[发明专利]一种基于微波分离场重构技术的化学反应器

说明书

本发明涉及一种基于微波分离场重构技术的化学反应器，包括第二谐振腔、第二微波源、第一微波源、处理样品、试管、化学反应区和第一可调短路面，所述第二谐振腔的一侧安插有第一谐振腔，靠近第二谐振腔的所述第一谐振腔内部安装有第二耦合窗，所述第二微波源安装在第一谐振腔一端，靠近第一谐振腔的所述第二谐振腔内部安装有第一耦合窗，所述第一微波源放置在第二谐振腔一端；本发明通过结合两个正交波导单模谐振腔的，将两个谐振腔的中心位置分别调节为电场中心和磁场中心，通过调节两个馈入微波源的功率，实现在反应试管内微波电场和磁场的重构。耦合窗和短路面构成第一个波导单模腔谐振器，耦合窗和短路面构成第二个波导单模腔谐振器。

技术领域

本发明涉及微波分离场重构相关设备领域，尤其涉及一种基于微波分离场重构技术的化学反应器。

背景技术

近年来，微波单模腔材料处理技术被提出。2001年，J.Cheng等通过在微波单模腔中处理粉末材料的实验，验证了微波的电场分量和磁场分量对不同的材料有不同的温升曲线，并进一步研究了微波的电场分量和磁场分量对不同材料的不同作用机理。2013年，J.Fukushima通过单模腔实验验证了微波的电场分量和磁场分量均能降低CuO还原反应的活化能，且微波的磁场中心比微波的电场中心更有效。

但目前关于微波分离场的研究主要通过单模腔中的电场中心和磁场中心进行，在这样的处理装置中，微波的电场中心和磁场中心在不同的位置。研究者通过将反应分别放置在微波腔体中的电场中心和磁场中心来研究电场分量和磁场分量对反应的不同贡献。但在研究清楚微波的电场分量和磁场分量对反应的贡献后，要实现更加高效的微波化学反应，以及特殊(混合，组合)材料的微波处理，则需要在反应物中实现特定比例的微波电场和磁场分量，甚至在反应过程中，在反应物内的微波电场分量和磁场分量的实时调控；而目前的微波化学反应器、微波材料处理装置等均不能实现这些功能，鉴于以上现有的基于微波分离场重构技术的化学反应器存在的缺点，有必要将其进行改进，来完善此项装置，为工作人员提供更大的便利。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于微波分离场重构技术的化学反应器，以解决上述背景技术中提出的现有的实现更加高效的微波化学反应，以及特殊(混合，组合)材料的微波处理，则需要在反应物中实现特定比例的微波电场和磁场分量，甚至在反应过程中，在反应物内的微波电场分量和磁场分量的实时调控；而目前的微波化学反应器、微波材料处理装置等均不能实现这些功能的问题。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种基于微波分离场重构技术的化学反应器，包括第二谐振腔、第二微波源、第一微波源、处理样品、试管、化学反应区和第一可调短路面，所述第二谐振腔的一侧安插有第一谐振腔，其中，

靠近第二谐振腔的所述第一谐振腔内部安装有第二耦合窗，所述第二微波源安装在第一谐振腔一端，靠近第一谐振腔的所述第二谐振腔内部安装有第一耦合窗，所述第一微波源放置在第二谐振腔一端；

所述处理样品放置在第二谐振腔内部，所述试管穿插在第二谐振腔与第一谐振腔之间，所述化学反应区安装在试管一端，靠近试管的所述第二谐振腔一侧安装有第二可调短路面，所述第一可调短路面安装在第二可调短路面一侧。

进一步的，所述第一耦合窗和第一可调短路面构成第一个波导单模腔谐振器，且第二耦合窗和第二可调短路面构成第二个波导单模腔谐振器。

进一步的，所述第一谐振腔的波导宽面方向和第二谐振腔的波导窄面方向平行，导致第一谐振腔和第二谐振腔内的微波模式不同。

进一步的，所述微波化学反应器中的两个谐振腔体也可以同时调节为试管处同时为电场中心或者磁场中心。