Микроволновая химия

ХИМИЯ МИКРОВОЛНОВАЯ ХИМИЯ С. С. БЕРДОНОСОВ Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

ВВЕДЕНИЕ

MICROWAVE CHEMISTRY S. S. BERDONOSOV

Basic features of the interaction of microwave radiation with different dielectrics and the significant advantages of utilization of microwave radiation for chemical synthesis, analysis, drying, sample preparation and other procedures are reviewed.

© Бердоносов С.С., 2001

Рассмотрены основные особенности взаимодействия микроволнового излучения с различными диэлектриками и важнейшие преимущества использования микроволнового излучения при химическом синтезе, анализе, сушке, пробоподготовке и других операциях.

32

www.issep.rssi.ru

Бурное развитие естественных наук, опирающееся прежде всего на существенное расширение технических возможностей проведения исследований, которое наблюдается в последние десятилетия, а также тесное переплетение достижений химии, физики, биологии и других областей естествознания привели к тому, что во второй половине XX века появились такие новые области химии, как лазерная химия, плазмохимия, фотохимия, химия высоких давлений. К числу этих новых разделов современной химии в последние 10–15 лет присоединилась и микроволновая химия. Микроволновая химия возникла на стыке физики и химии. Она включает химические превращения с участием твердых диэлектриков и жидкостей, связанные с использованием энергии микроволнового поля или, как было принято говорить ранее, сверхвысокочастотного поля, то есть СВЧ-излучения. Было обнаружено, что микроволновое (МВ) излучение способно в десятки и сотни раз ускорять многие химические реакции, вызывать быстрый объемный нагрев жидких и твердых образцов, эффективно (быстро и полностью) удалять влагу из твердых, в том числе и высокопористых, препаратов, модифицировать свойства различных сорбентов. Как на обычной, так и на химической кухне нагревание – самый распространенный способ ускорения различных химических превращений. При традиционном нагреве передача теплоты от нагревателя к нагреваемому объекту происходит постепенно, за счет конвекции, теплопроводности и радиационного переноса тепловой энергии от внешних участков к внутренним и всегда связана с возникновением температурного градиента. При воздействии на образец МВ-излучения нагревание обусловлено взаимодействием МВ-излучения, во многих случаях обладающего достаточно хорошей проникающей способностью, с молекулами (ионами) по всему объему облучаемого материала. В результате нагревание происходит сразу по всему объему облучаемого образца. Широкие возможности, которые открывает применение МВ-излучения в химии, вызвали большой интерес во всем мире к изучению и прикладному использованию

С О Р О С О В С К И Й О Б РА З О В АТ Е Л Ь Н Ы Й Ж У Р Н А Л , Т О М 7 , № 1 , 2 0 0 1

ХИМИЯ эффектов МВ-воздействия. Этот интерес выражается, в частности, в том, что издается журнал “Journal of Microwave Power and Electromagnetic Energy”, в котором публикуют работы, отражающие новые результаты использования МВ-излучения, в частности в химии. Всего в различных журналах мира ежегодно публикуется более 100 научных сообщений, посвященных этому вопросу, в США и других странах ежегодно проводятся конференции по проблемам микроволновой химии. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МВ-ИЗЛУЧЕНИЯ С ВЕЩЕСТВОМ МВ-излучение может взаимодействовать с веществами, находящимися в газообразном, жидком или твердом состоянии. На анализе взаимодействия МВ-излучения с молекулами основана широко используемая в научноисследовательской практике радиочастотная спектроскопия, позволяющая получать информацию о свойствах молекул. Можно отметить, что по разным причинам препаративное проведение химических процессов в газовой фазе с использованием энергии МВ-поля пока еще не начато. Для химической практики наиболее интересно взаимодействие МВ-излучения с жидкими и твердыми веществами. Заметное поглощение МВ-излучения наблюдается при облучении многих жидкостей и жидких растворов. Особенно сильное поглощение наблюдается в случае воды и водных растворов. Взаимодействие МВ-излучения с твердыми образцами может сопровождаться его отражением, поглощением и прохождением через объем образца без ослабления (рис. 1). Твердые материалы по характеру взаимодействия с МВ-излучением можно разделить на три группы. К первой группе относятся металлы, гладкая поверхность которых полностью отражает МВ-лучи. При этом металл не нагревается, так как потерь энергии МВ-излучения в его объем практически нет. Если же поверх1

