聲化學反應(yīng)
在化學反應(yīng)和過程中可以觀察到以下聲化學效應(yīng):
1.提高反應(yīng)速度
2.增加反應(yīng)輸出
3.更有效的能源使用
4.相轉(zhuǎn)移催化劑的性能改進
5.避免相轉(zhuǎn)移催化劑
6.活化金屬和固體
7.增加試劑或催化劑的反應(yīng)性
8.改進粒子合成
9.納米粒子涂層
10.聲化學轉(zhuǎn)換反應(yīng)途徑
液體中的超聲空化
空化即“液體中氣泡的形成,生長和爆炸性崩潰”,空化塌陷產(chǎn)生強烈的局部加熱(約5000K),高壓力 (約 1000 atm),和巨大的加熱和冷卻速率( 109 K / sec)和液體噴射流(~400 km/ h)。
氣泡是真空氣泡。真空由一側(cè)的快速移動的表面和另一側(cè)的惰性液體產(chǎn)生。由此產(chǎn)生的壓力差用于克服液體內(nèi)的內(nèi)聚力和附著力??栈梢砸圆煌姆绞疆a(chǎn)生,例如文丘里噴嘴,高壓噴嘴,高速旋轉(zhuǎn)或。在所有這些系統(tǒng)輸入能量轉(zhuǎn)化為摩擦、湍流、波浪和空化。轉(zhuǎn)化為空化的輸入能量的比例,取決于液體在空化設(shè)備中運動的幾個因素。
加速度的強度是影響能量轉(zhuǎn)化為空化的重要因素之一。更高的加速度創(chuàng)造更高的壓力差,增加了產(chǎn)生真空氣泡的可能性,而不是產(chǎn)生通過液體傳播的波。因此,加速度越高,轉(zhuǎn)化為空化的能量的比例越高。在的情況下,加速度由振蕩振幅來描述。
更高的振幅導致更有效地產(chǎn)生空化,F(xiàn)UNSONIC的工業(yè)設(shè)備可以產(chǎn)生高達115μm的振幅。這些高振幅允許高功率傳輸率,而這反過來又能產(chǎn)生高達 100W/cm3的高功率密度。除強度外, 還應(yīng)加快液體的速度, 從而在動蕩、摩擦和波浪產(chǎn)生方面造成損失降到最小。因此,蕞理想的方式是單向運動。
超聲波之所以被使用是因為它對過程的影響:
1.通過還原金屬鹽制備活化金屬;
2.通過超聲處理生成活化金屬;
3.活性金屬溶液的制備;
4.涉及非金屬固體的反應(yīng);
5.金屬(Fe、鉻、錳、Co)氧化物的顆?;瘜W合成,如用作催化劑;
6.金屬或金屬鹵化物在載體上的浸漬;
7.金屬,合金,沸石和其他固體的結(jié)晶和析出;
8.通過高速粒子碰撞改變表面形態(tài)和粒度:形成非晶納米結(jié)構(gòu)材料,包括高表面積過渡金屬,合金,碳化物,氧化物和膠體;晶體結(jié)塊;平滑和去除鈍化氧化物涂層;顯微操作(分餾)的小顆粒;
9.固體的分散;
10.膠體(Ag,Au,Q型CdS)的制備;
11.聲化學聚合物:聚合物的降解和改性;聚合物的合成;有機污染物在水中的分解。