多通道智能微波消解装置CYWB-4具有以下技术参数:
型号:CYWB-4
主机参数:
- 电源:220-240VAC50/60Hz8A;
- 微波频率:专业微波源/2450MHz;
- 微波输出功率:0~1600W自动连续可调;
- 微波输出特性:微波非脉冲连续自动变频控制,0~自动输出;
- 微波腔体:52L,316级全不锈钢腔体,6层防腐耐高温特氟龙涂层;
- 排风和冷却系统:炉腔配备大功率排风系统,炉腔通风采用耐酸蚀,大风量离心式风机;
控制系统参数:
- 控制方式:触摸屏设计,8寸TFT-LED(800X480彩)大屏幕显示;
- 温度控制范围:0~300℃;
- 压力控制范围:0~6MPa,0~10MPa,0~15MPa可选;
反应罐参数:
- 温度可达300℃以上,压力可达1500psi;
微波消解仪工作原理是将试样置于消解罐中,加入水和酸,通过微波加热使样品温度急剧上升。与电炉加热相比,微波加热速度更快,加热更均匀。
微波消解仪的特性之一是体加热功能,微波可以穿入试液的内部,在不同深度产生热效应,加热更快速更均匀。微波加热大大缩短了加热时间,比传统加热方式更快更高效。
例如,氧化物或硫化物在微波(2450MHz、800W)作用下,只需1分钟就能达到数百摄氏度的温度。
另外,1.5克的二氧化锰在650W的微波加热下,1分钟就可升温到920K,显示出升温速率之快。
传统的加热方式(热辐射、传导与对流)中,热能的利用效率较低,许多热量散发到周围环境中,而微波加热直接对物质内部起作用,因此提高了能源利用率。
微波加热会出现过热现象(即高于沸点温度)。电炉加热时,热能是从外部通过器壁传导到试样内部,容易在器壁表面产生气泡,这样不容易出现过热现象,温度保持在沸点上,因为气化需要吸收大量热量。
而在微波场中,能量在体系内部直接转化,由于内部缺乏形成气泡的“核心”,因此对一些低沸点的试剂在密闭容器中,容易出现过热现象,可见密闭溶样罐中的试剂能提供更高温度,有利于试样的消化。
总之,加热速率和消解速率的快慢不仅与微波功率有关,还与试验样品的组成、浓度以及所用试剂即酸的种类和用量有关。所以在较短的时间内消解试样,应选择适当的酸、微波功率和时间。
为了确认选择哪种微波消解仪要根据测试样品的类型,按照微波消解仪的承受压力范围,一般分为超高压、高压、中压微波消解仪。难消解的样品如塑料、涂料等,应选择超高压微波消解仪,否则会出现消解不完全或损坏仪器的情况。
其次根据每批处理的样品数量选取,批处理1-6个、1-8个、1-12个、1-20个、1-40个,价格也有5万到25万不等的范围。目前20位以上的高通量微波消解仪已经被广泛认可。
再者,根据温度监测控制方式分为主控罐模式和全罐温度监控模式,目前大部分高通量微波消解仪采用全罐监控模式,只有部分批处理量在10个以下的微波消解仪采用主控罐模式。
将0.2克至1.0克的试样放入消解罐中,加入约2mL的水,再加入适量的酸。一般选用HNO3、HCl、HF、H2O2等,盖紧罐盖后放入微波炉。随着微波通过试样,极性分子随着微波频率的快速变化而转换取向。2450MHz的微波,使分子每秒内转换方向24.5亿次,导致分子摩擦碰撞,总能量上升,试样温度迅速升高。
为避免民用微波对无线电通讯、广播、电视、雷达等造成干扰,国际上规定民用微波频率为2450MHz。因此,国际通用的微波消解仪基本使用这个频率,工业和家用微波消解仪也都在这个范围内。
了解微波特性,可知哪些物质吸收微波?哪些物质反射微波?哪些物质对微波没有影响?
(1)吸收微波的物质
含极性分子的物质会吸收微波(即损耗因子大的物质),如水、酸等。这些分子具有偶极矩,微波频率下极性分子迅速转换取向,相互碰撞摩擦,吸收微波能量升温。食物中含水较多,水为强极性分子,因此可以在微波炉中加热。
(2)反射微波的物质
金属不吸收微波,只会反射。如铜、铁、铝等。微波炉内壁采用金属(不锈钢板)来反射作用于加热物质,不可使用金属容器放入微波炉中,反射的微波对磁控管有损害。
(3)穿透微波的物质
绝缘体可穿透微波,几乎不吸收微波能量。如玻璃、陶瓷、塑料(聚乙烯、聚苯乙烯)、聚四氟乙烯、石英、纸张等对微波透明,微波可以穿透向前传播。这些物质不吸收或少吸收微波能量,吸收与物质的复介电常数有关,损耗因子大,吸收能力强。家用微波炉容器大多为塑料制品,微波密闭消解溶样罐材料为聚四氟乙烯、工程塑料等。
微波消解仪与电炉相比,加热速度更快,具有两个独特功能。
(1)全体加热功能
电炉通过辐射、对流和传导传送热量,通过器壁加热试样。微波加热是一种直接的全体加热方式,微波能够渗透至试液内部,产生热效应更快更均匀。加热时间大大缩短,效率高速。
微波加热比传统方式更快速更有效。例如,微波(2450MHz、800W)加热下,氧化物或硫化物在1分钟内可被加热至数百摄氏度。另外,二氧化锰1.5克在650W微波加热1分钟可升温至920K,升温速率极快。
传统加热方式(热辐射、传导和对流)中,热能利用率较低,许多热量散发到周围环境中,而微波加热直接穿透物质内部,提高了能量利用率。
过热现象是存在的。
在微波加热中,能量在体系内部直接转化,导致一些低沸点试剂在密闭容器中出现过热现象。因此,在密闭容器中,试剂可提供更高温度,有助于试样消解。
加热速度和消解速度与微波功率、试样组成、浓度以及所用试剂种类和用量相关。选择合适的酸、微波功率和时间,可在短时间内完全消解试样。
根据测试样品类型选择合适的微波消解仪,考虑微波消解仪的耐受压力范围,可分为超高压、高压和中压微波消解仪。对于难消解样品如塑料、涂料等,需选择超高压微波消解仪,以避免消解失败或损坏仪器。
川一仪器 多通道智能微波消解装置CYWB-4微波消解, CYWB-4
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