2

а

б

Рис. 1. Схема взаимодействия МВ-излучения с поверхностью облучаемого образца (а – металл, б – диэлектрик): 1 – отраженное излучение, 2 – прошедшее излучение

ность металла шероховата, то МВ-излучение способно вызывать на таких поверхностях дуговой разряд. Ко второй группе принадлежат диэлектрики, пропускающие МВ-излучение через свой объем практически неизмененным: плавленый кварц, различные стекла, фарфор и фаянс, полиэтилен, полистирол и фторопласты (тефлон и др.). Наконец, к третьей группе принадлежат диэлектрики, при прохождении через объем которых происходит поглощение МВ-излучения, сопровождающееся, в частности, разогревом образцов. На практике для МВнагрева часто используют смеси, содержащие вещества, слабо и сильно поглощающие МВ-излучение. Меняя состав таких смесей, удается регулировать максимальную температуру нагрева смеси и состав образующихся продуктов реакций. Принято долю исходной энергии МВ-излучения, поглощенную образцом и пошедшую на его разогрев, обозначать термином “потери” и называть коэффициентом потерь ε" . Отношение коэффициента потерь ε" к диэлектрической постоянной ε' облучаемого материала – это коэффициент рассеяния tg δ = ε" / ε' (тангенс потерь). Значение тангенса потерь характеризует способность данного материала при фиксированной температуре поглощать МВ-излучение определенной частоты и преобразовывать эту энергию в энергию теплового движения. При температуре 25°C значение tg δ для разных веществ изменяется в тысячи раз. Так, при частоте около 2,5 ГГц значение tg δ составляет для воды около 157, а для плавленого кварца – всего около 0,06. Поглощение МВ-излучения обусловлено действием двух факторов. Во-первых, при наложении МВ-поля движение диполей (полярных молекул или иных обособленных групп атомов) приобретает определенную ориентацию, связанную с характером налагаемого поля. Когда интенсивность МВ-поля уменьшается, возникшая ориентация исчезает и хаотичность вращательного (и колебательного) движения молекул восстанавливается, при этом выделяется тепловая энергия. При частоте 2,45 ГГц ориентация диполей молекул и их разупорядочение может происходить несколько миллиардов раз в 1 с, что и приводит к быстрому разогреву образца. Для поглощения МВ-излучения по этому механизму необходимо, чтобы связь диполя с окружающими его в веществе атомами обеспечивала определенную свободу его вращательного (колебательного) движения. Если диполь связан с матрицей жестко и такие колебания слабы, то и заметного поглощения энергии МВ-поля по этому пути происходить не будет. Второй фактор, особенно важный для тепловыделения при МВ-воздействии в водных растворах, обусловлен направленной миграцией присутствующих в

