微波萃取技术应用及其研究进展
微波萃取技术应用及其研究进展
刘春娟
(广东省轻工职业技术学校，广东广州 510310)
[摘 要]微波萃取技术作为一种新的萃取分离技术，为样品预处理方法带来了许多新的思维，已受到国内外许多行业科研工作者的广泛关注，具有很大的发展潜力和应用前景。文章综述了最近几年的微波萃取技术发展及其应用。
[关键词]微波；微波萃取；应用；进展
The Application and Research Development of Microwave Assisted Extraction
Liu Chunjuan
(Guangdong Light Industry Technology School, Guangzhou 510310, China)
Abstract: As a new technology of extraction and seperation, microwave assisted extraction technology has brought lots of new thought. It has greatly been taken care of by many researchers of science in all kinds of institute. It can grow up a great deal of develoment potential and be used in many new areas of application. The paper gave a brief presentation on the application and development of microwave assisted extraction technology in the last years.
Keywords:microwave；microwave assisted extraction；application；development
1986年，匈牙利学者Ganzler等[1]报导了微波能应用于分析试样预处理，并提出一种新的萃取方法——微波萃取法，为有机分析特别是环境有机分析的试样预处理开辟了一条新路子。微波萃取作为一种新的萃取分离技术，已受到国内外许多行业科研工作者的广泛关注。微波萃取克服了传统萃取方法费时、费试剂、效率低、重现性差等缺点，也克服了其它新方法的不足。微波萃取法虽然还年轻，却为样品预处理方法带来了许多新的思维，具有很大的发展潜力和应用前景。进入到二十世纪九十年代以后，特别是在最近七、八年中，微波萃取法得到了环境分析科研人员的极大关注，成为环境有机分析试样预处理方法研究的一个新的热点。
微波萃取是利用微波能强化溶剂萃取的效率，使固体或半固体试样中的某些有机物成分与基体物质有效地分离；它能保持分析对象的原本化合物状态。微波加热时间很短，可避免一些热不稳定性物质发生分解反应；微波萃取的主要特点是快速、节能、节省溶剂、污染小、可实行多份试样同时处理；仪器设备比较简单、廉价；适应面较广、较少受被萃取物极性的限制。这使它优于传统的索氏抽提和超声萃取，也优于超临界流体萃取和加速溶剂萃取[1]。
1 微波萃取技术的应用
自从Ganzler等将微波能用于萃取土壤、生物和植物样品中的各种有机成分后，微波协助萃取越来越受到人们的关注。到1995年底为止所能检索到的相关文献还很少，但从1996年初以来，相关文献已愈数百篇，其应用的范围也已覆盖到有机分析的各个方面。从已见报导的文献来看，该方法可用于提取土壤、沉积物中的多环芳烃(PAH S)、多氯联苯(PCBs)和杀虫剂、除草剂以及多种酚类化合物和其它中性、碱性有机污染物；提取沉积物中的有机锡化合物、三烷基和磷酸三烷基酯(TAP S)；提取食品中的某些有机物成分、植物种子和鼠粪中的某些生物
[收稿日期]2007-10-21
[作者简介]刘春娟(1970-)，女，广东人，硕士，讲师，研究方向为环境分析。
活性物质及肉食品中的药物残留。此外还有以此法从植物和鱼组织中提取芳香油和其它油类，从薄荷、海欧芹、雪松叶和大蒜中提取天然产物，从聚烯烃产品中分离稳定剂。
2 微波协助萃取系统进展
微波协助萃取(MAE)是指利用微波加热来加速溶剂对固体样品中目标萃取物的萃取过程。在微波能的作用下，目标萃取物在样品和溶剂之间进行再分配，并最终被萃取到溶剂中。微波萃取的优点在于它能够将能量快速传递到整个溶剂中，并使溶剂得到快速加热。萃取过程可以在密闭萃取釜中进行，也可以在开放式的萃取釜中进行。MAE系统有三种：高压密闭微波萃取系统、开放式微波萃取系统和开放式微波-超声波辅助萃取系统。
2.1 高压密闭微波萃取系统
高压密闭微波萃取系统的萃取过程是在密闭萃取釜中进行的，当施加微波能时，萃取釜中的溶剂和样品吸收微波能并产生很高的温度和压力，高温高压使得目标萃取物与样品基体之间的价键发生断裂，并迫使溶剂进入样品内部，或目标萃取物被样品中极性组分所形成的蒸汽带到样品的外部，促使溶剂与目标萃取物之间的充分接触，从而达到高效萃取的目的。萃取釜由外罐和内罐两部分组成，外罐是由对微波不吸收的高强度工程塑料制成的，内衬PPS材料以增强罐壁的强度和韧性。内罐是由带有密闭活塞盖的聚四氟乙烯材料制成。该系统有多重安全防范措施，萃取釜要有十分可靠的密封性和足够的强度，以防止溶剂的泄漏和能承受微波加热时产生的高温和高压；同时MAE系统还有精密的监控系统，能够对微波的输出功率、萃取釜中的温度和压力进行监控。
据报道采用密闭微波萃取的大部分是用市售的CEM公司生产的MES-1000和MDS-2000微波样品制备系统，它们都是多模腔体式微波萃取系统的代表，其他型号有意大利Milestone 公司的1200微波制样系统、国产MSP-100型、SH9402型、WR-2型和MK-III型微波制样装置。这类系统的优点是一次可制备多个样品、易于控制萃取条件和萃取速度。高压密闭微波萃取系统具有抗爆、防燃、耐腐蚀的多重安全措施。不足之处则由于具有控压、控温和使用挥发性溶剂监测附件，使得这些系统价格都较高。
熊国华等[2]应用M K-1型光纤压力自控微波溶样系统研究了微波萃取土壤中PAHs效率以及溶剂、水分、土壤基体物质等因素的影响情况。实验发现在非极性溶剂中掺加极性溶剂，可极大地改善接收微波辐射的性能，当以丙酮-正己烷(1∶1)为萃取溶剂时，试样中小于20 %的水分使萃取能力提高，各组分回收率在82.2 %～94.1 %之间。陈雷等[3]应用具有压力控制附件的MSP-100D密闭微波萃取装置，对丹参中的有效成分进行微波萃取研究，结果发现微波萃取4 min所得到有效成分的提取率与索氏提取180 min的提取率相当，远高于超声提取30 min 的产率。杨屹等[4]也应用MSP-100D微波样品制备系统，对中药天麻中有效成分的萃取进行了研究。分别讨论了药材颗粒粒径、提取溶剂浓度、微波提取时间和提取剂的用量对微波萃取天麻素的影响，结果也表明：密闭微波萃取2 min与索氏提取180 min的提取率近似，高于超声波提取30 min的提取率。张展霞等[5]利用MARS-X微波加速溶剂萃取仪萃取番石榴叶中齐墩果酸和熊果酸，结果表明在以10 mL乙醇为萃取溶剂萃取10 min 得到齐墩果酸和熊果酸的收率最高。李娟等[6-7]用CEM公司的微波萃取仪萃取环境空气总悬浮颗粒物中16种多环芳烃和土壤中的有机氯农药，该方法回收率高，检出限低，实际样品测定结果也令人满意。赵华等[8]也用CEM公司的Mars5微波萃取系统辅助萃取洋葱精油，与传统的溶剂浸提法、索氏抽提法相比，微波萃取法得到的洋葱油中有效成分的含量明显提高了。结果充分证明了密闭微波萃取法快速、节能、高效的优点。2.2 开放式微波萃取系统
与高压密闭微波萃取系统不同，开放式微波萃取系统的萃取过程是在开放(常压)体系下进行，由微波炉和索氏抽提器两部分组成，在炉腔内设有固定索氏抽提器的固定架。它主要是将微波加热与索氏抽提相结合。萃取用的溶剂必须是极性的(单一的极性溶剂或含有极性溶剂的混合溶剂)，以便能够吸收微波能。开放式微波萃取系统所用的微波炉要比高压密闭微波萃取系统简单得多，与家用微波炉非常相似，只是在微波炉的顶部开有可供安装冷凝管的微波输出功率、单次循环微波加热的时间、总的加热时间和萃取体系的温升情况进行监控。这是一种样品容量更大，更为快速、高效、安全可靠的样品前处理技术。
