微波消解和微波辅助萃取技术

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1、微波消解和微波辅助萃取技术授课人：刘文莉第一节微波消解和微波辅助萃取的定义及作用原理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。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

2、转化为热能的过程。第一节微波消解和微波辅助萃取的定义及作用原理第一节微波消解和微波辅助萃取的定义及作用原理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第一节微波消解和微波辅助萃取的定义及作用原理微波萃取技术（microwavedigestionMD）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。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

3、分析微波炉的工作原理1-搅拌器；2-磁控管；3-反射板；4-腔体；5-塑料盘第一节微波消解和微波辅助萃取的定义及作用原理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频率为24.5亿次的微波。这种肉眼看不见的微波，能穿透食物达5cm深，并使食物中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

4、擦而引起发热，同时可保证能量的快速传递和充分利用。第一节微波消解和微波辅助萃取的定义及作用原理1986年，匈牙利学者GanzlerK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。第一节微波消解和微波辅助萃取的定义及作用原理微波萃取指在目标化合物的提取过程中(或提取

5、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。第一节微波消解和微波辅助萃取的定义及作用原理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

6、而仅一小部分液体与外界温度相当。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。第一节微波消解和微波辅助萃取的定义及作用原理第一节微波消解和微波辅助萃取的定义及作用原理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

7、、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一起受热；第一节微波消解和微波辅助萃取的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；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第一节微波消解和微波辅助萃取的定义及作用原理体积加热、速度快、局部过热热量损失大，速度慢第一节微波消解和微波辅助萃取的定义及作用原

8、理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。第一节微波消解和微波辅助萃取的定义及作用原理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