Б Е РД О Н О С О В С . С . М И К Р О В О Л Н О В А Я Х И М И Я

33

ХИМИЯ растворе ионов под действием внешнего поля. Такая миграция ионов – это фактически протекающий через раствор электрический ток силой I. Прохождение тока I через проводник с сопротивлением R приводит к выделению теплоты, пропорциональной IR 2. Так как сопротивление R возрастает с ростом температуры, а сила переносимого ионами тока I – с ростом их концентрации, то оба этих фактора заметно влияют на тангенс потерь МВ-излучения в растворах. В настоящее время теория еще не позволяет найти значения как tg δ, так и ε' и ε" для твердых тел, жидкостей или растворов чисто расчетным путем. Поэтому приходится эти значения для конкретного вещества определять экспериментально. Глубина проникновения МВ-излучения в объем образца зависит от значения tg δ и различна для разных материалов. Так, при частоте излучения 2,45 ГГц глубина проникновения МВ-излучения в твердые оксидные материалы составляет около 5 мм, для жидкой воды – около 3,5 см, а для некоторых стекол и полимерных материалов – несколько метров. При облучении массивных образцов с высокими значениями tg δ (некоторые оксиды и соли) интенсивность МВ-излучения быстро уменьшается с глубиной его проникновения в объем образца. В таких случаях температура поверхностных слоев облучаемого образца будет значительно выше, чем слоев, лежащих в глубине от поверхности. Если же значение tg δ мало или размер образца невелик (например, образец состоит из небольших частиц), то МВ-излучение практически равномерно проникает по всему объему образца и обусловливает быстрый и достаточно равномерный разогрев всего его объема. Объемный, а не только поверхностный (как это происходит при обычном тепловом воздействии) характер разогрева облучаемых образцов – важная особенность воздействия МВ-поля. Если контейнер для образца изготовлен из материала, практически не поглощающего МВ-излучение, то под действием МВ-поля может наблюдаться быстрый подъем температуры по всему объему содержащегося в контейнере материала. В результате возникает значительное ускорение различных химических процессов (органические реакции, процессы разложения, спекания). Кроме того, при МВ-облучении водных суспензий твердых материалов (например, при кислотном вскрытии образцов руд и минералов) наблюдается резкое возрастание скорости растворения не только из-за роста температуры, но и за счет усиления конвекционных потоков в растворе, а также действия некоторых других факторов. Воздействие МВ-излучения может приводить к деструкции молекул и появлению в облучаемом образце

34

повышенной концентрации свободных радикалов. Это позволяет в некоторых случаях проводить с использованием МВ-облучения химические реакции, начало которых обусловлено появлением (обычно в жидкой среде) этих радикалов. Так как такие реакции осуществить без МВ-облучения вообще не удается, то их протекание под действием МВ-излучения иногда называют микроволновым катализом. К сожалению, в настоящее время теория взаимодействия МВ-излучения с диэлектриками пока еще не достигла такой степени развития, которая позволила бы заранее предсказать, будет или нет наблюдаться заметное поглощение МВ-поля диэлектриком. Поэтому приходится проводить обширные исследования по изучению воздействия МВ-излучения на различные объекты. ИСТОЧНИКИ МВ-ИЗЛУЧЕНИЯ И ТЕХНИКА ПРОВЕДЕНИЯ ОБЛУЧЕНИЯ Термином “МВ-излучение” в настоящее время обозначают электромагнитные колебания с частотой примерно от 300 МГц до 300 ГГц (длина волны от нескольких метров до долей сантиметра). В спектре электромагнитного излучения микроволны расположены между ИК-излучением и радиоволнами (рис. 2). Устройства для осуществления МВ-облучения называют микроволновыми печами. В таких печах источником МВ-излучения служит магнетрон, представляющий собой цилиндрический диод. В диоде имеется цилиндрический катод, вдоль которого направлено внешнее магнитное поле (рис. 3). В окружающем катод цилиндрическом аноде находится кольцо из взаимосвязанных объемных резонаторов. Разность потенциалов между катодом и анодом достигает нескольких киловольт. Перемещение генерируемых нагретым катодом электронов в магнитном поле приводит к появлению в магнетроне высокочастотных колебаний и вместе с ними колебаний и самих электронов. Колеблющиеся электроны через антенну передают микроволновую энергию в виде электромагнитного излучения в окружающее пространство. Эта энергия по полому металлическому волноводу попадает в специальное

3 ⋅ 108 Видимый свет

10−6

3 ⋅ 106

3 ⋅ 104

Микроволновое излучение

ИК-излучение

10−5

10−4

Частота, МГц 3 ⋅ 102

10−3

Радиоволны

10−2 10−1 100 Длина волны, м

Рис. 2. Положение микроволнового излучения в спектре электромагнитных колебаний

С О Р О С О В С К И Й О Б РА З О В АТ Е Л Ь Н Ы Й Ж У Р Н А Л , Т О М 7 , № 1 , 2 0 0 1

ХИМИЯ По договоренности, выработанной международным сообществом, в промышленных и лабораторных МВ-приборах обычно используют частоты 0,915; 2,450; 5,800 и 22,125 ГГц. В частности, в бытовых МВ-печах частота электромагнитных колебаний равна 2,45 ГГц (длина волны примерно 12,25 см).