张征等[9]用松下NN-S570MFS型家用变频微波炉改装而成的微波化学反应器(相当于开放式微波萃取系统)萃取废烟叶中的茄尼醇，并对微波功率、辐射时间和萃取溶剂等影响微波萃取的条件进行了筛选和分析；郑孝华等[10]用普通微波炉辅助萃取和液-液微萃取技术萃取蔬菜、水果中的多种拟除虫菊酯，结果证明该方法的回收率、重现性等多项技术指标均能满足农药残留的检测要求；蔡丽桑等[11]也用普通家用变频微波炉在常压条件下萃取鲜、粗、细茶叶中的农药残留量，20～30 min即可完成萃取，回收率达到90 %以上；李敏晶等[12]以浓度为70 %～80 %的乙醇萃取秦皮中秦皮甲素和秦皮乙素，研究了3种微波萃取的方法：家用微波炉连续引入溶剂萃取法、微波谐振腔连续引入溶剂萃取法和实验室专用微波炉萃取法，3种微波萃取法均比索氏萃取法提取效率高且省时节能；王平等[13]用HWC321型微波萃取设备研究姜黄素萃取的最佳条件，结果显示微波萃取法比传统的醇浸泡提取法有较高的得率；张春兰等[14]也用普通微波炉萃取枸杞中的色素，通过单因素实验和正交实验，确定了萃取的最佳工艺条件下每次萃取20 s萃取3次，提取率可高达90 %；杨利青等[15]探索将试剂微量化后利用微波协助萃取地锦草中的总黄酮达到很好的效果；郑成等[16]用NN-K542MF型微波炉以水为提取溶剂萃取藤茶中二氢杨梅素，考察了微波功率、微波辐射时间、料液比、浸提时间等因素对
提取率的影响，通过单因素实验和四因素三水平正交实验确定最佳萃取条件。文献显示，开放式微波萃取法是一种操作安全快捷，溶剂使用量少、省时节能、结果准确、萃取效果好的样品前处理技术，有很好的开发应用前景。
2.3 超声-微波辅助萃取系统
超声-微波辅助萃取系统将开放式微波与超声波有机地结合起来，充分利用超声波的空化作用和微波的高能作用，将超声波振动能和通过波导管引出的微波能直接作用或定向聚焦于样品或物料，建立和发展在常压条件下进行的开放式微波－超声波协同萃取新技术和新方法。
中山大学与上海新拓微波溶样测试技术有限公司联合研制的CW-2000型超声－微波协同萃取仪(图1)率先实现了超声－微波协同萃取土壤中PAHs的新技术，得到了令人满意的萃取回收率。邹世春等[17]利用该萃取装置萃取土壤样品中微量(0.1 μg/g)多环芳烃，而且考察了溶剂类型和体积、萃取时间和微波辐射功率、样品含水量等因素对回收率的影响，该方法的平均回收率可达86.6 %，而且具有良好的重现性(RSD=4.0 %)；并把它与密闭微波、开放微波和索氏抽提比较，结果证明此法具有快速、高效、安全等特点；与高压密闭微波协助萃取法相比，该方法的样品容量更大，更为安全可靠，有望广泛用于样品消解、萃取以及作为化学合成反应器。
图1 CW-2000超声-微波萃取仪
Fig.1 CW-2000 ultrasonic-microwave extraction instrument
3 微波萃取法研究进展
人们在对微波萃取技术研究中主要从下列几方面考虑：微波萃取溶剂、影响微波萃取效率的各种因素(如微波功率、萃取时间、萃取次数、萃取温度、基体物质等)、微波萃取法与其他萃取方法的异同等方面。从现有文献来看，微波萃取的研究已从以上这几方面发展。
对于溶剂的使用要根据样品罐的材料而慎重选择，防止溶剂与材料发生反应而造成事故。已见报导用于微波萃取的溶剂有：甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、二氯甲烷、正己烷、异辛烷、乙腈、苯、甲苯等。文献通过对比试验说明，以微波萃取法分离土壤中的多环芳烃(PAH S)用丙酮作溶剂比用传统的二氯甲烷溶剂效果更好，这样就可以尽量避免使用有害的氯化物溶剂。文献指出，采用GC－ECD检测PAH S时，使用正己烷－丙酮(1︰1)是适宜的。此外，在某些有机物的微波萃取中，一些作者还用到了水及无机酸、碱、盐。Paster等以甲苯－水(9︰1)为溶剂萃取海洋沉积物中的有机污染物，获得了较高的萃取率。文献报导从羽扇豆属植物种子中提取生物活性物质时在甲醇中加入1 %的乙酸；从老鼠粪便中提取生物活性物质时在甲醇中加入一定比例的乙酸和水。文献报导以0.1 M NH4OAc-NH3水溶液提取土壤中十亿分之一级的咪唑啉酮除草剂，平均回收率达到92 %。Steinheimer报道利用微波加热提取土壤中的阿特拉津及其主要降解产物时，先后以水和0.35 M HCl为溶剂。
文献等都讨论了物料的萃取回收率与萃取温度和萃取时间的关系。文献的结果显示，萃取回收率随萃取时间延长而有所增长，但增长幅度不大，可忽略不计。文献研究了在微波萃取中丁基锡和苯基锡化合物的稳定性与温度的关系，表明在90 ℃时这些有机锡化合物都相当稳定，在较高温度(115 ℃和130 ℃)时所有丁基锡化合物仍很稳定，而苯基锡化合物，尤其是一苯基锡和二苯基锡稳定性明显下降。文献还注意到了基体物质的掺入对化合物降解的影响：在单独的溶剂中多种化合物受微波加热(115 ℃，10 min，微波功率50 %)不发生分解，但与土壤在一起加热时情况就有所不同，有四种酚类化合物的回收率明显降低，可能是土壤的存在产生了催化分解，其它化合物的回收率也普遍略有下降。
在微波萃取与其它萃取法比较时，Lopez-Avila等系统研究对比了微波萃取、索氏萃取、超声萃取及超临界流体萃取对EPA 8250方法中所列95种有机污染物的萃取效果。结果一致表明，就绝大多数的化合物而言，以微波萃取法获得的回收率能够达到或超过其它方法的回收率，而且微波萃取法结果的重现性最好，其标准偏差明显低于索氏抽提法。
4 微波协助萃取的应用前景[18-20]
近年来，微波萃取技术越来越多地被应用于环境样品中污染物、塑料制品中添加剂的萃取以及天然产物中主要成分的萃取。与传统的方法相比，微波萃取法具有适用性强、应用范围广、萃取时间短、所用溶剂少、分析精度高等特点。因此微波萃取是一种极有发展前途的萃取抽提方法。尽管目前有关微波萃取的研究只是局限于现象的描述，但是随着人们认识的不断提高，微波萃取的应用领域会越来越宽，其萃取仪器的自动化程度也会越来越高。目前很多科研工作者也正在展开对其萃取机理的研究工作，同时也在努力实现由实验室向工业生产的转
(下转第58页)
2.5 选定条件下的实验
在最佳条件下，PFS和聚丙烯酰胺投加量分别为6 mL/L(废水)和1mL/L(废水)、沉降时间30 min下，PFS混凝法处理马铃薯淀粉废水，实验结果如表2所示。
表2 选定条件下实验
Tab.2 The experimentation under elected experiment conditions
原废水COD/(mg·L-1) 处理后废水COD/(mg·L-1) COD去除率/%
5875 3047 58.9 5870 2784 59.0 5876 2671 59.0
由表2得知，在选定实验条件下，废水COD去除率在58 %以上。
3 结论
利用实验室模拟制成的马铃薯淀粉废水，研究PAC、PFS 及氯化铁对马铃薯淀粉废水的絮凝效果，通过处理前后各项指标分析，并结合考虑实际工程处理时的经济成本，认为选择PFS 作为马铃薯淀粉废水的絮凝剂最为合适。但是，马铃薯淀粉废水通过混凝处理后的水质指标还达不到排放的标准，水中有机物的含量仍然很高，必须再经过后续工段的处理达标后才排放。
参考文献
[1]刘耕耘，李亚威，赛音．淀粉废水的絮凝沉淀及生物处理[J]．内蒙古大学学报：自然科学版，2002，33(2)：230-234．
[2]王乃芝，苏永渤．化学法处理淀粉生产废水[J]．工业用水与废水，2000，31(1)：29-31．
[3]张自杰．废水处理理论与设计[M]．北京：中国建筑工业出版社，2003：123-125．
(本文文献格式：姚毅，陈学民．混凝法处理马铃薯淀粉废水的研究[J]．广东化工，2008，35(3)：56-58)
(上接第55页)
变。相信微波萃取这一新技术将尽可能快地转变为生产力，并在不久的将来会逐步取代某些传统的萃取方法，为样品有效成分的大量萃取抽提开拓一片新的天地。
参考文献
[1]金钦汉．微波化学[M]．北京：科学出版社，2001：1-6，30-45，166-168．
[2]熊国华，梁今明，邹世春，等．微波萃取土壤中PAHs的研究[J]．高等学校化学学报，1998，19(10)：1560-1565．
[3]陈雷，杨屹，张新祥，等．密闭微波辅助萃取丹参中有效成分的研究[J]．高等学校化学学报，2004，25(1)：35-38．
