[实用新型]一种多功能微波光化学反应装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种微波光化学反应装置，具体涉及的是一种功率连续可调的、多功能微波光化学反应装置。 

背景技术

微波是一种电磁波，其频率范围主要从300MHZ～300GHZ（即波长从1毫米～1米）。微波广泛应用于有机合成的聚合、脱水反应，无机合成，食品杀菌，分析萃取，等等，尤其是微波加热（American Ceramic Society: Westerville, OH, 1997, Vol. 80.）。其工作原理是利用微波与物质分子相互作用，通过分子极化、取向、摩擦、碰撞等作用吸收微波能从而产生热效应。由于微波加热能做到里外同时加热，因而得到了广泛的应用。2001年，Florian, D等将微波同紫外光结合进行消解反应（Anal. Chem. 2001, 73, 1515.），进一步扩大微波的应用领域。目前，微波在环境领域的研究与应用也是热点之一。孙成、张西旺、鲁晓华、Vladimír Církva、Horikoshi, S等证实微波激发无电极灯发射紫外-可见光催化技术可以较好降解孔雀石绿（J. Phys. Chem. A. 2008, 112, 11172–11177）、亚甲基蓝（J Hazard Mater. 2006, 133, 162–166）、溴酚蓝（Desalination. 2007, 214, 62–69）、阿特拉津(J Hazard Mater. 2006, 138, 187–194. J Hazard Mater. 2007, 145, 424–430. J Hazard Mater. 2009, 172, 675–684)、罗丹明B(J Environ Sci-China. 2009, 21, 268–272)、四氯酚(Sep. Purif. Technol. 2007, 58, 24–31)、五氯酚(J Hazard Mater. 2005, 124, 147–152. Chemosphere. 2005, 60, 824–827)、酸性橙(J Photoch Photobio A. 2006, 184, 26–33. J Hazard Mater. 2006, 134, 183–189. J Photoch Photobio A. 2008, 199, 311–315. J Mol Catal A-Chem. 2005, 237, 199–205)、活性艳红X-3B(Dyes Pigments. 2007, 74, 536–544)、4-硝基苯甲醚(J Photoch Photobio A. 2005, 172, 146–150)、氯乙酸(J Photoch Photobio A. 2008, 198, 13–17)、2，4-Dherbicide(J Photoch Photobio A. 2007, 189, 355–363)。该技术的主要优势是：（1）微波和紫外-可见光两种电磁场同时作用，可以改变介电加热，也可以活化了某些化学键并形成激发态物质，从而提高有机物的降解反应速率；（2）两种电磁辐射同时作用，催化剂可以更好利用无电极灯发射的紫外-可见光，提高其光利用率，因而具有更高的催化活性；（J. Photochem. Photobio. A: Chem. 2007, 189, 355–363）；（3）反应中产生的紫外-可见光光辐射密度较大，处理效率高、无选择性、无二次污染，等等。专利检索证实：付贤智设计了“微波光催化空气净化技术”（专利号1279124）净化空气污染；曾庆福等申请专利“微波—紫外光催化氧化—气浮协同处理工业废水的方法”（专利号02139046）、“微波-无极紫外光催化氧化水处理方法”（专利号02139046.0）、“一种微波无极紫外光源的发光方法及装置和应用” （专利号200810047361.6）；孙成等也申请了“微波光催化处理废水的方法与装置”（专利号CN1654338）、“微波诱导催化降解三苯甲烷类染料废水的方法”（专利号200810124786.2）。上述研究大多在改装微波炉进行多模微波光化学反应。目前，仅Horikoshi, S利用单模微波耦合汞灯发射的紫外-可见光催化降解有毒物。例如：对比研究单模微波辅助P25-TiO₂光催化降解罗丹明B、双酚A、4-氯酚过程及其影响因素(Environ. Sci. Technol. 2002, 36, 1357-1366. J. Photochem. Photobio. A: Chem. 2004, 162, 33–40. J. Phys. Chem. C. 2009, 113, 5649–5657. J. Photochem. Photobio. A: Chem. 2008, 196, 159–164. Environ. Sci. Technol. 2003, 37, 5813- 5822.)，等等。