二甲基亚砜和乙醇混合溶液等效介电常数特性研究.pdf

第28卷第5期
化学研究与应用
Vol 28 N
2016年5月
Chemical Research and Application
May,2016
文章编号:1004-1656(2016)05-0727-04
二甲基亚砜和乙醇混合溶液等效介电常数特性研究
王开勇,武志燕,黄卡玛
(四川大学电子信息学院,四川成都610065
摘要:在2.45GHz測量二甲基亚砜(DMSO)和乙醇混合溶液在258~293K的等效介电常数,发现DMSO与乙
醇体积比为85:15时,介电常数实部'随温度没有明显变化规律;体积比为15:85时,损耗角正切tan随温度
儿乎不发生変化的有趣现象。
关键词:混合溶液;等效介电常数;介电常数实部;损耗角正切
中图分类号:0621.23文献标志码:A
Study on the characteristic of the permittivity
of Dmso-ethanol mixture solution
WANG Kai-yong, WU Zhi-yan, HUANG Ka-ma
( College of Electronics and Information Engineering, Sichuan University, Chengdu 610065, China
Abstract The permittivity of the imet sulfoxide(DMSO)ethanol mixture solution at the temperature of 258-293K was meas
ured at 2. 45 GHZ. The measured-results show an interesting phenomenon that with the change of temperature the real part of the
permittivity of the Dmso-ethanol mixture solution does not change regularly at the volume ratio of 85: 15, and the loss tangent shows
almost no change at the volume ratio of 15: 85.
Key words: mixture solution; effective permittivity; the real part of the permittivity; loss tangent
近年来,微波加热已广泛应用在化学领域山
而物质是否适合于微波加热、加热效果如何,依赖
切(uan8=6,)来表示介质的损耗程度
于物质的电学性质与磁学性质,而物质的宏观电
DMSO是一种水溶性的化合物,能溶解绝大多
学和磁学性质都用其介电常数和磁导率来描述,数有机化合物,甚至无机盐,素有“万能药”或“万
对于大部分为非磁性材料的有机试剂,介电常数能溶媒”之称,作为溶剂和反应介质被厂泛应
反映了其对微波的吸收和反射情況2?。对于传统用?。乙醇具有特殊的内部结构,作为试剂、溶
的线性、均匀、各向同性物质而言,其介电常数是剂、燃料被广泛应用在工业和科学上,并在许多化
复数,即物质的复介电常数,表示为
学反应中发挥着重要的作用?。DMSO和乙崞作
6=88
为这些行业中大量使用的溶剂,很有必要了解它
共中实部e'实质上描述了介质分子极化程度们的介电特性,以研究他们对微波的吸收和反射
的大小,代表了介质中储存的电磁能,而虚部e"代情况。
表了介质中损耗的电磁能,工程上常用损耗角正
日前,对DMSO和乙醇混合溶液介电特性的
收稿日期:2015-12-18;修回日期:201603-14
联系人简介:干开勇(1990),男,硕士研究生,主要研究方向:波化学。E-mai:wangkaivong190163.com
728
化学研究与应用
第28卷
研究主要集中在研究混合浴液的介电常数与温析仪测量其S11参数3。将混合溶液放入低温试
度、频率、混合比例等的关系?。而关于DMSO验箱,每下降一定温度便取出測量其S11参数
和乙醇混合溶液介电常数与温度的关系的研究1.3计算方法
中,几乎没有涉及到该混合溶液在低温下的介电
由S11参数获得介电常数的计算方法如图2
特性。因此,本文基于神经网络的终端开路的同所示
轴探头方法,测量了不同体积比的DMSO和乙醇
隐含层
混合溶液在258~293K的等效介电常数,发现
へ输入层
输出层
DMSO与乙醇体积比大于85:15时,e"随温度的升
S111
高而减小;小于85:15时,s'随温度的升高而增大
等于85:15时,e"随温度有升有降,无明显变化规
律。体积比大于15:85时,an⑧随温度的升高而
小S11
tano
减小;小于15:85时,tan6随温度的升高而增大
图2由S11参数获得介电常数的示意图
等于15:85时,tan随温度几乎没有变化。
Fig. 2 The schematic diagram
of the permittivity obtained by Sl1 parameter
1实验部分
将测得的S11参数的幅度(1S111)和相位
1.1主要仪器与药品
(pS11)输入BP神经网络,得到DMSO和乙醇
N5230A矢量网络分析仪( Agilent Technolo-
混合溶液在不同温度下的介电常数的实部'和损
gies, America);UML8光纤温度计( FISO Technolo-
耗角正切tan8。
gles Inc. Quebec, Canada);DW40低温试验箱(河
北鑫鑫路业建材仪器有限公司);同轴探头(白2结果与讨论
制);圆柱型不锈钢腔体(自制)。
DMSO(9.5%,分析纯,成都海兴化工试剂2.1DMSO和乙醇混合溶液在低温下的等效介电
广);乙醇(9.5%,分析纯,成都海兴化工试剂常数
不同体积比的DMSO和乙醇混合溶液介电常
数实部e'和损耗角正切tanδ随温度的变化分別如
1.2实验方法
介电常数测量系统如图1所示。
图3、图4所
-70:30
矢量网络分析仪
100:0
冋轴传输线
25:75
同轴探头
柱形不锈钢腔体
必一必
被测物
T/K
图3不同体积比的DMSO和
图1个电常数测量系统
乙醇混合溶液在不同温度下的
Fig. 1 The permittivity measurement system
Fig 3 Temperature dependence ofs
将按一定比例配置好的DMSO和乙醇混合溶
of different Dmso-ethanol volume ratio
液装人圆柱形不锈钢腔体,用光纤温度计对温度
进行实时测量。插人同轴探头,通过矢量网络分