[4]杨屹，唐睿，丁明玉，等．密闭微波辅助萃取天麻中天麻素的研究[J]．分析试验室，2004，23(10)：9-12．
[5]张展霞，黄建林．微波萃取、高效液相色谱法测定番石榴叶中的齐墩果酸和熊果酸[J]．化学与生物工程，2005，(4)：52-54．
[6]李娟，赵永刚，周春宏．微波萃取高效液相色谱法测定环境空气总悬浮颗粒物中16种多环芳烃[J]．环境监测管理与技术，2004，16(6)：24-26．[7]李娟，丁曦宁，胡冠九，等．微波萃取-气相色谱-质谱法测定土壤中的有机氯农药[J]．中国环境监测，2005，21(4)：49-51．
[8]赵华，张金生，李丽华，等．微波辅助萃取洋葱精油的研究[J]．香料香精化妆品，2005，6(3)：1-4．
[9]张征，杨睿，林军，等．微波辅助萃取废烟叶中茄尼醇工艺研究[J]．云南化工，2005，32(1)：7-10．[10]郑孝华．微波辅助液液微萃取-气相色谱-质谱分析蔬菜、水果中的多种拟除虫菊酯残留[J]．分析化学研究简报，2004，32(2)：225-228．
[11]蔡丽桑，陈家嵘，高清奇，等．微波炉萃取鲜粗细茶叶中的农残及气相色谱检测[J]．福建茶业试验研究，2005(1)：7-8．
[12]李敏晶，么爽，王秀嫔，等．三种微波萃取秦皮中秦皮甲素和秦皮乙素的方法[J]．吉林大学学报，2004，42(2)：278-282．
[13]王平，章银军，陈薇薇，等．微波辅助萃取姜黄素的研究[J]．中国天然药物，2004，2(5)，319-320．
[14]张春兰，冯作山．微波法萃取枸杞色素的研究[J]．信阳农业高等专科学校学报，2004，14(4)，10-11．
[15]杨利青，张一力，徐宁．微波协助萃取地锦草中总黄酮[J]．内蒙古大学学报：自然科学版，2005，20(3)：261-263．
[16]郑成，高晓明，卢伟桦，等．藤茶中二氢杨梅素的微波萃取[J]．广州化工，2005，33(2)：12-16．
[17]邹世春，帅率，栾天罡，等．超声-微波协同萃取装置用于土壤中多环芳烃的分析[J]．分析化学，2006，6(6)：889-893．
[18]汪雨．常压微波技术萃取土壤中有机氯农药[J]．岩矿测试，2006，(1)：15-18．
[19]刘伟，张明祥．美国EPA3546新方法-微波快速溶剂萃取技术[J]．现代科学仪器，2005，(1)：52-55．
[20]黄惠华，粱汉华．肉桂中肉桂醛及肉桂酸的微波辅助萃取及HPLC测定[J]．食品工业科技研究与探讨，2005，26(2)：88-90．
(本文文献格式：刘春娟．微波萃取技术应用及其研究进展[J]．广东化工，2008，35(3)：53-55)
茶叶中咖啡因的微波提取工艺
实验2 茶叶中咖啡因的微波提取工艺 一、实验目的 1.明确微波提取法提取原理； 2.学会用微波提取法提取茶叶中的咖啡因； 3.使用分光光度计，建立标准曲线，检测茶叶中咖啡因的含量。 二、实验原理 咖啡因是杂环化合物嘌呤的衍生物，它的化学名称为：1,3,7－三甲基－2,6－二氧嘌呤，其结构式如下： N N H N N N N N O O CH3 CH3 H3C 嘌呤咖啡因 含结晶水的咖啡因系无色针状结晶，味苦，能溶于水、乙醇、氯仿等。在100℃时即失去结晶水，并开始升华，120℃时升华相当显著，至178℃时升华很快。无水咖啡因的熔点为234.5℃。 从茶叶中提取咖啡因传统的方法有乙醇回流法和碳酸钠溶液煮沸法。但前者需在Soxhlet萃取器中回流约2.5h 以上, 周期较长、醇耗、能耗较大, 不利于工业化生产。后者虽只需煮沸20m in, 但煮沸后呈泥胶状, 过滤和萃取均很难, 致使收率很低。 微波是频率介于300 MHz和300 GHz之间的电磁波。微波提取的原理是微射线辐射于溶剂并透过细胞壁到达细胞内部，由于溶剂及细胞液吸收微波能，细胞内部温度升高，压力增大，当压力超过细胞壁的承受能力时，细胞壁破裂，位于细胞内部的有效成分从细胞中释放出来，传递转移到溶剂周围被溶剂溶解。微波具有穿透力强、选择性高、加热效率高等特点.微波作用于植物细胞壁，其热效应促使细胞壁破裂和细胞膜中的酶失去活性，细胞中多糖容易突破细胞壁和细胞膜而被提取出来，大大加快了反应提取速度、反应时间以分、秒计，有效地提高了多糖得率。微波提取法是强化固液提取过程颇具发展潜力的一项新型辅助提取技
术。 三、仪器与试剂 仪器：微波萃取仪；紫外-可见分光光度计；分析天平（1台）；50 mL容量瓶（8个）；100 mL 容量瓶（1个）；1 mL 、2 mL 吸量管；50mL烧杯（10个）; 100mL（3个）; 布式漏斗；滤纸；抽滤瓶等。 试剂：无水乙醇；0.5 mg/mL咖啡因标准溶液等。 四、实验步骤： （一）、制作标准曲线 从无水乙醇为溶剂的咖啡因储备液( c = 500. 0μg/ mL) 中移取0. 50 ，1. 00 ，1. 50 ，2. 00 ，2. 50 ，3. 00 ，3. 50 mL于7 个50 mL 容量瓶中用50%的乙醇定容，得到浓度为5. 00 ，10. 00 ，15. 00 ，20. 00 ，25. 00 ，30. 00 ，35. 00μg/ mL 的系列标准溶液。在紫外分光光度计上测其最大吸收波长处的吸光度A ，得标准曲线。 （二）、咖啡因的提取 1.提取工艺流程 原料→粉碎→加入溶剂→微波处理→过滤→离心→粗提液→测定吸光度值2．提取工艺条件优化 (1)．单因素实验 I．微波功率的筛选 微波功率的筛选称取5 g茶叶, 加入80 mL 50 %乙醇, 配制5 份相同混合液, 将混合液放置于微波提取仪中, 设定温度为90 ℃的条件, 改变功率（300 W、400 W、500 W）微波10 min, 测定不同微波功率下提取液的吸光度值A. II．微波时间的筛选 称取5 g 茶叶, 加入80mL50 %乙醇, 配制5 份相同混合液，将混合液放置于微波提取仪中, 在设定温度为90 ℃，微波功率为500 W的条件下，微波加热不同的时间(13 min、14 min、15 min) ，测定不同微波时间条件下提取液的吸光度A. III．微波温度的筛选 称取5 g茶叶，加入80 mL 50 %乙醇，配制6 份相同混合液，将混合液放
黄铜矿生物浸出研
第一章文献综述 1.1铜的性质及用途 铜（Cu）是元素周期表中第二十九号元素，属于IB族，相对原子质量为63.54，是一种呈紫红色金光泽的金属。其密度8.92t/m3，熔点1083.4℃，沸点2567℃。延展性和导热性强；导电性高，仅次于银；硬度2.5～3，比重8.5～9。当铜中有杂质存在时，对其导电率有决定性影响。 铜是人类最早发现和使用的金属之一，在6000多年前就已被人类使用。在当前世界金属消费量中，铜仅次于铁和铝，居第三位。铜的导电率仅次于银，且铜比银的价格要低，所以铜在电器、电子技术等工业部门中应用最广，用量也最大。在通讯、水以及气的输送中也要使用铜。铜的导热性能也较好，仅次于银和金，其导热率约为银的73%，因此常用铜来制造加热器、冷凝器等设备。铜的延展性较好，易于成型和加工，在飞机、船舶、汽车等制造业多用来生产各种零部件。铜的耐蚀性较强，盐酸和稀硫酸与铜不起作用，因此在化学运输中多用来制造真空器、管道等。铜和黄铜还广泛地应用于自来水管道系统，可以提高管道系统的抗细菌能力[1]。 在当今社会，铜及其合金材料已成为人类在新世纪科技飞速发展不可或缺的主要金属。随着铜金属的应用领域不断拓展，其消耗量也将不断增加。 1.2铜资源分布概述 1.2.1世界铜资源分布概况 世界铜矿资源较为丰富，主要铜生产国是智利，其产量约占世界三分之一，其次是美国、印度尼西亚、秘鲁、澳大利亚、俄罗斯和中国[2]。从国家分布情况来看，智利、美国、秘鲁三国的铜资源储量约占世界总储量的43.6%，美洲占了世界储量的近一半。而我国铜矿保有储量仅占世界储量基础的5.53%，居世界第七位，人均拥有量远低于世界平均水平，属绝对数量尚占优势，相对数量不足的矿产，对经济发展的支撑能力较低。根据国土资源部全国矿产储量数据库2009年的统计数据所显示，建国以来至2008年底全国累计查明铜资源储量约9949.74万吨。我国铜精矿的主要产地集中于江西、云南、西藏、安徽、及甘肃五个省（区），其中江西、云南、西藏三个省（区）查明资源储量合计占全国的48.6%，基础储量合计占全国的41.1%，因此，这三个省（区）是我国铜工业的重要原料基地。 铜矿成矿类型多样，按其地质-工业类型可分为：①斑岩型铜矿；②砂页岩型铜矿；③铜镍硫化物型铜矿；④黄铁矿型铜矿；⑤铜-铀-金型铜矿；⑥自然铜型铜矿；⑦脉型铜矿；⑧碳酸岩型铜矿；⑨矽卡岩型铜矿。其中最重要的是前四类，它们占世界铜总储量的96%左右[3]。各主要产铜国的资源大部分集
