[发明专利]一种多功能微波反应瓶

说明书

本发明公布了一种多功能微波反应瓶，包括瓶体、微波辐射器组合件、温度传感器和接头组合件，所述微波辐射器组合件包括同轴连接的两个倒置L状体，以及与之连接的微波辐射头；所述温度传感器包括一段细径光纤和微型光纤温度探头；所述接头组合件包括四通的上、下接口、卡套左、右接口和，所述下接口与瓶体旋接，所述卡套左、右接口分别将所述两个倒置L状体和细径光纤密闭固定，并将微波辐射头和光纤温度探头探入瓶体内，所述上接口设有与外置进样装置连接进样适配体。本发明将微波能馈入样品内部，馈能效率高，大大加快反应速度，温度可控，具有提取、合成、制备、消解、顶空、衍生、真空干燥等多种功能，且结构小巧简单、操作方便。

技术领域

本发明属于属于化学仪器设备领域，涉及一种微波反应器，具体讲涉及一种多功能微波反应瓶。

技术背景

微波加热具有内部加热、快速加热、加热效率高、易于控制、节能等特点，微波具有能耗低，升温快等优点，微波还能与分子中的电子相互作用和耦合，诱导催化化学反应，大幅度缩短反应时间，抑制副反应，明显改善目标物质的收率和选择性，加之溶剂消耗少，缩短反应时间，在化学的各个领域如合成化学、样品制备、材料制备、样品消化、化学成分或DNA提取、杀菌消毒、多肽合成等各个领域得到了广泛的使用，微波化学仪器设备的开发具有良好的应用前景。

在微波化学技术的应用中，除微波发生馈能装置之外，微波反应器是研发的焦点，目前微波化学装置通常是采用多模微波技术，多模微波技术利用微波在谐振腔体内部的反射，激起多种不同的谐振波，模式为多样化分布，使得谐振腔内形成多种工作“模式”，通常将反应器置于多模谐振腔中，可对反应器中的样品进行微波处理。多模谐振腔的优点是腔体大，可在较大功率微波条件下进行较大规模、高温高压条件的反应，基于多模微波技术的消解、萃取、合成等微波仪器已得到普遍应用。但多模微波谐振腔需要保证一定的腔体体积，加之已有的微波化学装置多采用高压激发磁控管微波发生器，通过波导馈入微波能，已有微波设备不仅体积庞大，加之多模微波场的能量分布于整个腔体中，置于腔体内的反应器只占整个腔体小部分，导致反应器内能量密度低、微波功率和频率分布具有不稳定性不均匀化。已有的研究通过对微波箱式炉进行改进，在样品中放置小型搅拌器，或将反应器置于旋转盘上，一定解决物料加热不均匀、样品局部温度过高，导致热敏成分破坏、或固体样品烧结严重等问题，但已有的技术并不适合对微量或少量样品进行精准处理

近年来，固态微波源技术不断进步，国内固态微波源制造技术已在不断成熟，并在医用微波技术等领域得到应用，固态微波源由半导体器件组成，相对于磁控管等真空管微波源，其工作电压、体积和重量大幅度降低。固态微波源微波输出馈入技术也是多种多样，如同轴式输出、天线式辐射器馈入，目前国内外已研发出多种医用天线式微波辐射器，这类天线式辐射器结构简单、形式多样，体积小巧，这种馈入方式可将微波集中在一个小体积内，保证使用小功率微波输出就能获得较高的微波能量密度，有利于使用更小体积的小功率微波源。CN 102949974A公开了一种利用探针探入反应器而馈入微波能量的微波加热装置，微波以探针为中心向四周发射，提高了微波的均匀性，CN104383866A公开了一种使用同轴裂缝天线的微波反应装置及其应用，所述微波加热装置包括微波发生和传输装置以及同轴裂缝天线，所述同轴裂缝天线从反应器的任意端探入，从而将微波能量馈入反应器中，论文（陈倩. 微波生物化学及生物组织中同轴探头的有限元分析[D]，四川大学，2002.）报道了对微波生物化学及生物组织中同轴探头的有限元分析，该文设计了一种新型的、适于测量腐蚀性化学反应溶液及生物组织介电特性的开口同轴探头，并就此种探头在化学溶液介电常数和生物分层组织的介电特性参数测量方面的应用进行了探讨，论文（林兴锦，杨阳，黄卡玛.一种新型同轴微波化学反应器的仿真分析[J]. 化学研究与应用，2014, 26(5): 771-776.）报道了对一种新型同轴微波化学反应器的仿真分析，为发展小型化的馈能微波化学仪器设备提出了有益的启示。

发明内容