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公司新聞
微波消解儀的應用領域
2023-08-26IP屬地 湖北34

  稱取0.2克-1.0克的試樣置于消解罐中,加入約2mI的水,加入適量的酸。通常是選用硝酸、鹽酸、氫氟酸、過氧化氫等,把罐蓋好,放入爐中。當微波通過試樣時,極性分子隨微波頻率快速變換取向,2450兆赫的微波,分子每秒鐘變換方向2.45×109次,分子來回轉動,與周圍分子相互碰撞摩擦,分子的總能量增加,使試樣溫度急劇上升。

  摘要

  為防止民用微波功率對無線電通信、廣播、電視和雷達的干擾,工業、科研、醫療和家庭使用的民用微波頻率為2450MHz。所以國際上微波消化器使用的頻率基本都是2450MHz,工業微波消化器和家用微波爐基本都在這個Hz范圍內。

  我們來了解一下微波的特性,這樣就可以知道什么物質吸收微波。什么物質反射微波?什么物質對微波沒有影響?

  (1)吸收微波的物質

  有極性分子的材料會吸收微波(損耗因子大的材料),如水、酸等。它們的分子具有偶極矩(即分子的正負電荷中心不重合)。在微波場中,極性分子迅速改變取向,以微波的頻率來回旋轉,使分子相互碰撞摩擦,吸收微波的能量,使溫度升高。我們吃的食物含有水,水是一種強極性分子,所以可以用微波爐加熱。

  (2)反射微波的物質

  金屬材料不吸收微波,只是反射微波。例如銅、鐵、鋁等。金屬(不銹鋼板)作為微波爐的爐膛,在加熱物質上來回反射。你不能用金屬容器把它放進微波爐。反射的微波對磁控管有害。

  (3)穿透微波的物質

  絕緣體可以穿透微波,幾乎不吸收微波的能量。如玻璃、陶瓷、塑料(聚乙烯、聚苯乙烯)、聚四氟乙烯、應時、紙等。,它們對微波是透明的,微波可以穿透它們向前傳播。這些物質都不會吸收微波的能量,或者吸收微波很少。物質吸收微波的強度本質上與其復介電常數有關,即損耗因子越大,微波吸收能力越強[2]。家用微波爐容器多為塑料制品。微波密封消解罐使用的材料有聚四氟乙烯、工程塑料等。

  操作原理

  稱取0.2g-1.0g樣品,置于消解罐中,加入約2mL水和適量酸。通常選擇,,,等。,蓋上罐子,放進爐子里。當微波穿過樣品時,極性分子會隨著微波頻率快速改變取向。在2450MHz的微波下,分子以每秒2.45×109次的速度改變方向,分子來回旋轉,與周圍的分子發生碰撞和摩擦,分子的總能量增加,使樣品溫度急劇上升。同時,帶電粒子(離子、水合離子等。)在電場力的作用下來回移動,同時也與相鄰分子發生碰撞,使樣品溫度升高。

  特點

  與普通電爐加熱相比,微波消解儀不僅加熱速度快,還具有以下兩個獨特的功能。

  (1)身體加熱功能

  電爐加熱時,能量通過熱輻射、對流和熱傳導傳遞,熱量通過爐壁由外向內傳遞給樣品,樣品通過熱傳導加熱。微波加熱是一種直接的整體加熱方法。微波可以穿透到試液內部,在樣品的不同深度產生熱效應,不僅加熱更快,而且更均勻。加熱時間大大縮短,比傳統加熱方式更快更高效。比如在微波(2450MHz,800W)的作用下,可以在1分鐘內將氧化物或硫化物加熱到幾百攝氏度。再比如1.5克二氧化錳在650W微波加熱1min就能加熱到920K,可見加熱速度之快。在傳統的加熱方法(輻射、傳導和對流)中, 熱能利用率低,大量熱量輻射到周圍環境,而微波加熱直接作用于材料內部,提高了能量利用率。

  (2)有過熱現象。

  微波加熱也會過熱(即高于沸點溫度)。電爐加熱時,熱量通過墻體由外向內傳導到樣品,墻體表面容易形成氣泡,所以不容易發生過熱,溫度保持在沸點,因為氣化會吸收大量的熱量。但在微波領域,“加熱”方式不同,能量直接在系統內部轉換。由于體系中沒有形成氣泡的“核心”,一些低沸點的試劑在密閉容器中容易過熱??梢钥闯?,密閉溶樣罐中的試劑可以提供較高的溫度,有利于樣品的消化。

  從上面的討論可以看出,加熱消解的速度不僅與微波的功率有關,還與樣品的成分和濃度以及所用試劑的種類和用量有關。要在短時間內消化樣品,應選擇合適的酸、微波功率和時間。

  如何選擇合適的微波消化器?

  首先,根據測試樣品的類型,確認選擇哪種微波爐。根據微波消解器的耐壓范圍,一般分為超高壓、高壓和中壓微波消解器。一般難消化的樣品,如塑料、涂料等,都要用超高壓微波消化,否則儀器不會被消化或損壞。

  其次,根據每批樣品數量,選取1-6批、1-8批、1-12批、1-20批、1-40批。價格也從5萬到25萬不等。目前,20比特以上的高通量微波消化器已被普遍認可。

  再次,根據溫度監測控制模式,可分為主控罐模式和全罐溫度監測模式。目前大部分高通量的微波消解器采用全罐監控模式,只有部分批號小于10的微波消解器采用主控罐模式。

  應用領域

  微波消解儀主要用于檢測重金屬元素和有害元素,如鉻、鎘、汞、砷、鉛等。

  主要應用領域有:

  (1)環境,包括大氣、土壤、水等。

  (2)食品,包括乳制品、糧油、飲料、茶葉等。

  (3)其他領域,如涂料、塑料、玩具等。

  樣品消化方法

  1、食物樣品消化:

  (1)將消化器移入廚房,加熱至120℃。

  (2)吸取1-10.0ml液體樣品(如白酒、純凈水、天然水等。)(將樣品放入消化管中,加入三顆玻璃珠),將消化管放入消化器中,在120℃加熱至近干,加入1.0ml(消化液在240℃消化至近干,取下冷卻,定容測量)。

  (3)稱取0.500-1.000克一般食物(如酒、飲料、水果糖、顆粒、面制食品、粥等。)放入消化管中,加入三顆玻璃珠,加入10.0ml消化液,將消化管放入消化器中在160℃消化約1-3小時)至消化液澄清,在240℃恒溫消化。

  (4)含大量油脂和沉淀物的食品(如肉食品,香腸,豆油,奶粉,奶糖,巧克力等)稱取0.300-0.500克樣品至消化管中加入三粒玻璃珠,加入10毫升消化液,將消化管放入消解儀上160℃消化3h,如果溶液已澄清240℃恒溫消解至近干,取下放冷,定容至體積進行測定。

  2、水樣消解:

  1.00-10.0毫升樣品至消化管中,加入三粒玻璃珠,將消化管放入消解儀上120℃加熱至近干,加入消化劑(清潔水加入0.50毫升消化劑,污水加入2ml消化劑)240℃恒溫消解至近干取下放冷,定容體積進行測定。

  3、發樣消解:

  稱取0.200克樣品至消化管中加入三粒玻璃珠加入5.0毫升消化液于消解儀上160℃消化30分鐘240℃恒溫消解至近干,取下放冷,定容至體積進行測定。

  4、化妝品消解:

  取0.100-0.200克化妝品至消化管中,加入三粒玻璃珠加入5-10毫升消化液,160℃消化1-2小時至溶液澄清240℃恒溫消解至近干,取下放冷,定容體積進行測定。[2]

 
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