微波辅助萃取技术的应用和研究进展
微波辅助萃取技术的应用和研究进展 王新 郑先哲 （东北农业大学 工程学院，哈尔滨，１５００３０） 摘要：本文描述了微波辅助萃取技术是一种很有潜力的萃取技术，全面综述了它在农业、食品工业、环境分析化学、传统中医药工业等方面的应用和研究进展。微波辅助萃取技术在传统萃取工艺基础上进行了强化传热、传质，试验体现了微波萃取技术具有装置简单、应用范围广、萃取效率高、重现性好、消耗溶剂和时间少、污染少等优点。目前，微波辅助萃取技术的工业化问题已倍受重视，这必将推动微波辅助萃取技术向更深、更广的领域发展。 关键词：微波辅助萃取；植物性物料；食品； 中图分类号：S26.201 ０引言 微波辅助萃取技术是一种新兴技术。现今已有许多试验采用微波辅助萃取的方法，并且已形成了多种比较完善的微波辅助萃取系统。最新研究引进了将微波辅助萃取技术预处理样品和其它分析技术结合使用，发展前景很广［１，２，３］。在不同的试验中，各自体现了装置简单、应用范围广、萃取效率高、重复性好、消耗溶剂及时间少、环境污染少等优点［４］。 在实验室或工厂里，将微波技术改进后，用于从不同的植物原料中萃取许多挥发性组分。它的原理与索式提取、蒸汽蒸馏和浸提等传统方法是不同的。微波加热是样品直接吸收微波能［５］。微波能也是一种能量。在能量传输过程中，微波能直接影响极性分子原料。微波电磁场能让这些极性分子迅速极化。当使用频率为２４５０兆赫兹的微波能萃取时，溶质或溶剂中的极性分子将以每分钟２４．５亿次的速度做极性反转运动，使分子间产生相互摩擦和碰撞。通过这种方式的运动，分子内的活性组分（极性部分）彼此间会加速碰撞并加速反应，同时产生了大量的热能，这些热能促使细胞破裂、同时细胞液溢出并且扩散到溶剂中［６］。因此，微波促１使细胞里的有效组分自由的流出，在低温条 收编日期：年月日 作者简介：王新（１９７９－），女（汉），辽宁省大连市，研究生，农产品加工及贮藏工程 通讯地址：150030，ml_earquake@https://www.360docs.net/doc/c216133474.html, 通讯作者：郑先哲（1968-），男（汉），吉林省德惠，教授，通讯地址：150030，zhengxz2006@https://www.360docs.net/doc/c216133474.html, 件下若进一步利用萃取媒介，将其捕获、溶解，再借助于过滤、分离技术，就可得到萃取物。 １微波萃取技术在萃取植物中天然活性组分方面的应用 自１９８６ 年Ganzler等人首先报道了微波用于天然产物中化学成分的提取后，微波萃取被广泛用于生物碱类、黄酮类、蒽醌类、皂苷类等多种试验研究。如周志等［７］用微波从茶叶中提取茶多酚。郭振库等［８］应用自行设计的具较高压力控制精度的专用微波制样系统，对金银花中有效成分绿原酸和异绿原酸类化合物的提取条件进行了分析，并与超声波提取进行了比较，结果提取率提高了近２成。 邵海等［９］人用微波萃取核桃油工艺的研究等等。 ２００７年，Flamini Guido等［１０］将新型的微波方法应用在从植物中萃取香精油试验研究。比起传统方法，微波方法萃取的香精油，含氧化混合物较高、单萜很少。由此可见，微波加热是更有效的，体现了省时、节能的优点。Lucchesi Marie等［１１］研究了无溶剂的小豆蔻香精油的萃取。多参数的研究形成了一个中心合成设计，用来评估影响无溶剂萃取小豆蔻种子香精油的性能的三个变量的影响。由电荷耦合器件提供的统计结果表明试验选择的参数：萃取时间，微波辐射能和种子的水分含量都是相当关键的。 ２微波萃取技术在食品工业上中的应用 最近，许多作者就微波萃取技术在物理、化学性质等方面的近期应用介绍了一些
难处理金钼矿石的微生物浸出研究
难处理金钼矿石的微生物浸出研究 随着钼资源的不断开发利用,各类难选钼矿石的合理开发利用逐渐成为矿物加工领域的主要研究课题之一。开发经济合理、环境友好的难处理钼矿石加工利用方法越来越受到人们的重视。 与此同时,资源微生物处理技术由于生产成本低、环境污染轻,在处理贫矿、废矿及表外矿方面已经取得了巨大的经济效益,在处理难选矿石方面也同样具有明显的技术优势。本文针对河南洛阳地区难选金钼矿石中有用矿物嵌布粒度细、单一提金工艺生产成本高、伴生的钼矿物非常难选等特点,提出采用选矿-生物浸钼-氰化浸金的工艺路线,并对难选硫化钼矿物的生物浸出进行深入研究。 工艺矿物学研究结果表明,难选金钼矿石中的Mo和Au是主要回收元素,主要含钼矿物为胶硫钼矿,另有少量的钼华及钼铅矿;胶硫钼矿集合体呈胶体状,与褐铁矿毗邻共生,同时存在大量微细粒胶硫钼矿,这给钼的选矿回收带来了巨大困难,选矿试验结果也证实了这一点。鉴于该金钼矿石的难选性,就矿石中钼的生物浸出开展了系统的试验研究。 首先从西藏甲玛某矿区酸性矿坑水中分离提取出了一株细菌(代号为XZ), 其与实验室保存的一株Atf菌(代号为JL)一同从氧化活性、能源物质、形貌特征、培养条件、生长曲线及16SrDNA基因测序等方面进行了系统的选育和表征,确定XZ菌是一株At.f菌。采用Na2Mo04—矿浆培养基对XZ菌和JL菌进行驯化,显著提高了两株细菌对Mo离子的耐受能力,且JL菌的驯化性能优于XZ菌,耐受Mo离子的浓度更高。 利用原始菌和驯化菌对金钼混合粗精矿矿进行生物浸出,试验结果表明,驯化菌对Mo的浸出率显著高于原始菌,与XZ菌比较,JL菌对Mo的浸出率更高。采
微波萃取技术
微波萃取技术 摘要：微波萃取技术区别于传统的溶剂萃取，作为一种新型高效的萃取技术，是近年来的研究热门课题。微波可以穿透萃取介质，直接加热物料，能缩短萃取时间和提高萃取效率。本文对近年的微波萃取技术以及其研究做了综述，介绍了微波萃取的特点，主要影响因素及其应用。 关键词：微波；微波萃取；高效 Technology of Microwave Assisted Extraction Abstract: Microwave assisted extraction has attracted growing interest as it allows rapid extractions of solutes from solid matrices in recent years, with high extraction efficiency comparable to that of the classical techniques. Microwave assisted extraction consists of heating the extraction in contact with the sample with microwaves energy. But unlike classical heating, microwaves heat all the samples simultaneously without heating the vessel. Therefore，the solution reaches its boiling point very rapidly, leading to very short extraction time. This review gives a brief presentation of the theory of microwave and extraction systems. A discussion of the main parameters that influence the extraction efficiently, and its applications． Key Words: Microwave ; Microwave assisted extraction; efficiency 溶剂萃取是重要的传质单元操作]1[，其基本原理是通过溶质在两种互不相溶(或部分互溶)的液相之间不同的分配性质来实现液体混合物中某一单独或多种组分的分离或提纯。溶剂萃取通常在常温或较低温度下进行，具有能耗低的特点，较适用于热敏性物质的分离，经济效益较佳，有利于连续化的大规模生产。
