微波辐射固化原理
如前所述,微波辐射可以使用材料温度升高,因此,直观来看,微波辐射固化的原理就是利用微波辐射产生热量,使温度升高而发生固化反应。这就是所谓的微波“致热效应”。相对于常规的加热方式,微波是一种内加热,具有加热速度快、温度均匀、无滞后效应等特点,因此能加快固化速度。也有观点认为,微波对化学反应作用非常复杂的,一方面使是反应物分子吸收了微波能量,提高了分子运动速度,致使分子运动杂乱无章,导致熵的增加;另一方面微波对极性分子的作用,迫使其按照电磁场作用方式运动,导致了熵的减少。因此,微波对化学反应的作用激烈时不能仅用微波致热效应来描述的。微波除了具有热效应外,还存在一种不是温度引起的非热效应。微波作用下的**反应,改变了反应动力学,减低了反应活化能,甚至有学者认为微波非热效应对反应的加速作用可能起了决定作用,微波降低了反应的活化能。
微波催化氧化技术的发展
微波技术
微波是指波长在0.001~1m,朝阳微波干燥,即频率大约在300MHz~300 GHz范围内的电磁波。其仅对液体中的极性分子起作用,带式粉体微波干燥机,它的电磁场可使极性分子产生高速旋转进而产生热效应,同时改变体系的热力学参数,新型纸袋微波干燥机,降低反应的活化能和分子的化学键强度等。微波加热的特点之一是可在不同深度同时产生热,这种加热有别于传统的加热方式;其二,微波具有非热效应的特点,即在微波场中,剧烈的极性分子震荡,能使化学键断裂。湿式催化氧化技术 济南越弘微波
在20世纪70年代左右,液体乳胶微波干燥机,国外学者对湿式氧化法(WAO)进行了改进,从而得到一种新的方法———湿式催化氧化法(WCAO)。WCAO是在高温(123~320℃)、高压(0.5~10MPa)和催化剂(氧化物、贵金属等)存在的条件下,将**物和NH3-N分别氧化分解成CO2、N2和H2O等无害物质,达到净化的目的〔21〕。催化剂的加入可以降低反应的活化能,使得反应可以在较温和、较短时间内完成〔22〕。发达国家对WCAO早已有了工业化的应用,相关的研究报道也很多,其主要应用于含氰废水、煤气化废水、造纸黑液以及城市污泥及垃圾渗滤液处理。但国内在这方面的研究近年来才开始慢慢得到人们的重视,如蒋展鹏等研究了VC制药废水的催化湿式氧化技术等。与传统的WAO相比,WCAO有几个优点:(1)催化剂的加入,得以降低反应的条件;
(2)可氧化多种物质,从而比较容易提高污水或垃圾渗滤液的可生化性;(3)在调试运行转入正轨以后,抗负荷能力强,处理后的水质受污水或垃圾渗滤液的
水质影响较低;(4)可以除臭脱色,污水可以回用,尾气不含刺激性强的有毒物质.(5)此体系设备紧凑,占地面积小。但WCAO也有较多缺点,较主要的有以下几点:
(1)与WAO相比,催化剂的加入带来诸多不便,催化剂易中毒,失去活性,回收催化
剂比较困难,导致二次污染的生成;(2)催化剂中存在活性组分的流失、烧结及载体表面积缩小等问题;(3)由于催化剂的易损失和催化剂的价格昂贵,使得处理成本高。