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微波合成中的熱效應(yīng)與非熱效應(yīng)
提到微波，普通人首先想到的是家用微波爐大幅拓展，
方便快捷發行速度，安全高效，
分分鐘契合大城市超快的生活節(jié)奏與時俱進。
微波無火性能，它是怎樣使物質(zhì)加熱的呢？
這還得看看微波的原理綜合運用。
微波化學(xué)反應(yīng)機(jī)理
微波輻射是一種頻率范圍為0.3-300 GHz的電磁輻射供給， 相應(yīng)的波長為1 cm-1 (見圖2.1)。所有家用“廚房”微波爐和所有化學(xué)合成使用的商業(yè)微波反應(yīng)器實事求是，其工作頻率均為2.45GHz(對應(yīng)的波長為12.25cm)重要的意義。
偶極極化：極性分子在交變電場中發(fā)生震蕩時，產(chǎn)生熱量等多個領域。
離子傳導(dǎo)：樣品中溶解的帶電粒子(通常為離子)在微波場的影響下前后震蕩再獲， 與其臨近的分子或原子碰撞。產(chǎn)生熱量應用擴展。
通過計算得知體驗區，微波輻射的能力遠(yuǎn)不足以斷開分子中的共價鍵。所以顯而易見發揮效力，微波不能夠通過電磁波能的直接吸收來“誘發(fā)”化學(xué)反應(yīng)新格局。切斷分子鍵，從而引起化學(xué)反應(yīng)安全鏈，只能由更高能量的輻射(比如紫外和可見光=>光化學(xué))所引發(fā)顯示。
微波輻射卻有特殊的熱效應(yīng)， 這對化學(xué)合成十分有利真正做到，微波對化學(xué)反應(yīng)的效應(yīng)主要有三點(diǎn)：
1科普活動、熱效應(yīng)
即化學(xué)反應(yīng)速度的提升，需要依靠單純的熱/ 動力學(xué)強化意識，通過在微波場內(nèi)進(jìn)行極性物質(zhì)的照射長期間， 能夠迅速地提升反應(yīng)溫度， 為各項(xiàng)化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行提供便利的條件現場， 縮短化學(xué)反應(yīng)的時間高端化。也就是阿侖尼烏斯公式中溫度的變化！
例如：苯并咪唑類化合物的合成，這個在室溫下需要近9周的反應(yīng)提單產，在270℃下僅需要1s即可完成反應(yīng)深入實施。但并不是所有的反應(yīng)都可以無限制升溫的，升溫的同時需要保障沒有更多副產(chǎn)物的產(chǎn)生發展空間。
2效果、特殊微波效應(yīng)
由于物料分布，加熱的選擇性連日來，加熱特點(diǎn)等所造成的溫度分布差異快速融入，引起的化學(xué)反應(yīng)的特殊情況認為。其本質(zhì)上系統，仍然是溫度變化引起的，但是這個溫度變化很難被監(jiān)測到重要意義。其形成主要有以下幾點(diǎn)：
2.1 常壓下溶劑的過熱交流等，即常壓下溶劑過熱；
2.2 選擇性加熱規劃，例如提高，強(qiáng)微波吸收在低極性反應(yīng)介質(zhì)中的多相催化劑或試劑(以及雙相或多相液體/液體系統(tǒng)的差異/選擇性加熱所產(chǎn)生的影響)；
例如：金屬催化劑存在的反應(yīng)進入當下。
在微波中的產(chǎn)率明顯高于油浴紮實，并隨著微波功率的增加，產(chǎn)率進(jìn)一步增加重要作用。被認(rèn)為微波中存在某種特殊的效應(yīng)等地。但是實(shí)際上確是由于微波使金屬顆粒放電導(dǎo)致局部溫度高，從而使反應(yīng)速度加快尤為突出。如果無限制增加功率將會導(dǎo)致溶液碳化規定，而得不到任何的產(chǎn)物。
2.3通過微波能量與均勻溶液中特定試劑的直接耦合形成“分子輻射體”(微觀熱點(diǎn))空間載體；
2.4消除了倒置溫度引起的壁效應(yīng)
例如：有離子液參與的反應(yīng)高質量，離子液具有*的微波吸收性能，因此可以快速吸收微波重要組成部分，從而形成倒置的溫度梯度流程。然而微波合成儀器使用較多的溫度控制方式則是紅外控制，無法檢測內(nèi)部快讀的溫度變化勃勃生機，因此內(nèi)部反應(yīng)的實(shí)際溫度要比設(shè)備控制的溫度高的多上高質量。從而引起儀器測量不準(zhǔn)導(dǎo)致的回收率增加。
因此需要使用插入時溫度計來控制快速的溫度變化
3廣度和深度、非熱微波效應(yīng)
即不能夠通過單純的反應(yīng)溫度來解釋微波對化學(xué)轉(zhuǎn)化率的提高深入交流，而是由于電場與反應(yīng)物質(zhì)的直接作用引起的。我們已經(jīng)解釋過，微波輻射的能力由于太弱臺上與臺下，并不能夠直接切斷分子鍵用的舒心。因此可以肯定，微波并不能夠被試劑直接吸收集聚效應，而所謂的非熱微波效應(yīng)也不大可能出現(xiàn)集成。
盡管如此，仍然有許多的文章發(fā)表非熱微波效應(yīng)的觀點(diǎn)互動講。主要有兩大類穩定性。
宏觀上，例如微波場是電磁場過程中，那么就有可能改變某些磁性反應(yīng)物去突破，如納米四氧化三鐵，在溶液中的狀態(tài)達到；微波雖然不能加熱高分子智能設備，但是卻可以使某些高分子的嵌段在磁場中發(fā)生震蕩。從而改變反應(yīng)的動力學(xué)結(jié)果蓬勃發展。
微觀上技術特點，微波雖然不能夠斷開一個完整的化學(xué)鍵，但是它可以在舊鍵斷裂發展邏輯、新鍵生成的過程中起作用凝聚力量。因此，在化學(xué)鍵形成過程中聽得進，有些化學(xué)鍵可以被大大的削弱新的力量，他們有可能在微波作用下斷裂。
但是目前許多文章中的觀點(diǎn)經(jīng)不起推敲更多可能性， 其中絕大多數(shù)是由于不準(zhǔn)確的溫度監(jiān)控所引起的去創新。時至今日，在科學(xué)共同體中緊迫性，對于非熱微波效應(yīng)對于化學(xué)反應(yīng)的影響的爭論仍然在繼續(xù)結構。
Cantillo D , Moghaddam M M , Kappe C O . Hydrazine-mediated reduction of nitro and azide functionalities catalyzed by highly active and reusable magnetic iron oxide nanocrystals.[J]. Journal of Organic Chemistry, 2013, 44(34):no-no.
Damm M , Glasnov T N , Kappe C O . Translating High-Temperature Microwave Chemistry to Scalable Continuous Flow Processes[J]. Organic Process Research & Development, 2010, 14(1):215-224.
Stephan, Hayden, Markus, et al. On the Importance of Accurate Internal Temperature Measurements in the Microwave Dielectric Heating of Viscous Systems and Polymer Synthesis[J]. Macromolecular Chemistry and Physics, 2013.
Rodríguez, Ana Cecilia, Solomon. Impact of Human Papillomavirus Vaccination on Cervical Cytology Screening, Colposcopy, and Treatment.[J]. American Journal of Epidemiology, 2013.
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