Магнит

Резонатор

2

2

1

1

3 а

3 б

Рис. 3. Схема магнетрона: а – вид сверху, б – вид сбоку; 1 – катод, 2 – цилиндрический анод, 3 – внешнее магнитное поле

устройство – резонатор (рис. 4). Далее излучение из резонатора попадает в рабочую зону печи, где и происходит МВ-нагрев образцов. Для того чтобы МВ-излучение не покидало внутреннего пространства печи и не оказывало вредного воздействия на организм человека, используют металлические отражающие стенки, а переднюю стеклянную дверцу печи экранируют металлической сеткой, не дающей излучению выйти из внутреннего объема наружу. При работе печи в микроволновую энергию превращается примерно 50% расходуемой печью электроэнергии (остальная энергия рассеивается как тепловая в окружающее пространство). Первые источники МВ-излучения были сконструированы в годы второй мировой волны (на использовании такого излучения и его способности отражаться от металлических корпусов самолетов основана работа радаров – устройств для раннего обнаружения авиации противника). В настоящее время созданы надежные сравнительно дешевые компактные МВ-генераторы и стало возможным их широкое применение как в быту, так и в науке и технике.

Антенна Волновод

Резонатор

Магнетрон

Рис. 4. Передача энергии от магнетрона к резонатору

Существуют разнообразные конструкции МВ-генераторов (МВ-печей), выпускаемых различными фирмами. В отечественной лабораторной практике для проведения МВ-облучения образцов обычно используют бытовые МВ-печи “Электроника” мощностью 0,5 или 50 кВт, работающие при частоте 2,45 ГГц. При этом если образцы размещают на плоском дне в рабочем объеме печи, то существует опасность их неравномерного и невоспроизводимого от опыта к опыту облучения. Связано это с тем, что в рабочем объеме печи возникает стационарная волна и один из образцов может оказаться в месте кучности волны, а другой – в зоне минимума ее интенсивности. К тому же на образцы может попадать излучение, отраженное от внутренних поверхностей печи и поверхностей других образцов. Чтобы избежать действия этих факторов, ухудшающих воспроизводимость результатов опытов, используют печи с вращающимися столиками. Вращение столика обеспечивает равномерность воздействия излучения на помещенные в печь образцы. Можно также вывести излучение магнетрона “Электроники” через латунный прямоугольный волновод (рис. 5) в резонатор. В этом случае облучаемое вещество вводят в вертикальной кварцевой трубке или пробирке диаметром в 5–7 мм в отверстие, сделанное в строго определенном месте в резонаторе. Несколько слов нужно сказать о том, как измеряют температуру облучаемых образцов. Понятно, что введение обычной металлической термопары резко нарушит распределение поля в образце и изменит его температуру. Поэтому при МВ-облучении сравнительно больших по массе образцов (20–30 г и более) температуру, которую обеспечивает облучение, фиксируют с помощью специальной заземленной термопары, находящейся в чехле, отражающем МВ-волны. В наших экспериментах, когда облучаемые образцы были массой 250–400 мг, такой способ фиксирования температуры непригоден. Поэтому о температуре, которая достигалась при МВоблучении, судили следующим образом. В облучаемый полидисперсный образец добавляли микрочастицы диэлектрика (например, серы, иодида меди(I) с известными температурами плавления). Выбранные диэлектрики с МВ-полем практически не взаимодействовали. Форму этих микрочастиц заранее фиксировали с использованием сканирующего микроскопа. Если после обработки частицы не оплавлялись, то, следовательно,