微波技术应用
微波技术 一概述 微波是指波长范围为1ｍｍ～1ｍ，频率范围为30×102 ～30×105ＭＨｚ，具有穿透特性的电磁波。常用的微波频率为91 5ＭＨｚ和 2 450ＭＨｚ。微波作为一种电磁波，通常应用于广播、电视及通信技术中，近年来，随着科学技术的发展，微波作为一种能源，已逐渐应用于食品杀菌、干燥、烘烤、膨化、解冻等方面。 微波技术在食品工业中的应用可追溯到四十年代末期，1947年由美国雷声公司马文·贝克根据微波的加热效应制成了世界上第一台用于食品加热的微波炉。鉴于微波具有在食品内部生热并迅速产生均匀温度的观点，人们开始研究将它用于工业加热技术上以其开辟新的热能源，提高热能利用率和缩短加工时间，大约经历了十余年的探索，终于在1965年由美国Cryodry Comporation 公司研制成功了世界上第一台 915MHz/50kW隧道式微波干燥设备，并在Seyfert Foods食品公司首次投入实际应用，用来干燥油炸马铃薯片。此后微波能技术在美国、日本、加拿大和欧洲等发达国家在用来解决食品工业中的多种加热干燥、烹制、杀虫灭菌和回温解冻等方面相继获得成功并表现出强大的技术优势。到七十年代，世界各国普遍推广应用。例如在气候温和潮湿的日本，微波在食品工业中的应用占整个工业应用的60%。我国自1973年由南京电子管厂率先研制成功了工业微波干燥设备以来，经过了20年的努力，也积累了比较丰富的经验。目前我国已成功地应用微波能烧烤食品、干果焙烤、牛肉干燥、蔬菜脱水、快餐面干燥、食品杀菌、饮料杀菌、白酒陈化催熟等许多领域，并取得显著进展。 二微波技术的原理及特点 综合微波技术在食品工业中的各种应用可归结为如下原理。 （一）微波加热干燥原理 微波加热技术是一种新的加热方式。它是依靠以每秒245000万次速度进行周期变化的微波透入物料内，与物料的极性分子相互作用，物料中的极性(如水分子)吸收了微波能以后，改变其原有的分子结构，亦以同样的速度作电场极性运动，致使彼此间频繁碰撞而产生了大量的摩擦热，从而使物料内各部分在同一瞬间获得热能而升温。由于微波辐射下介质的热效应是内部整体加热的，即理论上所谓的“无温度梯度加热”，基本上介质内部不存在热传导现象，因此，微波可相当均匀地加热介质。微波加热技术与传统加热方法相比，有如下特性：①穿透力强。②热惯性小。③呈现选择加热特性。④具有反射性和透射性。 微波干燥是在微波理论，微波技术和微波电子管成就的基础上发展起来的一门新技术，微波干燥已在许多领域内获得广泛的应用。它是应用微波加热的原理， 使品温度上升，达到干燥的目的。微波干燥具有如下的特点： 1 .干燥速度快、干燥时间短 由于常规加热需要加热传热介质和环境，再进入食品，故需较长时间才能达到所需加热温度。而微波加热则是加热物体直接吸收微波能，加热速度大大高于常规加热方法，此时只需一般方法的十分之一到百分之一的时间就能完成整个加热和干燥的过程。 2. 产品质量高 由于加热时间短，又非热效应配合，因此，可以保存加工原料的色、香、味,并且维生素的破坏也较少。 3. 加热均匀
微波萃取技术及其应用
开发与应用 Development and Application 微波萃取技术及其应用 骆健美1 卢学英2 张敏卿1 (1天津大学化学工程研究所,天津,300072; 2天津大学自动化学院,天津,300072) 提 要 本文对微波萃取技术进行了简要综述,具体介绍了微波萃取的原理、特点、萃取参数、设备、优越性及近些年来的研究进展和应用,并展望了微波萃取技术的发展前景。 关键词 微波萃取,样品处理,超临界流体萃取 萃取是分离和提纯物质的一种常用方法。传统的萃取方法有索氏萃取、搅拌萃取和超声波萃取,但由于具有费时、费试剂、效率低、重现性差等缺点,近年来已不能满足发展的需要,因而先后提出了超临界流体萃取(SFE)、微波萃取(M AE)和加速溶剂萃取(ASE)。但因存在技术缺陷、设备复杂、运行成本高或萃取效率低等问题,超临界萃取和加速溶剂萃取的发展和应用受到了限制,而微波萃取则克服了以上缺点,表现出良好的发展前景和巨大的应用潜力。1986年,匈牙利学者G anzler K.报道了利用微波能从土壤、种子、食品、饲料中萃取分离各种类型化合物的样品制备新方法———微波萃取法[1]。 1 微波萃取的原理和特点 1.1 微波萃取的原理 微波是指波长从1mm到1m之间,频率为3×106～3×109H z的电磁波,它介于红外线和无线电波之间。微波在传输过程中遇到不同的介质,依介质性质不同,会产生反射、吸收和穿透现象,这取决于材料本身的几个主要特性:介电常数、介质损耗系数、比热、形状和含水量等。因此在微波萃取领域中,被处理的物料通常是能够不同程度吸收微波能量的介质,整个加热过程是利用离子传导和偶极子转动的机理,因此具有反应灵敏、升温快速均匀、热效率高等优点。其基本原理是:不同物质的介电常数不同,对微波能的吸收程度也不同,由此产生的热量和传递给周围环境的热量也不同。在微波场中,吸收微波能力的差异使基体物质中的某些区域和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,进入到介电常数小、微波吸收能力较差的萃取剂中[2]。 1.2 微波萃取的特点 传统的萃取过程中,能量首先无规则地传递给萃取剂,再由萃取剂扩散进基体物质,然后从基体中溶解或夹带出多种成分出来,即遵循加热—渗透进基体—溶解或夹带—渗透出来的模式,因此萃取的选择性较差。 对于微波萃取,由于能对体系中的不同组分进行选择性加热,因而成为一种能使目标组分直接从基体中分离的萃取过程。与传统的索氏萃取、超声波萃取相比,其主要特点是:快速,节能,节省溶剂,污染小,而且有利于萃取热不稳定的物质,可以避免长时间的高温引起物质的分解,特别适合于处理热敏性组分或从天然物质中提取有效成分。与超临界萃取相比,微波萃取的仪器设备比较简单廉价,且适用面广,较少受被萃取的仪器物极性的限制(目前超临界流体萃取难以应用于极性较强的物质)。 例如,在分析水中的挥发性有机物[3]时,将微波法与传统的静态顶空气相萃取法进行了对比发现,前者比后者萃取效率提高35%以上,萃取时间从30min减少到1min以内;用萃取方法提取混和饲料中的维生素A、D和E的研究结果[4]表明,微波萃取与磁力搅拌萃取、超声波萃取相比较,虽然回收率均在90%～110%之间,但微波萃取的回收率最好,可达100%～104%,且萃取时间最短,仅需5min。将微波萃取用于中药萃取的研究表
微波技术应用行业
山东康来机械设备有限公司Shandong Kang Lai mechanical equipment Co., Ltd. 加上设计人思想
企业介绍： 山东康来机械设备有限公司是集科、工、贸为一体，从事研发、生产微波设备的高新技术企业，创始于2009年。其前身是济南康来微波设备有限公司，2016年企业发展壮大，公司体制改革变更为股份制企业。 公司致力于微波技术在食品、制药、化工、冶金、纺织、木材、石油、橡胶、陶瓷、造纸、粮食、干果、饮料、海鲜、新能源、环保等领域的开发应用及成套设备的生产制造。所有产品按GMP、FDA标准设计制造，其各项主要技术指标居于国际先进水平。公司产品有2450MHz、915MHz两大系列50多种型号、规格，得到国内外许多食品、制药、保健品、化工等企业的支持及应用。其主导产品有：微波食品干燥灭菌设备、微波药品干燥灭菌设备、微波化工产品干燥处理设备、微波木材烘干杀虫设备、微波调味品烘干杀菌设备、微波辣椒制品干燥杀菌设备、微波五谷烘烤设备、微波陶瓷固化设备、微波茶叶杀青机、微波口服液等中成药品灭菌设备、微波橡胶硫化设备、微波纸张干燥设备、微波昆虫(黄粉虫、蝇蛆)干燥设备、微波废物消毒设备、微波烧结设备、微波真空萃取、微波真空干燥设备、微波试验炉等多种系列和品种。 公司凭借多年设计、制造微波设备的经验，可以按用户的不同要求提供最佳的设备设计方案，供用户选择。公司所供产品免费负责安装、调试、操作培训；实行“三包”，保修一年和终身技术服务。 企业宗旨：同顾客以双赢，与员工共发展，给股东以回报，对社会以贡献。 企业愿景：创行业顶级品牌，供专业实用设备。 企业精神：真诚信赖，执着追求，稳健务实，拓新致远。 经营理念：以技术为龙头，以管理打基础，以人才为根本，以品牌闯天下。 服务理念：客户满意是检验我们工作的唯一标准。 （名片夹） 联系人： 联系方式：
