 成都紡織高等?茖W(xué)校學(xué)報(bào). 2015(03)
[2]微波技術(shù)原理及其發(fā)展與應(yīng)用 [J]. 孫鳳坤,邢澤炳. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2014(06)
[3]溫度相關(guān)的微波頻率下氯化鈉水溶液介電特性 [J]. 王豐,賈國柱,劉莉,劉鳳海,梁文海. 物理學(xué)報(bào). 2013(04)
[4]電磁波吸收材料的研究進(jìn)展 [J]. 陳雪剛,葉瑛,程繼鵬. 無機(jī)材料學(xué)報(bào). 2011(05)
[5]微波頻率下氯化鈉溶液電導(dǎo)率的非線性特性 [J]. 黃卡瑪,賈國柱,楊曉慶. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2008(01)
[6]微波作用下氯化鈉水溶液介電特性變化機(jī)理 [J]. 賈國柱,楊曉慶,黃卡瑪. 遼寧石油化工大學(xué)學(xué)報(bào). 2006(04)
[7]微波加快化學(xué)反應(yīng)中非熱效應(yīng)研究的新進(jìn)展 [J]. 黃卡瑪,楊曉慶. 自然科學(xué)進(jìn)展. 2006(03)
[8]微波的生物效應(yīng)及研究進(jìn)展 [J]. 盧恩勇,徐向民,賴聲禮. 廣州醫(yī)藥. 2005(01)
博士論文
[1]無機(jī)陰離子活化過硫酸鹽氧化降解典型有機(jī)污染物的研究[D]. 婁曉祎.東華大學(xué). 2016
[2]微波冶金加熱過程動(dòng)態(tài)仿真及優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 孫俊.昆明理工大學(xué). 2013
[3]微納結(jié)構(gòu)四氧化三鐵復(fù)合材料的制備及吸波性能研究[D]. 劉強(qiáng)春.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué). 2013
[4]微波誘導(dǎo)熱解廢舊印刷電路板(WPCB)的實(shí)驗(yàn)和機(jī)理研究[D]. 孫靜.山東大學(xué). 2012
碩士論文
[1]四氧化三鐵激活過硫酸鈉降解地下水中有機(jī)污染物的研究[D]. 張麗娜.湖南大學(xué). 2017
[2]微波加熱過程中熱點(diǎn)效應(yīng)的試驗(yàn)與模擬研究[D]. 王彪.山東大學(xué). 2017
[3]微波耦合磁性復(fù)合材料誘導(dǎo)催化降解染料廢水的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 張苗苗.山東大學(xué). 2017
[4]微波加熱水溶液及化學(xué)反應(yīng)的分子動(dòng)力學(xué)模擬研究[D]. 張一明.電子科技大學(xué). 2014
本文編號(hào):3532854
【文章來源】: 山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:96 頁
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 課題背景及意義
1.2 微波技術(shù)概述
1.2.1 微波技術(shù)基礎(chǔ)
1.2.2 微波加熱原理及特點(diǎn)
1.2.3 微波輻照過程中的特性效應(yīng)
1.2.4 特性效應(yīng)研究現(xiàn)狀
1.3 恒溫下微波對(duì)介質(zhì)的作用
1.3.1 微波作用下恒溫實(shí)現(xiàn)方式
1.3.2 恒溫下微波對(duì)水溶液的影響
1.3.3 恒溫下微波對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響
1.4 本文的研究目的及內(nèi)容
第2章 恒溫下微波對(duì)鹽溶液電導(dǎo)率影響的實(shí)驗(yàn)研究
2.1 引言
2.2 試驗(yàn)系統(tǒng)及試驗(yàn)方法
2.2.1 恒溫反應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化
2.2.2 反應(yīng)器恒溫的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
2.2.3 實(shí)驗(yàn)藥品及實(shí)驗(yàn)方法
2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
2.3.1 恒溫溫度下電導(dǎo)率的變化
2.3.2 微波功率對(duì)電導(dǎo)率的影響
2.3.3 溶液濃度對(duì)電導(dǎo)率的影響
2.3.4 弱電解質(zhì)的電導(dǎo)率變化規(guī)律
2.4 微波作用下溶液電導(dǎo)率變化機(jī)理分析
2.4.1 電解質(zhì)溶液的微觀結(jié)構(gòu)
2.4.2 電解質(zhì)溶液電導(dǎo)理論
2.4.3 對(duì)微波場(chǎng)內(nèi)電導(dǎo)率變化的解釋
2.5. 本章小結(jié)
第3章 恒溫下微波均相活化過硫酸鹽降解有機(jī)物實(shí)驗(yàn)研究
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)方法
3.2.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
3.2.2 實(shí)驗(yàn)材料及實(shí)驗(yàn)方法