Б Е РД О Н О С О В С . С . М И К Р О В О Л Н О В А Я Х И М И Я

35

ХИМИЯ 2

4 1 5

3

Рис. 5. Схема МВ-облучения образцов при использовании установки с внешним волноводом и резонатором: 1 – магнетрон (например, М-105), 2 – металлический волновод (45 × 90 мм), 3 – резонатор на ТЕ01-моде, 4 – пробирка или кварцевая трубка с пористой перегородкой 5 для размещения образца

температура облученного образца не была выше температуры плавления взятого тест-материала. ПРИМЕНЕНИЕ МВ-ОБЛУЧЕНИЯ В ХИМИЧЕСКОЙ ПРАКТИКЕ Пробоподготовка. В настоящее время МВ-излучение наиболее широко используют в лабораторной практике при выполнении анализов различных объектов живой и неживой природы (минералы, ягоды, фрукты, грибы), продуктов питания, технических материалов (сплавы, шлаки, другие отходы производства). Интенсивность проведения таких анализов существенно возросла, что во многом связано, во-первых, с непрерывно увеличивающимся числом анализов объектов окружающей среды при решении экологических задач и, вовторых, с усилением внимания к содержанию в пищевых продуктах различных неорганических и органических примесей. При выполнении анализов основные затраты времени обычно связаны с пробоподготовкой, то есть с переводом всей или части анализируемой пробы в форму, удобную для заключительного аналитического определения анализируемого компонента. Использование МВ-излучения позволяет сократить временные затраты при подготовке проб к анализу в десять–двадцать раз. Использование МВ-излучения приводит к существенному сокращению как времени перевода пробы в раствор, так и времени концентрирования первичного раствора пробы. Сокращение времени растворения образца обусловлено действием трех факторов: обеспечением высокой температуры, созданием в контейнереавтоклаве (где размещена проба) высокого давления и специфического воздействия МВ-излучения на раствор. Кроме того, уменьшение времени подготовки

36

пробы при использовании МВ-излучения может быть связано и с некоторыми специфическими особенностями анализируемой системы. Так, под воздействием МВ-излучения заметно ускоряются образование в растворе люминесцирующих комплексов (что важно при люминесцентном определении анализируемых элементов), время извлечения анализируемого иона на сорбенте или хроматографического разделения ионов и другие процессы. Перспективно использование МВ-излучения для экспрессного разложения органических проб с использованием кислот (HNO3 , HF), окислителей (пероксид водорода, персульфат калия). При этом разлагаемую пробу помещают в автоклав, изготовленный, например, из фторированных углеводородов, прозрачных к МВ-излучению. Важное достоинство такого полимера, как тефлон, состоит в том, что изготовленный из него автоклав выдерживает нагрев до 200–250°C и выше и давление до 10–50 атм. К помещенной в автоклав анализируемой пробе добавляют необходимый раствор, автоклав герметично закрывают и помещают в МВ-печь. Наблюдается быстрый разогрев жидкости, причем ее температура может достигать 170–200°C. В результате действия высокой температуры и повышенного давления резко возрастает скорость вскрытия анализируемых образцов. Сушка и дегидратация. Традиционно для химической практики использование МВ-излучения для сушки и дегидратации препаратов. Особенности этих процессов состоят в том, что обработке МВ-полем подвергаются диэлектрики – высокодисперсные материалы (порошки), состоящие, как правило, из частиц небольших размеров (от долей микрометра до нескольких миллиметров). При прохождении МВ-излучения через весь объем отдельных частиц таких порошков его интенсивность ослабевает незначительно. Поэтому разогрев каждой частицы происходит сразу по всему объему. К тому же во многих случаях основной материал, подвергаемый сушке, сам по себе МВ-излучение практически не поглощает, так что разогрев порошка и удаление из него воды связаны только со способностью удаляемых молекул воды поглощать МВ-излучение и в результате разогреваться. Как только в порошке влаги не оказывается, его разогрев прекращается. Эти особенности приводят не только к резкому уменьшению длительности сушки под действием МВизлучения, но и к некоторым дополнительным эффектам, которые наблюдаются, например, на кристаллогидратах. Оказывается, что кристаллогидраты по их отношению к МВ-полю можно разделить на три группы. К первой группе принадлежат кристаллогидраты, которые

