マイクロ波分解器の用途：

マイクロ波分解器は分解、抽出、蛋白質加水分解などの多種の分析化学のサンプル前処理に応用でき、またマイクロ波有機合成もその応用優勢で伝統的な合成方法に取って代わる。原子吸収分光器原子蛍光分光器、誘導結合プラズマ発光分光器誘導結合プラズマ質量分光器液体クロマトグラフィー装置、ガスクロマトグラフィー装置などの分析装置のサンプル製造、時間、労力、汚染の深刻な方法の代わりにマイクロ波サンプル処理システムを採用する研究室が増えている。

マイクロ波分解器の原理：

0.2グラム〜1.0グラムの試料を秤量して溶解タンクに入れ、約2 mIの水を加え、適量の酸を加えた。通常はHNO 3、HCI、HF、H 2 O 2などを選び、缶を蓋をして炉に入れる。マイクロ波が試料を通過すると、極性分子はマイクロ波周波数に従って急速に方位を変換し、2450 MHzのマイクロ波、分子は毎秒方向を2.45×109回変換し、分子は往復回転し、周囲の分子と衝突摩擦し、分子の総エネルギーは増加し、試料温度を急激に上昇させた。同時に、試料中の荷電粒子（イオン、水和イオンなど）は交流する電磁場の中で、電界力の作用を受けて移動運動し、隣接分子と衝突して試料温度を上昇させる。この加熱方式は従来の電気炉加熱方式とは全く異なる。

1）体加熱。電気炉の加熱時は、熱放射、対流と熱伝導によってエネルギーを伝達し、熱は外部から内部へ器壁を通じて試料に伝達し、熱伝導の方式によって試祥を加熱する。マイクロ波加熱は直接体加熱の方式であり、マイクロ波は試液の内部に入り込むことができ、

試料の異なる深さ、マイクロ波の行く先々で同時に熱効果が発生し、これにより加熱がより迅速になるだけでなく、より均一になる。加熱時間を大幅に短縮し、従来の加熱方式よりも迅速で効率的である。例えば：酸化物や硫化物はマイクロ波（2450 MHz、800 W）の作用の下で、1 min内で摂氏数百度まで加熱されることができる。また、Mn 02 1.5 gを650 Wマイクロ波で1 min加熱すると920 Kに昇温することができ、昇温の速度が非常に速いことが分かった。伝統的な加熱方式（熱放射、伝導と対流）における熱エネルギーの利用部分は低く、多くの熱は周囲の環境に発散し、マイクロ波加熱は直接物質内部に作用するため、エネルギー利用率を高めた。

2）過熱現象。マイクロ波加熱による過熱現象（すなわち沸点温度よりも

高)。電気炉加熱時、熱は外部から内部へ器壁を通じて試料に伝導され、器壁表面に気泡が形成されやすいため、過熱現象が発生しにくく、気化は大量の熱を吸収するため、温度は沸点に維持される。一方、マイクロ波場では、その「熱供給」方式*が異なり、エネルギーはシステム内部で直接変換される。システム内部にはガスの「泡」を形成する「コア」が不足しているため、いくつかの低沸点の試薬に対して、密閉容器の中では、過熱が発生しやすく、見ることができて、密閉溶液タンクの試薬はより高い温度を提供することができて、試料の消化に有利である。

3）かき混ぜる。試薬と試料の極性分子は共に2450 MHz電磁場の中で急速に変化する電磁場変換配向のため、分子間は互いに衝突摩擦し、試薬と試料の表面が絶えず更新されていることに相当し、試料表面は絶えず新しい試薬に接触し、試薬と試料の化学反応を加速させている。交流の電磁場は高速攪拌器に相当し、毎秒2.45×109回攪拌し、化学反応の速度を高め、消化速度を速める。これにより総合的に、マイクロ波加熱は速く、均一で、過熱し、絶えず新しい接触表面を発生する。時には反応活性化エネルギーを低下させ、反応動力学の状況を変化させ、マイクロ波の消解能力を増強させ、多くの伝統的な方法では消解しにくいサンプルを消解させることもできる。

上記の議論から、加熱の速度と分解の速度は、マイクロ波の電力だけでなく、試料の組成、濃度、および使用される試薬である酸の種類と使用量にも関係していることが分かった。1つの試料を短時間で分解するには、適切な酸、適切なマイクロ波電力、時間を選択しなければならない。