微波輻射加熱技術(shù)在化學(xué)反應(yīng)中的應(yīng)用始于八十年代后期，由于此加熱技術(shù)比特統(tǒng)加熱方法優(yōu)越，所以受到化學(xué)工作者的普遍關(guān)注，應(yīng)用微波加熱進(jìn)行化學(xué)反直的報(bào)道大量涌現(xiàn)。在許多場合微波輻射大大提高反應(yīng)速度，明顯縮短了反應(yīng)時(shí)間。

三氯化鋁溶液在加熱條件下，發(fā)生分解反應(yīng)，如果控制熱解的進(jìn)程，就能得到介于三氯化鋁和氫氧化鋁之間的一系列中間產(chǎn)物，即不同鹽基度的堿式氯化鋁溶液。

在常規(guī)加熱條件下，三氯化鋁濕式熱解效率很低。本文利用微波加熱這一新技術(shù)，顯著地加快了此濕式熱解速度，微波加熱的這一應(yīng)用尚未見文獻(xiàn)報(bào)道。

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1實(shí)驗(yàn)裝置與試劑

微波爐系SMCE30E-3型。輸出功率800w，10檔火力設(shè)定。熱解反應(yīng)在250ml的錐形瓶內(nèi)進(jìn)行。在微波輻射時(shí)，采用塑料管將所產(chǎn)生的氯化氫氣體從微波爐中排出，然后用水冷凝管冷凝計(jì)量。

實(shí)驗(yàn)所用的樣品和分析所用的試劑均為分析純。

1.2三氯化鋁微波濕式熱解

量取150ml三氯化鋁溶液（Al203含量為10％）于錐形瓶中，放入微波爐內(nèi)，在5號功率擋下定時(shí)加熱，每隔10min根據(jù)冷凝下來的從熱解瓶出來的鹽酸體積量加一次沸水，以保持穩(wěn)定的溶液濃度，一定的熱解時(shí)間取樣，進(jìn)行熱解程度的測定。

l．3三氯化鋁常規(guī)濕式熱解

量取150ml三氯化鋁溶液(Al2O3含量為10%)于錐形瓶中，將瓶放置在80OW的電爐上持續(xù)加熱，每隔10min根據(jù)冷凝的鹽酸體積量加沸水維持溶液濃度，分別于1h、2h、4h和6h取樣進(jìn)行熱解程度的測定。

1．4三氯化鋁常規(guī)干式熱解

稱取一定量的結(jié)晶三氯化鋁置于蒸發(fā)皿內(nèi)，放入恒溫在140℃的烘箱中，分別于30min、60min、90min和120min取樣測熱解程度。

1．5熱解程度的涮定

從反應(yīng)方程式可以看出，三氯化鋁的熱解實(shí)際上是三氯化鋁的水解反應(yīng)。熱解程度越高，溶液中的氫氧根越多，所以隨著熱解進(jìn)行程度的不同，溶液內(nèi)的氫氧根和鋁的摩爾百分比（稱為鹽基度B，等于[OHl/3[Al]x100％）的高低也不同。鹽基度越大，代表著熱解程度越高。本實(shí)驗(yàn)的鹽基度測定采用文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)的方法。

2結(jié)果與討論

在實(shí)駐中，我們明顯地觀察到：常規(guī)加熱液體的沸騰中心在加熱面上，而微被加熱沸騰中心遍及體系，后者沸騰中心的數(shù)量遠(yuǎn)多于前者。同時(shí)我們發(fā)現(xiàn)，常規(guī)加熱水的沸點(diǎn)為98℃，而微波加熱時(shí)沸點(diǎn)選100℃；10%三氯化鋁溶液的沸點(diǎn)；常規(guī)加熱時(shí)為108℃，而微波加熱時(shí)達(dá)116℃(當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?.095MPa)。即在微波加熱下液體的沸點(diǎn)升高。

表1、表2分別為微波濕式熱解三氯化鋁和常規(guī)濕式熱解三氯化鋁的數(shù)據(jù)。

表1、表2清楚地表明，微波輻射大大地加速了熱解速度。微波加熱僅需25min左右，鹽基度就可達(dá)到20%，而達(dá)到相當(dāng)?shù)柠}基度，常規(guī)加熱則需近6h。其中令人感興趣的是，微波加熱到120min以后，鹽基度超過50%，但據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，常規(guī)加熱下三氯化鋁濕式熱解成品的鹽基度一般在50%以下。也就是說，制取凈水劑堿式氯化鋁常規(guī)加熱濕式熱解很難達(dá)到產(chǎn)品要求，而微波加熱溫式熱解則可以。

表l、表3比較可知，微波加熱初期熱解程度太于l40℃干式熱解，而90min后熱解速度相當(dāng)。

綜合觀察到的現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，我們認(rèn)為微渡作用機(jī)制是水分子在微波作用下吸入能量并激劇提高分子和離子的運(yùn)動(dòng)速度，在體系中形成眾多的“過熱點(diǎn)”（即沸騰中心），從表1和表3的比較中可知，這些“過熱點(diǎn)”的溫度達(dá)到110℃左右，熱分解反應(yīng)主要是在這些“過熱點(diǎn)”進(jìn)行。另外，在微波輻射下，反應(yīng)體系的溫度迅速升高，反應(yīng)產(chǎn)物氯化氫一旦生成，就能以氣態(tài)形式立即離開反應(yīng)體系，這顯然有利于反應(yīng)向生成產(chǎn)物的方向進(jìn)行，加快了反應(yīng)速率，提高了熱解程度。