С О Р О С О В С К И Й О Б РА З О В АТ Е Л Ь Н Ы Й Ж У Р Н А Л , Т О М 7 , № 1 , 2 0 0 1

ХИМИЯ поглощают МВ-излучение так сильно, что в них при наложении МВ-поля немедленно вспыхивает разряд и происходит глубокое разложение образцов (кристаллогидраты многих нитратов, органические кристаллогидраты). Ко второй группе можно отнести кристаллогидраты, которые из-за особенностей внутреннего строения МВ-излучение вообще не поглощают (например, кристаллогидраты некоторых фосфатов и сульфатов). Кристаллогидраты как первой, так и второй группы для МВ-обработки непригодны. И наконец, третью группу составляют кристаллогидраты, которые под действием МВ-излучения постепенно (за несколько десятков секунд или минут в зависимости от мощности излучения) разогреваются, что сопровождается удалением воды из их объема. К числу таких кристаллогидратов принадлежат, например, гипс CaSO4 ⋅ 2H2O, ВаСl2 ⋅ 2Н2О, тетраборат натрия Na2B4O7 ⋅ 5Н2O, кристаллогидраты некоторых фторидов переходных металлов, β-дикетонатные комплексы металлов. В этих случаях с помощью МВ-излучения можно, во-первых, быстро удалить из кристаллогидратов адсорбционную, слабо связанную воду (и получить, например, тетраборат натрия точного состава Na2B4O7 ⋅ 4,75Н2O), а также осуществить полное обезвоживание веществ. Интересно, что центрами поглощения МВ-энергии в кристаллогидратах выступают протяженные дефекты. Около этих дефектов формируются зоны дегидратации. Так как граница между исходным и обезвоженным веществом сама по себе представляет протяженный дефект, то распространение зоны дегидратации носит фронтальный характер. Нами обнаружено, что небольшое дозированное воздействие МВ-поля малой мощности на частицы, например, порошка гипса CaSO4 ⋅ 2H2O, не приводящее к разогреву образца и изменению его химического состава, приводит к нетермическому отжигу части объемных дефектов микрочастиц гипса. Оказалось, что в результате МВ-обработки, не связанной с нагреванием образца, термическая устойчивость кристалликов гипса заметно возрастает. Другие кристаллогидраты при обработке МВ-полем малой мощности ведут себя иначе. Так, если предварительно таким способом обработать некоторые кристаллогидраты фторидов переходных металлов, то при термическом нагреве до 500°С из этих материалов удается удалить влагу более полно, чем в том случае, когда термической дегидратации подвергали образцы, которые предварительно МВ-полем не облучали. Перспективно использование МВ-излучения для регенерации различных осушителей и сорбентов, например активированного угля и цеолитов. При этом МВ-обработка может приводить к увеличению сорбци-

