微波诱导催化反应原理

微波诱导催化反应原理

    许多有机化食物都不直接明显地吸收微波。但可利用某种强烈吸收微波的“敏化剂”把微波能传给这些物质而诱发化学反比。这一溉念已被用作引发和控制催化反应的依据。如果选用这种“敏化剂”作催化剂或催化别的裁体，就可在微波辐照下实现某些催化反应，这就是所渭微波诱导催作反应。它与通常所说的通过微波的热效应而使反应加速的情况不是一回事。后者并没有催化剂。而且在反应过程中有微波能被消耗掉了，所以不能称共为微波催化反应，而前者的条件是要们催比剂的存在．微波是通过催化剂或其载体发挥其诱导作用的，即消耗掉的微波能用在诱导催化反应的发生上，所以称为微波诱导催化反应  微波诱导催化反应的基本原理可简述如下：将高强度短脉冲微波辐射聚焦到含有某种“敏化剂’(如铁磁金属)的固体催化剂表面上，由于表面金属点位与微波能的强烈相互作用，微波能将被转变成热从而使某些表面点位选择性地被很快加热至很向温度(例如相容易超过1400度)。尽管反应器的任何有机试剂都不会被微波直接加热。但当它们与受激发的表面点位接触时却可发生反应。 通过适当控制微波脉冲的开门时间可以往控制催化剂表面温度。加上适当控制反应物压力和流速就可进一步控制化学反应并减少到反应的发生。因为此时反应介质得本体仍然处十或接近近室温。在这里，催化刑的作用不仅仅在于把热能聚焦，加且还可借它与反应物彻和产物相互作用的选择件而影响反应的进程。

    M.Y.Tse等发现有一些反应特别适合于利用微波的这一特性：例如．许多催化过程中特别是那涉及自由基中间体(如氢原广、氢氧自由基或有机物碎片)的过程住往要求升高温度和压力以便在催化剂表面诱导反应的发生。利用微波辐照作为此类过程的能源有如下一些优点：由于其穿透件和选择件及瞬时加热作用，它不会使吸附着的有机层明显升温，而却可直接与催化剂表面的金属点位作用；控制微波脉冲的占空比可以控制所要达到的温度。并使产物脱附和减少不用要的副反应的发生。现已证明，有几类催化剂．特别是含铁磁性金属应金属粉末的催化剂对此种反应特别有效。

微波诱催化反应的最初例子包括多氯化烃类的分解，烯焊的氢化，加氢裂解沥青的加氢脱琉，甲烷转化为乙烯或烃类及烯烃的分解等。后来，M.Y.Tse等又将其扩展到由甲烷合成高级烃类(包括芳烃)．烃类的氧化(用水作氧化剂)及酸气污染物二氧化硫的去除，乃至光合作用的模拟——由二氧化碳和水合成有用的燃料：甲烷、乙烷、甲醇。

在这方面，我国云南大学戴树珊等也作了大星的基础性工作。他们对微波辐照下甲烷部分氧化制合成气的反而进行了较系统和深入的研究。在微波场与复合金属氧化物的相互作用，微波场中负载型镍或钴催化剂催化POM反应的行为等方向的研究都取得了一些存价值的、规律件的认识。