微波提取
2.微波技术在中药提取中的应用 2.1 微波及微波特性 2.2 微波技术的发展 2.3 微波提取中药成分原理与应用 2.4 微波提取的评价与存在问题 2.5微波干燥灭菌技术在中药生产中的应用 2.1 微波及微波特性 2.1.1 微波的概念： 微波（microwave .MW）是超高频率电磁波， 波长1~0.001m，频率在300MHz—300GHz的电磁波。 2.1.2 微波的特性： ①似光特性：高频率、波长短—直线传播 ②穿透特性: 反射性：MW→金属.入射角=反射角（金属不发热） 穿透性: MW→某些非金属（透明体）不发热 吸收性: MW→水（发热） 2.1.2 微波的特性： ③热特性： 微波MW→物体内部→热能，内外温度相等，表面水蒸发时温度略低，形成由里到外的温度降低梯度，有利于干燥。 2.1.2 微波的特性： ④非热特性（生物效应）： 微生物内H2O在WV作用下产生极性震荡→ 细胞膜结构破裂，细胞分子间氢键松弛→细胞死亡→实现了低温灭菌。 2.2 微波技术的发展 20世纪 30年代：MW用于——防空雷达 40年代，美国：第一台微波炉——也称雷达炉 90年代：加拿大：设计的——微波提取装置取得了多国专利，一次可以处理1~5吨的物料，用于食品，香料，调味品的生产。 1994年：法国研制的SOS-1100型微波萃取仪在美、日、韩、墨西哥、西欧等申请了专利。目前中国：工业微波技术处于实验阶段 2.3 微波提取原理与应用 2.3.1微波提取(Microwave -Assisted Extraction MAE)原理： 微波提取利用了介电加热和离子传导的作用。 ①介电加热： 永久偶极分子在2450MHz电磁场条件下产生 共振频率：4.9×109次／秒， 分子→超高速旋转→动能↑→温度↑ ②离子传导：
微波技术原理及其在化学化工领域的应用
HUNAN UNIVERSITY 题目：微波技术原理及其在化学化工领域的应用
微波技术原理及其在化学化工领域的应用 摘要：本文介绍了微波技术原理以及其发展背景，并针对微波技术在化学化工领域的应用概况进行了总结和介绍，也提出了应用中的问题以及展望。 关键词：微波技术，化学，化工 1.引言 微波是一种波长很短的电磁波，其频率介于300 MHz-300 GHz，波长介于1 mm-1 m之间。因其波长介于远红外线和短波之间，故称之为微波。微波具有的特点为高频性、波动性、热特性和非热特性[1]。随着科学的发展，微波技术得到了广泛的应用，尤其是在通信行业，如微波卫星通信、微波散射通信、模拟微波通信和数字微波通信等。近年来，微波以其高效、均匀、节能、环保等诸多优点受到广泛关注，并逐渐成为一种新型能源得到越来越广泛的应用[2]。 2.微波技术的发展 微波技术兴起于20世纪30年代，在电视、广播、通讯等相关技术领域中得到了广泛的应用。经过长期发展后，美国于 1945 年率先发现了微波的又一特性，即热效应，并创新性的将其作为一种非通讯能源开始应用于工业、农业以及相关科学研究中。 微波技术的发展主要取决于微波器件的应用和发展。早在20世纪初，就有研究人员开始了对微波理论的探索，并进行了相关的实验研究。但由于当时信号发生器功率较小，加之信号接收器灵敏度较差，实验未能取得实质性的进展[3]。1936年，波导技术的进一步发展为微波技术的研究提供了可靠的理论及实验条件。美国电话电报公司的George C. Southworth.将波导用作宽带传输线并申请了专利，同时，美国麻省理工学院的M.L Barrow 完成了空管传输电磁波的实验，这些工作为规则波导奠定了理论基础，推动了微波技术进一步向前发展[4]。20世纪40年代，第二次世界大战期间，雷达的出现和使用引起了人们对微波理论和技术的高度重视，并研制了很多微波器件，在此期间，微波技术迅速发展并在
微波技术的当前应用浅析
2012—2013学年上学期微波工程 期中论文 微波技术的当前应用浅析 学生姓名：邓兴盛 学号： 10908030101 课程名称: 微波工程 指导教师：何俊 专业班级：电子信息工程 完成时间： 2012年5月20日
微波技术的当前应用浅析 【摘要】微波技术早在二战结束不久就已经在工业上得到应用，但真正得到重视确实在上世纪七八十年代，经过了多年的发展已逐步形成了一系列的交叉技术，在不同的领域都发挥着其独有的优势和特殊作用，本文就目前世界上微波技术在不同领域的应用及其前景做一简单的分析，并就微波技术在应用中的一些需要我们共同关注的问题试图做一些思考。 【关键词】微波技术，应用价值，影响思考 【正文】1864年，英国科学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象的基础上，建立了完整的电磁波理论。他断定电磁波的存在，推导出电磁波与光具有同样的传播速度。1887年德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在。之后，1898年，马可尼又进行了许多实验，不仅证明光是一种电磁波，而且发现了更多形式的电磁波，它们的本质完全相同，只是波长和频率有很大的差别。至此，随着人们对电磁波概念的认知，开始不断地认识到了电磁波在实际生活中的应用价值。 一个典型的例子，1936年4月美国科学家South Worth用直径为12．5cm 青铜管将9cm的电磁波传输了260m远，从而它证实了麦克斯韦的另一个预言──电磁波可以在空心的金属管中传输，因此在第二次世界大战中微波技术的应用就成了一个热门的课题。战争的需要，促进了微波技术的发展，而电磁波在波导中传输的成功，又提供了一个有效的能量传输设备，微波电真空振荡器及微波器件的发展十分迅速。在1943年终于制造出了第一台微波雷达，工作波长在10cm。在第二次世界大战期间，由于迫切需要能够对敌机及舰船进行探测定位的高分辨率雷达，大大促进了微波技术的发展。 一、微波的存在 微波是指波长在1mm～1000mm、频率在300MHz～300GHz范围之间的电磁波，因为它的波长与长波、中波与短波相比来说，要“微小”得多，所以它也就得名为“微波”了。 微波有着不同于其他波段的重要特点，它自被人类发现以来，就不断地得到发展和应用。19世纪末，人们已经知道了超高频的许多特性，赫兹用火花振荡得到了微波信号，并对其进行了研究。但赫兹本人并没有想到将这种电磁波用于通信，他的实验仅证实了麦克斯韦的一个预言──电磁波的存在。
生物浸出技术在铜工业中的应用
——读后感 学院：冶金与能源工程学院 专业：有色冶金专业
——读后感 杨红晓，周爱东，徐家振 1、概述 铜是非常重要的有色金属，自2000年以后，我国铜的消费量一直保持15％左右的增长。2002年消费量达到256万t，并第一次超过美国，成为第一大铜消费国，预计2010年的需求量为580万～650万t，铜已成为我国国民经济建设与发展的重要保证。而铜矿物资源逐渐短缺，受资源、能源和环境的压力，在改进传统火法提取方法的同时，人们一直在寻求更合理的铜生产方法。当前全球高品位铜矿资源日益短缺。传统的火法炼铜工艺不仅环境污染大、还不能经济有效地处理低品位的铜矿。随着工业发展对金属铜的需求日益增加，人们越来越多地关注予微生物冶金。生物冶金是利用以矿物为营养基质的微生物，将矿物氧化分解从而使金属离子进入溶液，通过进一步的纯化、浓缩获得金属的新技术，它的实质是加速硫化矿物自然转化成氧化物的湿法冶金过程。该技术综合了湿法冶金、微生物学、矿物加工、化学和环境工程等多个学科的研究成果。与传统处理工艺相比，生物冶金技术具有如下特点:(1)工艺流程简化、设备简单易操作、成本低、能耗少。(2)资源利用广，能使更多不同种类及低品味矿物资源得到有效利用。(3)污染排放少，有利环保。从文献记载来看，生物冶金技术已具有较长的历史，早在公元前2世纪，堆浸在当时就是生产铜的普遍做法。我国是世界上最早利用微生物浸矿的国家，但也只是在采铜、铁过程中不自觉地利用了自发生长的某些自养细菌浸矿。在欧洲，这种技术的应用至少始于公元二世纪，从1687年开始，瑞典中部Falun矿山的铜矿至少已经浸出了2百万吨铜。 2、生物浸出的机理 微生物对硫化物的氧化作用是一个复杂的过程，这一机理至今尚不完全清楚；同时还具有原电池效应及其它化学作用。但现在有两种氧化作用是肯定的，这就是直接氧化作用和间接氧化作用。“直接氧化作用”是指在浸出过程中，微生物附于矿物表面通过蛋白分泌物或其他代谢产物直接将硫化矿氧化分解的作用。这类反应包括下面所列的反应式（4）、（5）、（3）一类的反应“间接氧化作用”是指微生物将硫化矿物氧化过程产生的及其它存在于浸
