超声波对有机污染物的降解并不是来自声波与有机物分子的直接作用,而是主要来源于声空化现象。超声空化是液体中的一种极其复杂的物理现象,它是指液体中的微小泡核在超声波作用下被激化,表现为泡核的振荡、生长、收缩及崩溃等一系列动力学过程。水中溶解的气体,分散的小气泡,或由于热扰动产生的气泡以及固体微粒等,都有可能促进空化作用。反应体系中溶解性气体的存在可提供空化核,以稳定空化效果。溶解气体的绝热指数越大,声化学效应越明显。因此,在声化学中,单原子气体(He、Ne、Ar)比双原子气体和空气(N2、02)用得多一些。用频率为20 kHz的超声波降解溶解h、Ar、He、0,四种气体水溶液时,由于溶解气体的不同,H202和·OH的生成速度变化约为一个数量级。
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研究表明,高频超声波有助于提高超声波辅助生物植物催化降解振动棒速度,这是由于羟基自由基的产率随声源频率的增加而增加,但频率还与超声波的衰减有关。增加声强强度,有利于氧化反应,增大降解速度。如利用探头式
超声波发生器降解农药甲胺磷水溶液时,随着声强的增加,空化程度增加,甲胺磷的降解率增大,但声能太大,空化泡会在声波的负相长得很大而形成声屏蔽,系统可利用的声场能量反而降低,降解速度也随之下降””。
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为提高超声波辅助生物植物催化降解振动棒的效率,近年来,科研人员除了对超声波的降解机理、性能等进行探讨外,还对超声波反应器进行了大量的研究,一些改进了的反应器也不断问世。
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