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超声波声化学的工作原理

2019-08-29

 超声波声化学处理技术作为一种物理手段和工具,可以在化学反应介质中产生一系列近乎不好的条件。这种能量不仅可以刺激或促进许多化学反应,加快化学反应的速度,而且可以改变一些化学反应的方向,产生一些有趣的结果。意想不到的效果和奇迹是超声波化学。超声波声化学可以应用于几乎所有的化学反应,如萃取分离、合成和降解、生物柴油生产、微生物控制、有毒有机污染物降解、生物降解处理、细胞粉碎、分散和凝固等。超声波声化学处理设备也有突出的优点,即它没有运动部件,没有电磁辐射,安装固定非常简单,特别适用于高压、高温、有毒、爆炸性危险环境的应用。超声波声化学处理设备的另一个应用领域是污水处理和防垢除垢。许多专家和学者做了大量的研究和实验,证明超声波在管道和设备的防垢和除垢方面是有效的。

工作原理:

目前,超声声化学的研究涉及化学、材料科学、环境保护等多个领域,包括在有机合成和难降解有毒有机污染物处理中的应用。超声具有传播方向强、介质振动强度高、液体空化等特点。超声波可以促进常规条件下不能发生的化学反应,或提高现有的反应速度和程度。然而,这些现象并不是声波对反应物直接作用的结果。一般认为,上述现象主要是由于超声波的机械效应和空化效应引起的,这是反应条件和环境变化的结果。机械作用——将超声波引入化学反应体系,超声波可以使物质剧烈运动,产生单向力,加速物质的转移和扩散,可以代替机械搅拌,使物质从表面剥离,从而使其在化学反应体系中发生断裂。空化-在某些情况下,超声波效应的产生与空化机理有关。声空化是指在声波作用下,液体中存在的一系列小气泡(孔)的动态过程:振荡、膨胀、收缩甚至崩溃。这两种效应是超声加速和激活化学反应的主要原因。