微波技术在环境保护领域中的应用
微波技术在环境保护领域中的应用 王剑虹1,严莲荷1,周申范1,刘德宝2 (11南京理工大学水处理所,江苏南京 210094;21唐山钢铁股份有限公司热轧薄板厂,河北唐山 063020) [摘要]对当前微波辐射技术在环保领域的应用和研究状况进行了综述,着重介绍了微波加热机理及其特点,在废水、废气、固体废弃物的处理,环保材料的研制,环境监测等方面的应用,讨论了应用中存在的一些问题,并展望了微波技术在环保领域的应用前景。 [关键词]微波;辐射加热机理;废水;固体废弃物;环境监测 [中图分类号]X509 [文献标识码]A [文章编号]1005-829X (2003)04-0018-05 Application of the microwave technology to the environmental protection Wang Jianhong 1,Yan Lianhe 1,Zhou Shenfan 1,Liu Debao 2 (11W ater T reat ment Instit ution ,N anji ng U niversity of Science &Technology ,N anji ng 210094,Chi na ; 21Tangshan I ron and S teel Co.,L t d.,Tangshan 063020,Chi na ) Abstract :The microwave irradiation technologies applied to environmental protection is surveyed.The mecha 2nism and features of microwave irradiation and the microwave technologies applied to wastewater are emphasized especially.Waste gas and waste solid treatment ,environmental protection materials production and environmen 2tal monitor and the problems of the technologies are discussed the applicable prospect of the microwave technolo 2gy in the environmental protection. Key words :microwave ;irradiation mechanism ;wastewater ;waste solid ;environmental monitor 自1970年使用微波炉装置成功的处理核废料以来,微波技术迅速扩展到了化学领域。而近十几年来人们已经注意到微波在环境保护领域的应用潜力。对微波加热机理及其特点,在废水、废气、固体废弃物的处理,环保材料的研制,环境监测等方面都进行了广泛的研究,我们对微波辐射技术的发展方向进行了展望,相信微波技术将会有广泛的应用前景,一旦工业化可以带来巨大的经济和社会效益。1 微波加热的机理和特点 微波是一种电磁能。可改变离子迁移和偶极子转动情况,但不引起分子结构改变,是非离子化的辐射能。微波通常是指波长为1mm 到1m 之间(频率300～300000MHz )的电磁波,介于红外与无线电波之间,而最常用的加热频率是2450MHz 。一般来说,介质在微波场中的加热有两种机理,即离子传导和偶极子转动。在微波加热的实际应用中,两种机理的微波能耗散同时存在。1.1 离子传导机理 离子传导是电磁场中可离解离子的导电移动,离子移动形成电流,由于介质对离子的阻碍而产生热效应〔1～3〕。溶液中所有的离子起导电作用,但作用大小与介质中离子的浓度和迁移率有关。因此,离子迁移产生的微波能量损失依赖于离子的大小、电荷量和导电性,并受离子与溶液分子之间的相互作用的影响。1.2 偶极子转动机理 介质是由许多一端带正电,一端带负电的分子(或偶极子)组成。如果将介质放在两块金属板之间,介质内的偶极子作杂乱运动,当直流电压加到金属板上,两极之间存在一直流电场,介质内部的偶极子重排,形成有一定取向的有规则排列的极化分子。若将直流电换成一定频率的交流电,两极之间的电场会以同样频率交替改变,介质中的偶极子也相应快速摆动,在2450MHz 的电场中,偶极子以4.9×109次/s 的速度快速摆动。由于分子的热运动和相邻分子的相互作用,使偶极子随外加电场方向的改变而作规则摆动时受到干扰和阻碍,产生了类似摩擦的作用,使杂乱无章运动的分子获得能量,以热的形式表现出来,介质的温度也随之升高。 偶极子加热的效率与介质的弛豫时间、温度和粘度有关。而温度和介质离子的迁移率、浓度及介质的弛豫时间决定两种能量转换机理对加热的贡 — 8 1—2003年4月第23卷第4期 工业水处理Industrial Water Treatment Apr.,2003 Vol.23No.4
微波萃取技术
微波萃取技术 摘要：微波可以穿透萃取介质，直接加热物料，能缩短萃取时间和提高萃取效率。本文对近年的微波萃取技术以及其研究做了综述，介绍了微波萃取的特点、主要影响因素及其应用。微波萃取作为一种新技术，其前景广阔，有望在萃取抽提领域开拓出新的天地。 关键词：微波；微波萃取技术；应用 Abstract:Unlike classical heating, microwaves heat all the sample simultaneously without heating the vessel. Therefore, the solution reaches its boiling point very rapidly, leading to very short extraction times. This review gives a brief presentation of the theory of microwave and extraction systems, a discussion of the main parameters that influence the extraction efficiency, and the main results on the applications. As a new technology, microwave assisted extraction has a broad prospect, and is expected to open up a new field in the extraction area. Key words:microwave; microwave assisted extraction; applications 1 概述 传统的溶剂萃取技术经过不断的技术完善发展、应用范围的拓宽，已成为有效的
微波技术在各领域的应用
微波技术在各领域的应用 发布来源：三乐微波发布时间：2014/5/30 8:57:00 一、微波原理 微波是指波长在1mm~1000mm、频率在300MHz-300GHz范围之间的电磁波，因为它的波长与长波、中波和短波相比来说，要“微小”得多，所以称之为“微波”。 微波有着不同于其他波段的重要特点，它自被人类发现以来，就不断的得到发展和应用，19世纪末，人们已经知道了超高频的许多特性，赫兹用火花振荡得到了微波信号，并对其进行了研究，仅证实了麦克斯韦的一个预言—电磁波的存在。20世纪初期对微波技术的研究又有了一定的进展，1936年4月美国科学家South Worth用直径为12.5cm青铜管将9cm的电磁波传输了260m远，波导传输实验的成功激励了当时的研究者，因为它证实了麦克斯韦的另一个语言—电磁波可以在空心的金属管中传输，因此在第二次世界大战中微波技术的应用就成了一个热门的课题。战争的需要，促进了微波技术的发展，而电磁波在波导中传输的成功，有提供了一个有效的能量传输设备，微波电真空振荡器及微波器件的发展十分迅速。在1943年终于制造除了第一台微波雷达，工作波长在10cm。在第二次世界大战期间，由于迫切需要能够对敌机及舰船进行了探测定位的高分辨率雷达，大大促进了微波技术的发展。第二次世界大战后，微波技术进一步迅速发展，不进系统研究了微波技术的传输理论，而且向着多方面的应用发展，并且一直在不断的完善，我国开始研究和利用微波技术实在20世界70年代初期，首先在连续波磁控管的研制方面取得重大进展，特别是大功率磁控管的研制成功，为微波技术的应用提供了先决条件。此后我国在微波领域迅速发展，80年代我公司生产出中国第一台微波炉，到目前为
