微波技術是近代科學技術發(fā)展的重大成就之一，發(fā)展極為迅速。20世紀80年代微波開始在化學領域中得到廣泛研究，并取得了積極效果，如在有機合成方面，合成某些放射性藥劑及干燥等方面[1]。近，微波在催化領域中的研究也越來越活躍，這里介紹近年來微波技術在催化領域中所取得的進展，如微波用于誘導催化反應，用于催化劑的制備以及載體的改性方面。
微波技術用于誘導催化反應
一、 微波誘導催化反應原理
微波是一種電磁波,電磁波包括電場和磁場,電場使帶電粒子開始運動而具有一種力,由于帶電粒子的運動從而使極化粒子進一步極化,微波的電和磁部分的相關的力方向快速變化,從而產(chǎn)生摩擦使其自身溫度升高。這就是微波加熱的基本原理[2]。
許多有機反應物不能直接明顯地吸收微波，但將高強度短脈沖微波輻射聚焦到含有某種“物質(zhì)”(如鐵磁性金屬)的固體催化劑床表面上，由于表面金屬點位與微波能的強烈作用，微波能將被轉(zhuǎn)變熱，從而使某些表面點位選擇性地被很快加熱至很高溫度。盡管反應器中的物料不會被微波直接加熱，但當它們與受激發(fā)的表面點位接觸時可發(fā)生反應。這就是微波誘導催化反應的基本原理[3]。
二、微波誘導催化反應的催化劑和載體
微波誘導催化反應實質(zhì)上是微波首先作用于催化劑或其載體，使其迅速升溫而產(chǎn)生活性點位，當反應物或載化都可以用于微波誘導催化反應的，只有那些可能被微波激活的催化劑和載體才能用于微波誘導催化反應。對于金屬催化劑，能與微波發(fā)生強相互作用的主要是那些鐵磁性金屬，如鎳、鈷、鐵等。對于金屬氧化物，則視組分和結構不同而有很大差別；對于s區(qū)金屬氧化物，不存在變價情況，則對微波是透明的。對于p區(qū)金屬氧化物和過渡金屬氧化物，存在變價現(xiàn)象，則它們對微波是不透明的，即吸收微波的能力隨組分和結構而不同[4]。有人曾對過渡金屬和p區(qū)金屬的氧化物與微波之間的相互作用作過較深的研究[5]。把金屬氧化物分成3類：第1類是高損耗物質(zhì)，它們是一些含有變價元素的金屬氧化物，如ni2o3，mno2，co3o4等，在微波場中有很高的活性。第2類是在微波場中輻射一段時間后才開始急劇升溫，如fe2o3，cdo,v2o5等。第3類低損耗物質(zhì)，如al2o3，tio2,zno,pbo,la2o3,y2o3,zro2,nb2o5等。顯然，第1類金屬氧化物適宜作微波誘導催化反應的催化劑，第3類金屬氧化物宜作載體。