微波消解技术利用微波的穿透性和活化反应能力,对密闭容器中的试剂和样品进行加热,可以提高制样容器中的压力和反应温度,从而大大提高反应速率,缩短制样时间。反应条件可控,制样精度更高,减少了环境污染,改善了实验人员的工作环境。方法传统的制备方法是多孔消化器或消化炉,样品的消化时间通常需要几个小时以上。即使选择更先进的传统消解器,并配备尾气吸收装置,也难以避免消化过程中尾气泄漏,产生非常呛人的气味。样品制备采用微波消解系统,消解时间仅需几十分钟。消化过程中,由于消化池是密闭的,不会有尾气泄漏,也不需要有毒的催化剂和加热剂。密闭消解避免了尾气挥发造成的样品损失。那么不同材料的微波消解都分别有什么特点?
1、金属材料不吸收微波,只反射微波。例如铜、铁、铝等。金属(不锈钢板)作为微波炉的炉膛,来回的反射作用在加热材料上。不要将金属容器放入微波炉,反射的微波会损坏磁控管。
2、绝缘体可以传输微波,几乎不吸收微波的能量。如玻璃、陶瓷、塑料(聚乙烯、聚苯乙烯)、聚四氟乙烯、应时、纸等,它们对微波是透明的,微波可以穿透它们向前传播。这些物质都不能吸收微波的能量,或者吸收很少的微波。材料的微波吸收强度本质上与材料的复介电常数有关,即损耗因子越大,微波吸收能力越强。家用微波炉容器多为塑料制品。微波消解罐使用的材料有聚四氟乙烯、工程塑料等。
3、极性分子可以吸收微波(是一种损耗因子很高的物质),如水、酸等。它们的分子具有永久偶极矩(即分子的正负电荷中心不重合)。在微波场中,极性分子迅速改变取向,以微波的频率来回旋转,使分子相互碰撞、摩擦,吸收微波的能量,使温度升高。水是强极性分子,所以可以用微波炉加热。