硫化矿生物浸出过程的氧化机理及生物多样性研究
硫化矿生物浸出过程的氧化机理及生物多样性研究随着世界的经济的飞速发展和人口数量的持续攀升，对金属矿产资源的需求量也是不断增加；高品位、易处理矿石亦逐渐消耗殆尽，低品位、难处理矿石成为今后主要可利用的矿产资源。传统冶金方式对低品位矿石的处理存在污染大、能耗高等问题，利用微生物的氧化将矿石中有价金属溶出的生物冶金技术具有环境友好、流程短、成本低等优点，但其存在氧化速率慢、细菌易受环境影响等缺点。 因此，提高细菌对矿石的氧化效率，促进有价金属的高效回收是目前湿法冶金领域需要解决的热点问题。本文利用从德兴铜矿酸性矿坑废水中筛选并富集得到适合在35℃-40℃的温度下生长的嗜酸菌，并对其进行驯化。 选用含高砷的金精矿、黄铜矿等典型的硫化矿作为处理对象，在浸出体系中加入少量带巯基氨基酸（L-半胱氨酸和高半胱氨酸），利用细菌和氨基酸共同作用氧化金精矿和黄铜矿。通过XRD（X射线衍射），FIRT（傅立叶变化红外线光谱），SEM/EDS（扫描电子显微镜/能量弥散X射线谱)等表面分析技术考察金精矿矿粉在浸出前后的化学成分和结构的改变，确定金精矿生物氧化途径及机理并探讨氨基酸对其氧化途径的影响；利用黄铜矿的半导体性质，将黄铜矿矿块做成电极，进行循环伏安、极化曲线和交流阻抗等电化学实验，确定黄铜矿氧化途径以及氨基酸对黄铜矿浸出的影响。 利用Miseq高通量测序法确定浸矿前后浸矿细菌的群落结构和群落演替情况；同时针对浸矿过程中对于金属离子的测定程序复杂的现状，本文开发了一种在酸性条件下能与Fe3+结合并能产生明显荧光的罗丹明衍生物荧光探针，并将该探针应用于金精矿等硫化矿的生物浸出液中Fe3+浓度的检测。主要研究内容
微波辅助萃取技术在体内药物分析中的应用
微波辅助萃取技术在体内药物分析中的应用 发表时间：2016-05-20T11:10:40.943Z 来源：《医药前沿》2016年4月第12期作者：魏然程婷婷 [导读] 菏泽市公安局刑事科学技术研究所在检材的预处理这一关键环节发挥着愈发重要的作用，本文简要介绍了该技术的特点、分类以及影响因素。 魏然程婷婷 （菏泽市公安局刑事科学技术研究所山东菏泽 274000） 【摘要】本文简要介绍了微波辅助萃取技术的特点、分类以及影响因素，对于近年来该技术在体内药物分析领域的应用进行了评述，并对其前景进行了展望。 【关键词】微波辅助萃取；药物分析；评述 【中图分类号】R319 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752（2016）12-0379-02 1.引言 微波辅助萃取技术又称微波萃取技术（Microwave assisted extraction-MAE），是微波和传统的溶剂萃取法相结合后形成的一种新型萃取技术[1]，在检材的预处理这一关键环节发挥着愈发重要的作用，本文简要介绍了该技术的特点、分类以及影响因素，着重综述近年来其在体内药物分析领域的应用，并进行了展望。 2.微波辅助萃取技术简介 2.1 微波辅助萃取的特点 与其他萃取技术（如索氏萃取、超声萃取、加速溶剂萃取等）相比，微波辅助萃取技术具有加热均匀、快速高效、易于控制、选择性好、回收率高等优点，被誉为“绿色提取工艺”。 2.2 微波辅助萃取的分类 根据萃取罐的类型，微波萃取体系可分为开罐式微波萃取体系与密闭型微波萃取体系两个大类。根据微波作用于萃取体系的方式，亦可分为发散式微波萃取体系与聚焦式微波萃取体系两个大类。 2.3 微波辅助萃取的影响因素 微波萃取技术的影响因素众多，主要有萃取溶剂、萃取温度、萃取时间、溶液pH值等。 3.微波辅助萃取在体内药物分析中的应用 3.1 体内毒品成分分析 孙洪峰［2］等人建立了人体血液中甲基苯丙胺的微波萃取-气相色谱测定方法。考察了各因素对萃取率的影响，并与液-液萃取法进行比较。结果表明，在相同条件下，微波萃取率高于液-液萃取。血液中甲基苯丙胺的最佳提取条件为：调节血样pH为13，以乙酸乙酯为萃取溶剂于30℃下微波提取8min。在此条件下平均萃取率达到81.4%，相对标准偏差为6.4%(n=5)，对血液中甲基苯丙胺的最低检测限为220μg/L。 王继芬［3］等人建立了人体血液中3，4-亚甲二氧基苯丙胺(MDA)、3，4-亚甲二氧基甲基苯丙胺(MDMA)的微波萃取-气相色谱测定方法。研究确定了血液中MDA、MDMA的最佳提取条件，即调节血样pH=13，以乙酸乙酯为萃取溶剂，于30℃下微波提取10min。测定的MDA、MDMA平均萃取率分别达96.7%和101.7%，相对标准偏差分别为4.8%和5.3%(n=5)，经检测，2种药物和基体得到了很好的分离，对血液中MDA、MDMA的检出限为5×10-8g/mL。 王小波［4］等人建立了血液中可卡因（cocaine，COC）及其代谢物爱冈宁甲基酯（ecgonine methyl ester，EME）的气相色谱-质谱和气相色谱-氢火焰离子化检测方法。该方法采用微波萃取提取血液中的COC和EME，优化并确定了最佳提取条件：以V(氯仿)：V（异丙醇）=9：1混合溶液为提取溶剂，0.05mol/L Na2CO3-NaHCO3缓冲溶液调节样品溶液的pH至10.0，在40℃下微波萃取6min；经检测，COC和EME的平均回收率分别为79.91%～99.85%，相对标准偏差（RSD）均小于3.10%，检出限（S/N=3）分别为60mg/L和40mg/L。张月琴［5］等人建立了尿液中氯胺酮(Ketamine)的微波萃取-气相色谱(GC)测定方法。研究确定了尿液中Ketamine的最优提取条件，即以4mol/L NaOH溶液调节尿液pH值为12，在50℃的温度下选用4mL的以乙酸乙酯为萃取剂，萃取时间为8min。在此条件下，检出限(S/N=3)为0.2mg/L；日内及日间精密度均小于3%，回收率为79.5%～101.3%。 3.2 体内农药成分分析 应剑波［6-7］等人利用微波萃取、气相色谱质谱联用仪技术，分别研究了血中常见有机磷、氨基甲酸酯以及杀蚕毒素类农药的检验方法。农药经V（丙酮）：V（二氯甲烷）：V（环己烷）=4：3：3的混合溶剂微波辅助萃取，浓缩后经GC/MS测定，各类农药的回收率为63%～96.8%，检出限较低，且线性关系良好。该方法操作简便、机械化程度高、处理批量大、重现性好、空白干扰小，可用于医疗、卫生、法庭科学实际案例的药物毒物筛选。 4.结束语 近年来，微波辅助萃取技术正朝着自动化、联用化的方向发展，作为一种新兴的样品前处理技术，由于其不可替代的种种优势，未来必将在体内药物分析领域发挥更加重要的作用。 【参考文献】 [1] K Ganzler，A Salgó，K Valkó Microwave Extraction : A Novel Sample Preparation Method for Chromatography 《Journal of Chromatography A》,?1987,?371:299-306. [2] 孙洪锋，谷学新，王继芬等.微波萃取-气相色谱法测定血液中的甲基苯丙胺《色谱》2007,?25(04):590-593. [3]王继芬，孙洪峰，叶能胜等.微波萃取-气相色谱法测定血液中的MDA和MDMA《应用化学》,2009,?26(01):0-0. [4]王小波，叶能胜，王继芬等微波萃取-气相色谱法测定血液中的可卡因及其代谢物爱冈宁甲基酯《色谱》2010,?28(7):673-676. [5]张月琴，叶能胜，谷学新等.微波辅助萃取-气相色谱法测定尿液中的氯胺酮《分析化学》,2009(2):311-311. [6]应剑波，徐洁蕾，谢伟宏等.微波萃取和PTV-GC/MS/MS结合分析血中常见有机磷农药《中国法医学杂志》,2008,23(06):403-405.