онной емкости таких материалов и повышению их эффективности как сорбентов. Неорганический синтез. Многие неорганические вещества (оксиды, сульфиды, карбиды, некоторые кислородсодержащие соли) способны интенсивно поглощать МВ-излучение и при этом со скоростью более 100 град/мин разогреваться до температуры 1000°C и выше, что используют при синтезе различных неорганических материалов, в том числе и высокотемпературных сверхпроводников. Достоинство такого нагрева состоит, в частности, в том, что удается избежать неконтролируемого изменения состава исходной шихты и осуществить равномерное спекание по всему объему исходной шихты. При проведении таких синтезов используют как смеси, состоящие из компонентов, каждый из которых способен поглощать МВ-излучение и нагреваться под его действием, так и смеси, в которых МВ-излучение поглощает только один или несколько из всех исходных реагентов. Иногда для обеспечения нужной температуры нагрева в шихту дополнительно вводят химически инертный материал, способный интенсивно поглощать МВ-излучение, или материал, не поглощающий МВ-излучения и обеспечивающий снижение температуры процесса. С использованием МВ-излучения удается быстро синтезировать такие неорганические соединения, как ZnTe, CuInS2 , CrC3 , WC6 , TiN, CrS, KVO3 , CuFe2O4 , BaWO4 , La1,85Sr0,15CuO4 и многие другие. Наконец, МВ-излучение позволяет получить новую информацию о свойствах некоторых неорганических веществ. Так, при использованием нестандартного МВ-излучения частотой 35 ГГц удалось обнаружить новые полиморфные превращения в твердом кислом сульфате аммония (NH4)3H(SO4)2 при 242 и 222 К. Органический синтез. Использование МВ-излучения позволяет в десятки раз ускорить осуществление многих органических реакций, повысить выход целевого продукта, направить реакцию по нужному пути (с использованием МВ-катализа). МВ-излучение применяют в органическом синтезе при проведении реакций в условиях нормального давления, а также под повышенным давлением с использованием автоклавов, изготовленных из материалов, прозрачных к МВ-полю. При этом учитывают, во-первых, способность МВ-излучения вызывать быстрый и значительный разогрев многих органических растворителей и, во-вторых, способность МВ-излучения активировать молекулы реагентов и особенно вызывать их диссоциацию на ионы и свободные радикалы. Полученные результаты свидетельствуют о том, что значения констант скоростей некоторых реакций в условиях МВ-облучения возрастают примерно в 20–30 раз и более (в области температур 120–170°C). Большое

Б Е РД О Н О С О В С . С . М И К Р О В О Л Н О В А Я Х И М И Я

37

ХИМИЯ число опубликованных работ посвящено также использованию МВ-излучения для синтеза различных металлоорганических соединений. Учитывая, что МВ-нагрев позволяет резко сократить длительность проведения органических реакций, его использование эффективно при синтезе различных органических соединений, меченных короткоживущими радионуклидами, периоды полураспада которых составляют несколько минут. Такие меченые препараты можно использовать для медицинской диагностики. Автор выражает глубокую благодарность научному сотруднику Объединенного института ядерных исследований (г. Дубна) кандидату химических наук В.Я. Лебедеву за помощь в овладении методом микроволновой химии и совместную экспериментальную работу по использованию МВ-излучения для модифицирования дисперсных твердых фаз. ЛИТЕРАТУРА 1. Пробоподготовка в микроволновых печах: Теория и практика / Под ред. Г.М.Кингстона, Л.Б.Джесси. М.: Мир, 1991. 336 с. 2. Архангельский Ю.С., Девяткин И.И. Сверхвысокочастотные нагревательные установки для интенсификации технологических процессов. Саратов: Саратов. гос. ун-т, 1983. 140 с.

38

3. Чмиленко Ф.А., Бакланов А.Н. Интенсификация пробоподготовки при определении элементов – примесей в пищевых продуктах // Журн. аналит. химии. 1999. Т. 54, № 1. С. 6–16. 4. Бердоносов С.С., Бердоносова Д.Г., Знаменская И.В. Микроволновое излучение в химической практике // Хим. технология. 2000. № 3. С. 2–8. 5. Бердоносов С.С., Прокофьев М.А., Лебедев В.Я. и др. Отжиг дефектов в неорганических кристаллогидратах при их облучении МВ-полем // Неорган. материалы. 1997. Т. 33, № 10. С. 1257–1262.

Рецензент статьи Г.В. Лисичкин *** Сергей Серафимович Бердоносов, кандидат химических наук, доцент кафедры радиохимии химического факультета МГУ, руководитель и преподаватель химической школы при химфаке МГУ, зав. лабораторией химического образования Московского института развития образовательных систем, лауреат Государственной премии СССР. Область научных интересов – исследование гетерогенных процессов с участием твердых (сплошных и полых) дисперсных фаз. Автор и соавтор более 150 научных работ, учебников и учебных пособий для студентов-химиков, учителей и учащихся средних школ.

С О Р О С О В С К И Й О Б РА З О В АТ Е Л Ь Н Ы Й Ж У Р Н А Л , Т О М 7 , № 1 , 2 0 0 1