[实用新型]微波超声波组合催化合成萃取仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种可用于药物化学、有机合成化学、分子生物学、食品科学、检疫防疫、军事化学、分析化学、无机化学、石油化工、材料化学、生物医学等相关领域的催化合成萃取仪，特别是涉及一种通过应用微波和超声波技术作为物理催化手段的微波超声波组合催化合成萃取仪。

背景技术

物理催化是有机化学领域近来发展起来的新技术，在加速和控制有机化学反应速度、开拓新的反应通道、提高反应产率、简化后处理过程等方面显示出了许多优越性、使过去许多难以发生或速度很慢的化学反应变得容易进行。超声波技术通过超声波换能器把电能转换成高频机械振动，产生空化、爆破作用来减少非反应性目标化合物与样品基体之间的作用力或加速化合物之间的反应速度，从而提高样品消解或萃取效率和反应产率。超声波的“空化”作用造成反应体系活性的变化，产生足以引发化学反应的瞬时高温高压，形成了局部高能中心，促进化学反应的顺利进行，这是超声波催化化学反应的主要因素；超声波的次级效应如机械震荡、乳化、扩散、击碎等都有利于反应物的全方位充分混合，比一般的单向搅拌效果更为有效。

微波是一种波长介于红外和超声波之间的电磁波。微波应用于有机合成的研究始于1986年，Gedye和Smith及本实用新型发明者之一胡文祥等通过比较常规条件下与微波辐射条件下进行酯化、水解、氧化等反应，发现在微波辐射条件下，反应得到不同程度的加快，而且有的反应速度被加快了几百倍，甚至几千倍。微波是一种电场与磁场垂直振动、传播方向又与振动方向垂直的电磁波，电场的能量是磁场能量的371倍。按照绝对反应速度理论，反应速率常数主要由反应焓和熵两个物理量决定，通常情况下，反应速度主要由焓效应决定，对应于微波中的电场效应，磁场主要影响反应体系的熵值。交变电场变化为10⁹/秒，作用于反应体系中的偶极分子，使之同步变化，偶极分子跟不上这一变化速度而产生“内摩擦”，从而内能增加，加快反应速度。在微波场作用下，反应物内部的电损耗和磁损耗机制使微波电磁场能量快速转化为热能，实现对反应物的快速加热。近来，微波在化学各分支学科以及化工、医药、卫生、临床、环保等领域应用广泛，其清洁、低能耗、污染少、操作简便、反应时间短、产率高以及选择性好的优点引起了科学家的关注。

微波和超声波分别用于有机化学反应过去已有了一些研究，但是催化效率还不是很高，将两者同时组合起来用于催化有机反应，效率大大提高，尚未见国内外报道。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种微波超声波组合催化合成萃取仪，它可在常温常压环境下，利用超声波空化作用与微波辐射相结合的方式，快速高效地催化化学合成的化学反应和萃取等物理过程，微波超声波协同组合的催化技术比单独使用微波、超声波更具有优势，从而进一步缩短了化学反应时间，提高了反应的选择性和收率。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：一种微波超声波组合催化合成萃取仪，包括计算机或芯片控制装置、微波发生装置、超声波发生装置、智能控温测温装置、反应容器和微波腔、机箱外壳，所述微波腔设置在机箱外壳内，微波发生装置和芯片控制装置分别设置在微波腔外侧与机箱外壳之间，所述微波腔和机箱外壳的上方设置有两个通孔，一个通孔插装固定有超声波换能器，其下变幅杆和探头插装在反应容器的中间接口中，反应容器放置于微波腔中。另一个通孔处设置有波导截止管，波导截止管中插装有四通管，四通管上设置有回流冷凝管、滴液漏斗和温度计。

所述超声波发生装置，是由换能器、上变幅杆、下变幅杆、连接法兰、连接插头，冷却水进口和冷却水出口构成，所述连接插头与换能器相连，上变幅杆通过连接法兰与下变幅杆相连为一体，上变幅杆的上端与换能器相连，下变幅杆的下端与探头相连，冷却水进口和冷却水出口分别固定在变幅杆侧面的外表面上。

所述微波腔下方的机箱外壳上竖直设置有微型电机，在微型电机的转动轴上设置有转动盘，在转动盘的上端面偏芯位置上固定有永久磁铁，在反应容器中可以放置磁子。

所述智能控温测温装置中的温度传感器为非接触红外传感器或为接触式铂金传感器、光纤传感器或光纤传感器。