마이크로파 반응기에서 온도 측정

전문가 제언

○ 기존 반응기에서는 반응기 표면을 가열하고 전도와 대류에 의해서 반응물이 가열되지만 마이크로파를 사용하면 전자파의 전기장 진동과 반응물 쌍극자나 이온의 상호작용으로 가열되므로 용기는 가열되지 않고 반응물 핵심 내부를 직접 가열할 수 있다. 마이크로파 반응기에서는 반응시간이 획기적으로 단축되고 생성물의 수율이 증가하여 유기합성, 고분자 합성, 나노 물질을 포함한 재료과학은 물론 생물화학 공정까지 폭 넓게 사용되고 있다.

○ 마이크로파를 사용하였을 때 획기적인 결과를 보이는 신기한 방법으로 생각하여 열적효과 이외에 마이크로파 효과가 있을 것이라는 추측성 내용이 발표되기도 하였으나 대부분 밀봉 반응기나 고압 반응기를 사용하면서 반응물이 제대로 섞이지 않아 반응기 온도 조절과 측정이 올바르지 못하여 일시적으로 지나친(overshoot) 가열이 발생할 수도 있고 부정확하게 측정된 온도를 비교하여 발생한 것이다.

○ 마이크로파 반응기의 온도 측정에는 수은 온도계나 열전기쌍과 같은 종래의 온도계를 사용할 수 없고 외부 적외선 센서(IR)를 사용하여 반응기 표면의 온도를 측정하거나 섬유광학 온도센서(FO)를 사용하여 반응물 내 한 점의 온도를 측정하고 있다. 반응물의 온도는 시간차를 감안하면 반응기내의 위치에 따라 상당히 균일하지 않기 때문에 IR이나 FO를 이용하여 진정한 반응물의 온도를 측정하기 어려워 센서의 위치 및 반응물의 섞이는 상태 등에 세심한 주의를 기울여야 한다.

○ 그동안 발표된 논문들 중에는 시판하는 마이크로파 반응기를 단순하게 사용하고 소위 획기적인 합성결과를 보고한 것들이 있다. 여기에서 소개하는 학습용 총설은 마이크로파 반응기를 사용하는 실무 연구자들이 온도 측정에 대한 개념을 정립하는데 도움이 될 것으로 생각한다.

저자

C. Oliver Kappe

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2013

권(호)

42

잡지명

Chemical Society Reviews

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

4977~4990

분석자

어*선

분석물

• 마이크로파 반응기에서 온도 측정1.pdf [357,917 byte]

이미지변환중입니다.