超聲波聲化學反應與合成@臺風資訊

聲化學是超聲波在化學反應和過程中的應用，在液體中引起聲化學作用的機理是聲學現象空化。杭超超聲波實驗室和工業設備用于廣泛的聲化學過程。

聲化學反應

在化學反應和過程中可以觀察到以下聲化學效應：

• 提高反應速度

• 增加反應輸出

• 更有效的能源使用

• 相轉移催化劑的性能改進

• 避免相轉移催化劑

• 活化金屬和固體

• 增加試劑或催化劑的反應性

• 改進粒子合成

• 納米粒子涂層

• 聲化學轉換反應途徑

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。真空由一側的快速移動的表面和另一側的惰性液體產生。由此產生的壓力差用于克服液體內的內聚力和附著力。空化可以以不同的方式產生，例如文丘里噴嘴，高壓噴嘴，高速旋轉或超聲換能器。在所有這些系統輸入能量轉化為摩擦、湍流、波浪和空化。轉化為空化的輸入能量的比例，取決于液體在空化設備中運動的幾個因素。

加速度的強度是影響能量轉化為空化的重要因素之一。更高的加速度創造更高的壓力差，增加了產生真空氣泡的可能性，而不是產生通過液體傳播的波。因此，加速度越高，轉化為空化的能量的比例越高。在超聲換能器的情況下，加速度由振蕩振幅來描述。

更高的振幅導致更有效地產生空化，杭超的工業設備可以產生高達115μm的振幅。這些高振幅允許高功率傳輸率，而這反過來又能產生高達 100W/cm3 的高功率密度。除強度外, 還應加快液體的速度, 從而在動蕩、摩擦和波浪產生方面造成損失降到小。為此，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：

• 通過還原金屬鹽制備活化金屬

• 通過超聲處理生成活化金屬

• 活性金屬溶液的制備

• 涉及非金屬固體的反應

• 金屬(Fe、鉻、錳、Co)氧化物的顆粒化學合成，如用作催化劑

• 金屬或金屬鹵化物在載體上的浸漬

• 金屬，合金，沸石和其他固體的結晶和析出

• 通過高速粒子碰撞改變表面形態和粒度

• 形成非晶納米結構材料，包括高表面積過渡金屬，合金，碳化物，氧化物和膠體

• 晶體結塊

• 平滑和去除鈍化氧化物涂層

• 顯微操作（分餾）的小顆粒

• 固體的分散

• 膠體（Ag，Au，Q型CdS）的制備

• 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