第一节 微波消解和微波辅助萃取的定义 及作用原理
而微波加热是一个内部加热过程，它不同 于普通的外加热方式将热量由外向内传递， 而是同时直接作用于内部和外部的介质分子， 使整个物料被同时加热，即为“体加热”过 程，从而可克服传统的传导式加热方式所存 在的温度上升较慢的缺陷。
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反射微波的物质是金属类物质，微故接触到 这些物质时发生反射，根据一定的几何形状， 这些物质可把微波传输、聚焦或限制在一定 的范围内
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热量损失大， 速度慢
体积加热、速度 快、局部过热
对流加热 传导加热
传统加热示意图
微波加热 微波加热示意图
图 1 两种加热方式的比较
➢ 微波消解
在微波能的作用下，破坏样品中 目标组分的初始形态，而使其以无机 离子最高或较高价态的形式萃取出来， 这种技术叫微波消解技术
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➢ 微波萃取技术（microwave digestion MD）
在微波能的作用下，选择性的将样品中 的目标组分以其初始形态的形式萃取出来的 技术。
湿 物 料 5 频微率波为，能24穿.5透亿食次物的达微5波cm。深这，种并肉使眼食看物不中见的的
水分子也随之运动，剧烈的运动产生了大量 的热能，于是食物"煮"熟了。这就是微波炉 加热的原理
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微波最早应用于通讯和军事，是一种 波长为1mm～1m的非电离的电磁波,被辐 射物质的极性分子在微波电磁场中快速转 向,并定向排列，从而产生撕裂和相互摩擦 而引起发热，同时可保证能量的快速传递 和充分利用。
微波消解技术主要应用于元素总量分析， 而微波辅助萃取技术主要应用于有机污染物 的分析和有机金属化合物的形态分析
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微波炉的工作原理
31-搅拌器；2-磁控管； 3-反射板；4-腔体；
5-塑料盘
4 微波炉的心脏是磁控管。这个叫磁控管的电
子管是个微波发生器，它能产生每秒钟振动
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②微波所产生的电磁场，可加速被萃取 组分的分子由固体内部向固液界面扩散的 速率。例如，以水作溶剂时，在微波场的 作用下，水分子由高速转动状态转变为激 发态，这是一种高能量的不稳定状态。
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当被提取物和溶剂共处于快速振动的微 波电磁场中时，目标组分的分子在高频电磁 波的作用下，以每秒数十亿次的高速振动产 生热能，使分子本身获得巨大的能量而得以 挣脱周围环境的束缚。当环境存在一定的浓 度差时，即可在非常短的时间内实现分子自 内向外的迁移，这就是微波可在短时间内达 到提取目的的原因。
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微波萃取主要是利用微波强烈的热效应， 但微波加热方式不同于传统的加热方式。在 传统的加热方式中，容器壁大多由热的不良 导体制成，热由器壁传导至溶液内部需要一 定的时间；此外，液体表面气化而引起的对 流传热将形成自内而外的温度梯度，因而仅 一小部分液体与外界温度相当。
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微波萃取的机理可从三个方面来分析。①微 波辐射过程是高频电磁波穿透萃取介质到达物 料内部过程。由于吸收了微波能,物料内部的温 度将迅速上升,从而使萃取物的压力超过物料所 能承受的能力,结果使萃取物从物料中自由流出, 并在较低的温度下溶解于萃取介质中。通过进 一步的过滤和分离，即可获得所需的萃取物。
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微波萃取指在目标化合物的提取过程中(或 提取的前处理)加入微波场，利用微波场的特 点来强化有效成分浸出的新型提取技术。利用 吸收微波能力的差异可使基体物质的某些区域 或萃取体系中的某些组分被选择性加热，从而 使被萃取物质从基体或体系中分离出来，进入 到介电常数较小、微波吸收能力相对较差的萃 取剂中。
微波消解和微波辅助萃取技术
授课人：刘文莉
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➢ 微波
微波是一种电磁波，以直线方式 传播，并具有反射、折射、衍射等光 学特性。微波遇到金属物质会被反射， 但遇到非金属物质则能穿透或被吸收。 微波的电场频率介于 300MHz~300GHz之间，常用的微波 频率为2450MHZ。
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1986年，匈牙利学者Ganzler K首先提出利 用微波进行萃取的方法。在微波萃取过程中， 高频电磁波穿透萃取介质，到达被萃取物料的 内部，微波能迅速转化为热能而使细胞内部的 温度快速上升。当细胞内部的压力超过细胞的 承受能力时,细胞就会破裂,有效成分即从胞内 流出，并在较低的温度下溶解于萃取介质，再 通过进一步过滤分离，即可获得被萃取组分。
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微波是一种非电离的电磁辐射，被辐 射物质的极性分子在微波电磁场中可快速 转向并定向排列，由此产生的撕裂和相互 摩擦将引起物质发热，即将电能转化为热 能，从而产生强烈的热效应。因此，微波 加热过程实质上是介质分子获得微波能并 转化为热能的过程。
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➢ 根据物质与徽波作用的特点，可把物质大 致分为吸收微波、反射微波和透过微波三 种物质
➢ 吸收微波的物质是可以把微波转化为热能 的物质，如水，乙醇、酸、碱和盐类，这 些物质吸收微波后，使自身温度升高，并 使共存的其他物质定义 及作用原理
透过微波的物质是很少吸收微波能的物质， 从分子结构特性上讲是一些非极性物质，如 烷烃，聚乙烯等，傲波穿过这些物质时，其 能量几乎投有损失；
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微波萃取离不开合适的溶剂，因此微波 萃取可作为溶剂提取的辅助措施。溶剂提取 法是根据目标化合物在溶剂中的溶解性能差 异，选用对目标化合物溶解度大，而对基体 溶解度小的溶剂，将目标化合物从基体内提 取出来。采用微波协助提取，可使溶剂提取 过程更为有效。