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前言 1

第一章 绪论 1

1.1 微波及其特性 1

1.2 微波化学及其发展 3

参考文献 5

第二章 微波与物质的相互作用 7

2.1 物质对微波的吸收 7

2.1.1 微波吸收光谱 7

2.1.2 微波等离子体 10

2.1.3 微波对凝聚态物质的加热作用 13

2.2 凝聚态物质在微波场中的行为 14

2.2.1 液体在微波物中的行为 14

2.2.2 粉末在微波场中的行为 17

2.3.1 终端短路法 21

2.3 物质介电性质的测量 21

2.3.2 谐振腔微扰法 22

2.3.3 波导微扰法 25

2.3.4 介电测量在化学中的应用 25

参考文献 28

第三章 微波对凝聚态化学反应的影响 30

3.1 引言 30

3.2 微波对化学反应的影响 30

3.3 微波化学中的非线性响应 33

3.4 弱微波对化学反应速率影响的计算 36

3.4.1 弱微波对简单分解反应速率的影响 36

3.4.2 弱微波对复杂化学反应的影响 39

3.5 微波场中有耗物质内的温度分布计算 41

3.5.1 复介电常数与温度之间的关系 41

3.5.3 热传导方程 42

3.5.2 反应物中的微波耗散功率 42

3.5.4 计算反应物中电磁场分布和温度分布的定解问题 43

3.5.5 有限时域差分方法 43

参考文献 45

第四章 微波凝聚态化学反应系统 47

4.1 微波凝聚态化学反应系统概述 47

4.1.1 系统框图 47

4.1.2 系统总体设计 48

4.1.3 系统各论 48

4.2 微波功率源 55

4.2.1 简易微波功率源 56

4.2.2 大功率磁控管微波功率源 58

4.2.3 高稳定程控微波功率源 60

4.3.2 微波传输系统的组成和运行原理 61

4.3.1 微波传输系统的作用和基本要求 61

4.3 微波传输系统 61

4.3.3 高频率稳定度可变功率微波传输系统 68

4.4 微波凝聚态化学反应器 69

4.4.1 微波化学反应腔类型、选择和设计考虑 69

4.4.2 多模箱式微波化学反应器 70

4.4.3 波导型微波化学反应器 78

参考文献 85

第五章 微波诱导催化反应 86

5.1 微波诱导催化反应原理 86

5.2 微波诱导催化反应举例 87

5.2.1 甲烷分解 87

5.2.2 烃类氧化 87

5.2.3 SO2和NOx还原 88

5.3 微波诱导催化反应机制 89

5.2.4 模拟光合作用 89

5.4 微波诱导催化反应用催化剂和载体 90

5.5 微波用于催化剂制备和载体改性 91

参考文献 93

第六章 微波无机合成化学 94

6.1 微波燃烧合成和微波烧结 94

6.2 微波水热合成 110

6.2.1 Fe3+的微波辐照强迫水解制备均分散氧化物胶体粒子 110

6.2.2 金属盐或醇盐溶液在微波辐照下直接分解制备超细氧化物粉体 112

6.2.3 沸石的微波合成 114

参考文献 117

第七章 微波有机合成化学 118

7.1 微波有机合成反应技术 118

7.1.1 微波密闭合成反应技术 118

7.1.2 微波常压合成反应技术 120

7.1.3 微波干法合成反应技术 123

7.1.4 微波连续合成反应技术 124

7.2 微波技术在有机合成中的应用 126

7.2.1 酯化反应 126

7.2.2 Diels-Alder反应 128

7.2.3 重排反应 129

7.2.4 Knoevenagel反应 131

7.2.5 Perkin反应 131

7.2.6 苯偶姻缩合 131

7.2.7 Reformatsky反应 132

7.2.8 Deckman反应 132

7.2.9 缩醛(酮)反应 132

7.2.10 Witting反应 132

7.2.13 O-烷基化反应 133

7.2.12 开环反应 133

7.2.11 羟醛缩合反应 133

7.2.14 N-烷基化反应 134

7.2.15 C-烷基化反应 135

7.2.16 水解反应 135

7.2.17 烯烃的加成 136

7.2.18 消除反应 136

7.2.19 取代反应 137

7.2.20 自由基反应 137

7.2.21 立体选择性反应 137

7.2.22 成环反应 138

7.2.23 环反转反应 140

7.2.24 酯交换反应 140

7.2.29 糖类化合物的某些反应 141

7.2.28 肿保护反应 141

7.2.27 脱羧反应 141

7.2.26 催化氢化反应 141

7.2.25 酰胺化反应 141

7.2.30 有机金属反应 143

7.2.31 微波合成放射性药剂 144

7.2.32 微波聚合反应 144

7.2.33 其它反应 146

7.3 关于微波加速化学反应的机理 146

参考文献 147

第八章 微波在分析化学中的应用 151

8.1 微波溶样 151

8.1.1 微波溶样理论基础 151

8.1.2 微波溶样设备 154

8.1.3 微波溶样方法 159

8.2.2 微波萃取方法 166

8.2.1 微波萃取用仪器 166

8.2 微波萃取 166

8.3 脱附 169

8.4 干燥和测湿 170

8.4.1 干燥 170

8.4.2 测湿 170

8.5 预浓缩和净化 171

8.5.1 预浓缩 171

8.5.2 预净化 172

8.6 显色反应、形态分析和热雾化 173

