微波消解仪的工作原理及应用

        消解仪是一种常用的样品前处理设备，根据自动化程度可分为半自动消解仪和自动消解仪；按原理可分为电热消解仪和微波消解仪。
         1.什么是微波炉？微波是电磁波的一种，是频率为300MHz-300GHz的电磁波，即波长在100cm到1mm范围内的电磁波，即波长介于远红外线和无线电波之间.在微波频段，1-25cm波长的频段zhuan供小达使用，其余用于电信传输。为防止民用微波功率对无线电通信、广播、电视、雷达等造成干扰，工业、科研、医药、家庭用民用微波频率为2450±50MHz。因此，微波消解设备使用的频率基本都是245OMHz，家用微波炉也是如此。
         2、微波的特性
        (1)金属材料不吸收微波，只能反射微波。如铜、铁、铝等。用金属（不锈钢板）作为微波炉的炉膛，在加热材料上来回反射。金属容器不能放在微波炉中，因为反射的微波会损坏磁控管。
         (2)绝缘体能传输微波，几乎不吸收微波能量。如玻璃、陶瓷、塑料（聚乙烯、聚苯乙烯）、聚四氟乙烯、石英、纸等，它们对微波是透明的，微波可以穿透它们并向前传播。这些物质都没有吸收微波的能量，或者几乎没有吸收微波。物质吸收微波的强弱本质上与该物质的复介电常数有关，即损耗因子越大，吸收微波的能力越强[2]。大多数家用微波炉容器由塑料制成。微波密闭消解样品溶解罐所用材料有聚四氟乙烯、工程塑料等。
         (3)具有极性分子的物质会吸收微波（损耗因子大的物质），如水、酸等，它们的分子具有偶极矩（即分子的正负电荷中心不重叠）。在微波场中，极性分子随着微波的频率迅速改变取向，来回旋转，使分子相互碰撞摩擦，吸收微波能量使温度升高。我们吃的食物中含有水分，而水是强极性分子，所以可以用微波炉加热。下面，我们可以进一步了解样品微波消解的原理。
         3、微波消解仪工作原理
        称取 0.2g-1.0g 样品并置于消解中在水箱中加入约2ml的水并加入适量的酸。通常使用HNO3、HCI、HF、H2O2等，将罐盖好，放入炉内。当微波通过样品时，极性分子会随着微波频率迅速改变其取向。在 2450MHz 的微波下，分子每秒改变方向 2.45×109 次。样品温度急剧上升。同时，试液中的带电粒子（离子、水合离子等）在交变电磁场中电场力的作用下来回运动，也会与邻近的分子发生碰撞，引起样品温度升高。这种加热方式与传统的电炉加热方式*不同。
        微波加热是一种直接的身体加热方法。微波可以穿透测试溶液的内部。在样品的不同深度，微波无论走到哪里都会同时产生热量。这不仅使加热更快，而且更均匀。加热时间大大缩短，比传统加热方式更快更高效。例如，氧化物或硫化物在微波（2450MHz，800W）的作用下，可以在1分钟内加热到数百摄氏度。又如1.5克MnO2在650W微波中加热1分钟即可加热到920K，可见加热速度非常快。传统的加热方式（辐射、传导、对流）热能利用率低，大量热量散发到周围环境中，而微波加热直接作用于材料内部，从而提高了能量利用率。
        消化仪的应用
        用于消化、提取、蛋白质水解等分析化学的样品前处理工作。此外，微波有机合成将以其应用优势取代传统的合成方法。原子吸收光谱仪、原子荧光光谱仪、电感耦合等离子体发射光谱仪、电感耦合等离子体质谱仪、高效液相色谱仪、气相色谱仪等分析仪器的样品制备，越来越多的实验室采用微波样品处理系统来代替时间-消耗、费力和污染的方法。