微波誘導催化反應原理

微波誘導催化反應原理

    許多有機化食物都不直接明顯地吸收微波。但可利用某種強烈吸收微波的“敏化劑”把微波能傳給這些物質而誘發化學反比。這一溉念已被用作引發和控制催化反應的依據。如果選用這種“敏化劑”作催化劑或催化別的裁體，就可在微波輻照下實現某些催化反應，這就是所渭微波誘導催作反應。它與通常所說的通過微波的熱效應而使反應加速的情況不是一回事。后者并沒有催化劑。而且在反應過程中有微波能被消耗掉了，所以不能稱共為微波催化反應，而前者的條件是要們催比劑的存在．微波是通過催化劑或其載體發揮其誘導作用的，即消耗掉的微波能用在誘導催化反應的發生上，所以稱為微波誘導催化反應  微波誘導催化反應的基本原理可簡述如下：將高強度短脈沖微波輻射聚焦到含有某種“敏化劑’(如鐵磁金屬)的固體催化劑表面上，由于表面金屬點位與微波能的強烈相互作用，微波能將被轉變成熱從而使某些表面點位選擇性地被很快加熱至很向溫度(例如相容易超過1400度)。盡管反應器的任何有機試劑都不會被微波直接加熱。但當它們與受激發的表面點位接觸時卻可發生反應。 通過適當控制微波脈沖的開門時間可以往控制催化劑表面溫度。加上適當控制反應物壓力和流速就可進一步控制化學反應并減少到反應的發生。因為此時反應介質得本體仍然處十或接近近室溫。在這里，催化刑的作用不僅僅在于把熱能聚焦，加且還可借它與反應物徹和產物相互作用的選擇件而影響反應的進程。

    M.Y.Tse等發現有一些反應特別適合于利用微波的這一特性：例如．許多催化過程中特別是那涉及自由基中間體(如氫原廣、氫氧自由基或有機物碎片)的過程住往要求升高溫度和壓力以便在催化劑表面誘導反應的發生。利用微波輻照作為此類過程的能源有如下一些優點：由于其穿透件和選擇件及瞬時加熱作用，它不會使吸附著的有機層明顯升溫，而卻可直接與催化劑表面的金屬點位作用；控制微波脈沖的占空比可以控制所要達到的溫度。并使產物脫附和減少不用要的副反應的發生。現已證明，有幾類催化劑．特別是含鐵磁性金屬應金屬粉末的催化劑對此種反應特別有效。

微波誘催化反應的最初例子包括多氯化烴類的分解，烯焊的氫化，加氫裂解瀝青的加氫脫琉，甲烷轉化為乙烯或烴類及烯烴的分解等。后來，M.Y.Tse等又將其擴展到由甲烷合成高級烴類(包括芳烴)．烴類的氧化(用水作氧化劑)及酸氣污染物二氧化硫的去除，乃至光合作用的模擬——由二氧化碳和水合成有用的燃料：甲烷、乙烷、甲醇。

在這方面，我國云南大學戴樹珊等也作了大星的基礎性工作。他們對微波輻照下甲烷部分氧化制合成氣的反而進行了較系統和深入的研究。在微波場與復合金屬氧化物的相互作用，微波場中負載型鎳或鈷催化劑催化POM反應的行為等方向的研究都取得了一些存價值的、規律件的認識。