活性炭微波加热制备装置的仿真设计

活性炭在石化、电力、化工、临床医疗、环保等多个行业中广泛应用,其市场需求量也与日俱增.研究表明,相对于传统方法,微波法制备的活性炭具有孔隙结构更发达,比表面积更大,孔隙结构分布更均匀等优势.然而,这些研究都局限于实验室层面,现有的微波加热装置普遍存在热点、热失控和加热效率低下等问题.这严重限制了微波能在活性炭工业制备中的大规模应用.针对上述问题,本文以国内大量存在的竹子为研究对象,提出了一种可用于活性炭制备的微波均匀加热装置设计方案.通过多物理场仿真计算,以原材料的受热均匀性及装置的能量馈入率为考核标准,采用参数扫描分析的方法对装置参数进行了优化,得到了S11参数为-26.81dB,温度场的变异系数为0.2834的加热装置.此外,本文还结合参数扫描过程以及不同算法的运用,验证了该仿真计算的鲁棒性和准确性.该文章的工作对当前的活性炭工业制备装置的设计具有重要指导意义.     

季铵碱水溶液中微波辅助制备纳米ZnO

以四丁基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵和四甲基氢氧化铵等季铵碱水溶液为反应体系,Zn(Ac2)和NaOH为原料,微波辅助制备了球状、圆片状、细长薄片状及多脚状等纳米ZnO;对样品进行了XRD和SEM表征,分析了微波辅助下纳米ZnO的可能生长过程.结果表明:季铵阳离子能有效屏蔽晶核;季铵碱浓度越高,OH-浓度越高,或者前驱体Zn(OH)42-浓度越低,则样品粒径越小且越趋于球状.     

微波辅助萃取的微波吸收系数与吸收功率密度

微波吸收系数和吸收功率密度是反映微波辅助萃取效率的两个重要参量,前者代表了溶液对微波能的整体吸收比率,后者代表了溶液中某一点处微波能转化为热能的强度.文中根据微波在介质中的传播规律,导出了微波吸收系数与溶液复介电常数间的关系式;并以微波与物质相互作用的基本原理为基础,导出了微波吸收功率密度与物质复介电常数以及空间位置间的量化关系式.所得结论可为微波辅助萃取中溶剂的选择以及特定溶剂中微波频率的选择提供理论参考.     

应用密闭微波辅助提取技术提取玄参中玄参苷

应用密闭微波辅助提取法提取玄参中有效成分玄参苷，考察了微波提取条件（包括溶剂、样品粒径、提取时间、固-液质量体积比和提取次数等）对玄参中提取玄参苷收率的影响，结果表明：溶剂为70％乙醇，玄参的粒径为180目，提取时间为10min，料液比为1：20及提取次数为2次时，玄参苷的提取率最佳。并且与常压微波辅助提取法、超声波提取法及索氏提取法进行了比较，本法具有快速、高效、绿色环保的优点。     

微波辅助催化合成肉桂酸环己酯工艺的研究

以肉桂酸和环己醇为原料,微波辅助催化合成肉桂酸环己酯。通过单因素实验和正交试验考察了催化剂种类、催化剂用量、肉桂酸与环己醇物质的量比、微波功率、微波时间对肉桂酸环己酯产率的影响。实验结果表明,合成肉桂酸环己酯最佳条件为:肉桂酸与环己醇物质的量比1∶4,以硫酸氢钠为催化剂,其用量为0.5 g,微波功率为600 W,微波时间为15 min,肉桂酸环己酯产率可达到96.5%。该工艺操作简单,反应条件温和,节约时间,产品纯度高,是一种高效环保的合成工艺。     

响应面法优化微波辅助提取紫苏中迷迭香酸

采用微波辅助提取紫苏叶中迷迭香酸,通过响应面分析对提取工艺进行优化,得出较优工艺条件为微波功率560 W,处理时间为4.5 min,料液比为1∶33(每33 mL溶液中含有1 g物料),迷迭香酸产率为2.55 g/mg.通过对微波辅助提取和常规提取工艺的比较,可以得出利用微波辅助提取紫苏叶中迷迭香酸的工艺是可行的.     

微波辅助碳热还原法制备碳化硅粉体

基于碳热还原法制备碳化硅的原理,针对该方法合成成本高,反应时间长,所用设备昂贵,合成条件苛刻等缺陷．利用微波的良好加热性能,采用微波辅助碳热还原法制取碳化硅粉体．经实验表明,最优条件为：锌粉作催化剂,碳硅原子比为4：1,微波功率800W,微波时间30min．该方法制备的碳化硅为3C—SiC晶型,晶粒粒径相对较小．微波辅助碳热还原法具有成本低、产量大、反应时间短、尺寸相对较小,具有工业化应用的前景．     

单纯形法优化花生根中白藜芦醇的微波提取工艺

采用微波提取与分子荧光分析技术．探索正交试验与改进单纯形试验设计相结合优化花生根中白藜芦醇的微波提取工艺．通过L9（3^4）正交试验考察料液比、微波功率、乙醇溶剂浓度以及微波提取时间等因素对白藜芦醇提取效果的影响．再采用改进单纯形试验进一步优化提取工艺．研究表明：结合正交试验与改进单纯形法提取花生根中白藜芦醇的最佳工艺条件为料液比1：15（g·mL^-1）,微波功率中高火,微波时间5min,乙醇浓度68％．在最佳工艺条件下白藜芦醇的平均提取率为0．1515％,与单纯采用正交试验最优提取条件相比白藜芦醇的提取率提高了24．30％,有效地实现了花生根中白藜芦醇的最佳提取效果．     

微波辅助萃取-分光光度法测定加拿大一枝黄花中总黄酮

采用微波辅助萃取,以分光光度法测定加拿大一枝黄花中黄酮类化合物的含量。并通过单因素实验和正交试验优化溶剂浓度、液固比、微波功率和微波辐射时间等微波提取条件,确定了微波辅助萃取法提取加拿大一枝黄花中黄酮类化合物的最佳条件为:乙醇浓度50%,液固比40:1,微波功率700W,微波辐射时间20min。在上述最优条件下进行了精密度和回收率实验,相对标准偏差为1.68%(n=5),回收率在97.6%～101.0%之间。利用最佳提取工艺对加拿大一枝黄花根、茎、叶和花中总黄酮含量进行比较,结果表明叶中黄酮类化合物的含量最高;与传统的索式提取法和超声波提取法相比,微波辅助萃取法具有提取效率高、操作简便、经济可靠等优点。     

微波条件下抽提煤的实验研究

在微波辅助下,以神府煤为研究对象,四氢呋喃、乙醇、甲醇为溶剂,考察了抽提温度、时间、溶剂量及煤粒度对抽提率的影响,结果显示:上述3种沸点不同的溶剂抽提率达到其最佳值所需要的溶剂量及煤粒度相差不大但抽提温度有所不同;同时探讨了以四氢呋喃、丙酮、N,N-二甲基乙酰胺为溶剂,对不同变质程度煤的微波辅助抽提效果,结果是变质程度相似的煤在相同抽提条件下抽提率不同。运用红外光谱现代分析技术,对神府脱灰煤和溶剂抽提后的残煤进行结构对比分析,结果表明抽提并没有破坏煤的大分子结构。