8.6.1 显色反应 173

8.6.2 形态分析 173

8.6.3 热雾化 174

参考文献 175

9.1 微波除污 177

第九章 微波在环境化学中的应用 177

9.2 污油回收 179

9.3 SO2和NOx的还原 182

参考文献 187

第十章 微波等离子体的获得及其基本特征 188

10.1 获得微波等离子体的装置 188

10.1.1 渐缩矩形腔 189

10.1.2 3/4波长同轴腔 190

10.1.3 1/4波长同轴腔 190

10.1.4 1/4波长径向腔 191

10.1.5 圆柱形TM010型谐振腔 191

10.1.6 表面波器件 192

10.1.7 电容耦合微波等离子体装置 193

10.1.8 微波等离子体矩 194

10.2 微波等离子体的基本性质及其测量方法 196

10.2.1 微波等离子体温度的测量 199

10.2.2 MWP中的电子数目密度及其测量 205

10.3 微波等离子体中的基元过程，荷电粒子的扩散和迁移 205

10.3.1 电晕模型 206

10.3.2 完全饱和相模型 207

10.3.3 辐射电离复合模型 207

10.3.4 亚稳态组分的作用 208

10.3.5 自由电子的作用 210

10.4 微波等离子体化学反应器 210

10.4.1 表面波器件--Surfatron微波等离子体反应器 210

10.4.2 微波传输线等离子体化学反应器 211

10.4.3 电子回旋共振微波等离子体反应器 211

参考文献 213

11.1 微波等离子化学气相沉积(MPECVD) 215

第十一章 微波等离子合成化学 215

11.1.1 MPECVD法制备金刚石 217

11.1.2 MPECVD法制备β-SiC、Co和BN薄膜 221

11.2 微波等离子表面改性 223

11.2.1 微波等离子体的刻蚀作用 223

11.2.2 微波等离子体对高分子材料的表面处理 224

11.3 微波等离子体化学气相合成 228

11.3.1 氨的合成 228

11.3.2 甲烷转化 229

11.3.3 1O2的产生 229

11.4 微波等离子体热解技术 231

参考文献 234

第十二章 微波等离子体分析化学 235

12.1 发展简史 235

12.2.1 MWP原子发射光谱分析(MWPAES) 236

12.2 微波等离子体原子光谱分析 236

12.2.2 MWP原子质谱分析(MWPMS) 246

12.2.3 MWP原子荧光光谱分析(MWPAFS)和MWP原子吸收光谱分析(MWPAAS) 249

12.2.4 MWP增强辉光放电原子发射光谱分析 252

12.3 色谱用微波诱导等离子体离子化检测器(MIPID) 254

参考文献 257

第十三章 微波化学在石油工业中的应用 259

13.1 微波对地层流体及岩石的作用机理 259

13.1.1 地层流体及岩石的组成和特性 259

13.1.2 微波对地层流体及岩石的作用机理 261

13.2 微波化学在稠油及高凝原油开采中的应用 263

13.2.1 稠油及高凝油的性质特性 263

13.2.2 稠油及高凝原油开采过程中存在的问题 263

13.2.3 高凝原油的微波开采 264

13.3.2 微波化学用于低渗透油气田的开发 269

13.3 微波化学在低渗透油气田开发中的可能应用 269

13.3.1 低渗透油气田的性质特征 269

13.4 微波化学在油气田开发中的其它方面应用 271

13.4.1 微波破乳 271

13.4.2 微波化学脱硫 273

13.4.3 微波脱蜡 274

13.4.4 微波化学防止天然气中水化物的形成 274

13.4.5 微波解堵 275

13.4.6 微波化学应用于原油开采后地面污物的处理 275

13.5 微波化学在石油、天然气、煤化工中的应用 276

13.5.1 等离子体煤炭气化 276

13.5.2 微波对石油蒸馏过程的影响 276

13.5.3 微波激发甲烷气相裂解 277

13.5.4 微波对催化反应的影响 279

参考文献 280

14.1 引言 282

第十四章 微波化学在冶金中的应用 282

14.2 矿物在微波场中的升温性能 283

14.3 微波加热对矿石显微结构的影响 289

14.4 矿物的微波加热分解 291

14.4.1 二氧化锰的微波加热分解 291

14.4.2 软锰矿的微波加热分解 296

14.4.3 碱式碳酸镍的微波加热分解 299

14.5 金属氧化矿的微波加热碳热还原 302

14.5.1 铁矿石的微波碳热还原 302

14.5.2 钛铁矿的微波碳热还原 304

14.5.3 软锰矿的微波碳热还原烧结 307

14.6 硫化矿的微波加热浸出 311

14.6.1 硫化铜精矿的微波辐射三氯化铁浸出 312

14.6.3 闪锌矿的微波辐射三氯化铁浸出 313

14.7 矿石的微波辐射预处理 316

14.7.1 难处理金精矿的微波辐射预处理 316

14.7.2 红砷镍矿的微波辐射氧化脱砷 318

参考文献 318

15.1 微波的生物效应 320

15.1.1 微波生物效应的作用机制 320

第十五章 微波生物学效应及其健康防护 320

15.1.2 微波对人及动物的生物学效应 321

15.3 微波健康防护 322

15.3.1 职业辐射防护 322

15.2 微波对人体的损伤及治疗 322

15.3.2 公众辐射防护 323

参考文献 323

14.6.2 微波辐照下闪锌矿与软锰矿的同时浸出 1313