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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