微波輻照對硫酸鈣結晶的影響及特殊效應研究.pdf

1、本文簡單介紹了微波加熱的特點，介紹了微波在化學化工生產過程中的應用情況，介紹微波對結晶影響的研究現狀，論述了研究微波輻照對化工生產重要單元操作——結晶過程影響的重要性和必要性，簡單介紹了非熱效應實驗研究方法和微波特殊效應的研究成果。 本文的主要研究內容和創(chuàng)新點如下： 第一，本文基于硫酸與氯化鈣反應生成硫酸鈣反應，研究了不同物理場對硫酸鈣結晶的影響，重點探討了微波對硫酸鈣結晶的影響，在相同溫升速率下，從相同初溫加熱到相同末

2、溫，微波加熱使硫酸鈣晶體形貌發(fā)生了很大改變，晶體粒度明顯變小。用X射線衍射測試了微波加熱條件下燒杯中硫酸鈣晶體，發(fā)現生成物中含有少量的半水硫酸鈣結晶物。用X射線衍射測試了微波加熱條件下由于爆裂濺落在微波爐腔體內的物質，發(fā)現該物質中含有大量的半水硫酸鈣結晶物。通過實驗測得了燒杯表面八個點的溫升曲線，發(fā)現溶液表面與燒杯壁接觸處有熱點出現，通過高能熱像儀拍得的燒杯溶液表面的照片進行了驗證。說明微波加熱和傳統(tǒng)水浴加熱既是在攪拌下，其中心點溫升曲

3、線完全一致，也難以做到處處溫升一致，在燒杯溶液表面靠近燒杯邊緣處存在熱點，這造成了微波加熱下半水硫酸鈣的生成，這應該歸屬于微波特殊效應，不應歸屬于微波非熱效應。 第二，基于硫酸鈣晶體生成反應，實驗研究了微波加熱和水浴加熱下從相同的初始溫度加熱到相同的末溫生成硫酸鈣晶體質量的差異；通過光纖溫度計記錄了加熱過程中兩種溶液中心點的溫度變化，按照溫度變化曲線，通過理論計算了不同的升溫速率下微波加熱和水浴加熱下生成硫酸鈣晶體的質量。將實際

4、反應中得到的硫酸鈣晶體質量與理論計算得到的硫酸鈣晶體質量進行了比較，其重量吻合較好，說明兩種加熱條件下從相同的初時溫度加熱到相同的末溫實際反應中得到的硫酸鈣晶體質量差異合理。證明了通過比較微波加熱和傳統(tǒng)加熱生成量的不同來判斷微波非熱效應存在是不正確的，我們不能僅僅通過初末溫比較法考察微波加熱和水浴加熱反應結果的不同來判斷非熱效應存在與否。 第三，濃度對爆裂開始時間有較大影響，在一定范圍內隨著濃度的增加，爆裂開始的時間將會縮短，即