主题：【第九届原创】论硫酸在高分子材料微波消解中的举重若轻

论硫酸在高分子材料微波消解中的举重若轻

      温度或者功率是我们控制微波消解进程的主要变量，一般的，提高消解温度或者微波的发射功率，都会增强消解能力，但是更为关键的是消解酸种类的选择。酸选的不对，再高的温度可能也很难消解完全，某种酸可能会和某些样品打的火热，但对其它的样品就不怎么感冒了。太上老君的炼丹炉咋就炼化不了个石头猴子呢？高中生们在电视机前应该会大喊“加点HF试试”吧。

      微波消解最常用的酸有硝酸、盐酸、硫酸、磷酸、氢氟酸、高氯酸、氟硼酸等（还有双氧水），可以相互组合成混酸，增加体系的消解能力。我们今天谈论的主角就是硫酸，具有强氧化性和脱水性的无机含氧酸。沸点很高，密闭体系里340℃以上才可能有机会沸腾吧，消解罐肯定是受不了的，遇水或者脱水都会放出大量热，所以一般很少单独使用，但是可以与硝酸、氢氟酸等组成混酸，对一些高分子材料有较好的消解能力，例如蛋白制品、塑料、橡胶、纤维、油脂等。
下面我们来进行验证，以人类智慧的结晶——三大合成材料为消解目标物，分别为：
1、塑料：黑色PE塑料。
2、合成橡胶：橡皮筋。
3、合成纤维：涤纶织物。
      作为对比，分别使用了6 mL HNO₃+3 mL H₂O₂和6 mL HNO₃+3 mL HCl两个体系来消解上述三种样品，记为混酸A和混酸B，结果如下：

图1 各样品消解后的状态

（从左至右依次为：纤维样品+混酸A/B、橡胶样品+混酸A/B、塑料样品+混酸A/B）

      从图中可以看出，纤维样品消解后液相中相对清澈，但是有一些白色絮状物沉降和悬浮；橡胶样品消解后液相中虽无沉淀但是较浑浊；塑料样品……如图所示吧！
      综上，混酸A和B对于此三种样品均不能消解完全，相同条件下加点硫酸！6 mL HNO₃+3 mL H₂SO₄，消解结果如下：

                                             

图2 加入硫酸后的消解结果

（从左至右依次为：纤维、橡胶和塑料）

      所以很明显，硫酸的加入，对于此三种高分子材料的消解确实有很大的帮助，具体的反应进程与机理也许有待深入研究，这可能是源于硫酸的脱水性，加速碳化破坏碳骨架，为其它小伙伴的消解创造有利条件。
      高分子材料五花八门，不仅具有很大的分子量和很长的骨架，很多改性的合成材料还包含复杂的官能团，甚至接枝和掺杂很多无机物，这使得其消解十分困难，单纯的硝酸硫酸可能就会捉襟见肘了，所以对于那些顽固的材料，我们一起探索吧！
      写在后面：另外，看很多地方对于微波消解的定义都提到，消解液可以是各种酸、部分碱液甚至是盐类，但是至今的样品消解都是用的酸，不知何种样品会用碱，大家有没有接触过或者有所想法的呢，可以提出来试试。