3.2.3 分析儀器及分析方法
3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
3.3.1 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型的確定
3.3.2 活化溫度對(duì)降解效果的影響
3.3.3 過硫酸鈉濃度對(duì)降解效果的影響
3.3.4 RhB濃度對(duì)降解效果的影響
3.3.5 pH對(duì)降解效果的影響
3.3.6 離子強(qiáng)度對(duì)降解效果的影響
3.3.7 Fe2+濃度對(duì)降解效果的影響
3.4 不同加熱方法降解路徑及機(jī)理分析
3.5 本章小結(jié)
第4章 恒溫下微波異相活化過硫酸鹽降解有機(jī)物實(shí)驗(yàn)研究
4.1 引言
4.2 試驗(yàn)系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)方法
4.2.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與材料
4.2.2 實(shí)驗(yàn)方法
4.2.3 分析儀器與分析方法
4.3 固體催化劑的表征
4.3.1 比表面積(BET)分析
4.3.2 介電特性分析
4.3.3 量熱法表征催化劑吸波性能
4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
4.4.1 不同催化劑對(duì)降解效果的影響
4.4.2 活化溫度的影響
4.4.3 催化劑濃度的影響
4.4.4 催化劑粒徑的影響
4.5 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)過程分析
4.6 異相活化過程降解機(jī)理分析
4.6.1 參與反應(yīng)的活性自由基分析
4.6.2 微波與催化劑協(xié)同作用機(jī)理分析
4.7 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.2 試驗(yàn)不足與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間的主要成果
學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]吸波材料研究進(jìn)展 [J]. 劉元軍,趙曉明,李衛(wèi)斌. 成都紡織高等?茖W(xué)校學(xué)報(bào). 2015(03)
[2]微波技術(shù)原理及其發(fā)展與應(yīng)用 [J]. 孫鳳坤,邢澤炳. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2014(06)
[3]溫度相關(guān)的微波頻率下氯化鈉水溶液介電特性 [J]. 王豐,賈國柱,劉莉,劉鳳海,梁文海. 物理學(xué)報(bào). 2013(04)
[4]電磁波吸收材料的研究進(jìn)展 [J]. 陳雪剛,葉瑛,程繼鵬. 無機(jī)材料學(xué)報(bào). 2011(05)
[5]微波頻率下氯化鈉溶液電導(dǎo)率的非線性特性 [J]. 黃卡瑪,賈國柱,楊曉慶. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2008(01)
[6]微波作用下氯化鈉水溶液介電特性變化機(jī)理 [J]. 賈國柱,楊曉慶,黃卡瑪. 遼寧石油化工大學(xué)學(xué)報(bào). 2006(04)
[7]微波加快化學(xué)反應(yīng)中非熱效應(yīng)研究的新進(jìn)展 [J]. 黃卡瑪,楊曉慶. 自然科學(xué)進(jìn)展. 2006(03)
[8]微波的生物效應(yīng)及研究進(jìn)展 [J]. 盧恩勇,徐向民,賴聲禮. 廣州醫(yī)藥. 2005(01)
博士論文
[1]無機(jī)陰離子活化過硫酸鹽氧化降解典型有機(jī)污染物的研究[D]. 婁曉祎.東華大學(xué). 2016
[2]微波冶金加熱過程動(dòng)態(tài)仿真及優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 孫俊.昆明理工大學(xué). 2013
[3]微納結(jié)構(gòu)四氧化三鐵復(fù)合材料的制備及吸波性能研究[D]. 劉強(qiáng)春.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué). 2013
[4]微波誘導(dǎo)熱解廢舊印刷電路板(WPCB)的實(shí)驗(yàn)和機(jī)理研究[D]. 孫靜.山東大學(xué). 2012
碩士論文
[1]四氧化三鐵激活過硫酸鈉降解地下水中有機(jī)污染物的研究[D]. 張麗娜.湖南大學(xué). 2017
[2]微波加熱過程中熱點(diǎn)效應(yīng)的試驗(yàn)與模擬研究[D]. 王彪.山東大學(xué). 2017
[3]微波耦合磁性復(fù)合材料誘導(dǎo)催化降解染料廢水的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 張苗苗.山東大學(xué). 2017
[4]微波加熱水溶液及化學(xué)反應(yīng)的分子動(dòng)力學(xué)模擬研究[D]. 張一明.電子科技大學(xué). 2014
本文編號(hào):3532854
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