時(shí)間:2018-10-17 點(diǎn)擊: 次 來源:網(wǎng)絡(luò) 作者:佚名 - 小 + 大
1.超聲波頻率 經(jīng)研究表明,降解效果并不是頻率越高越好。超聲頻率與有機(jī)污染物的降解機(jī)理相關(guān),以自由基為主的降解反應(yīng)存在一個(gè)最佳頻率;以熱解為主的降解反應(yīng),當(dāng)超聲聲強(qiáng)大于空化閾值時(shí),隨著頻率的增大,聲解效率增大。
2.超聲功率強(qiáng)度 超聲功率強(qiáng)度是指單位聲發(fā)射端面積,在單位時(shí)間內(nèi)輻射至反應(yīng)系統(tǒng)中的總聲能,一般用單位輻照面積上的功率來衡量。原則上超聲功率強(qiáng)度越大降解反應(yīng)越好,但過大時(shí)又會使空化氣泡產(chǎn)生屏蔽,可利用的超聲功率強(qiáng)度能量減少,降解速度下降。 3.溶解性氣體 溶解性氣體的存在可提供空化核、穩(wěn)定空化效果、降低空化閾,溶解性氣體影響超聲降解速率和降解程度,主要原因是:①溶解氣體對空化氣泡的性質(zhì)和空化強(qiáng)度有重要的影響;②溶解氣體如N2O2產(chǎn)生的自由基也參與降解反應(yīng)過程。 4.酸堿度PH值
對于有機(jī)酸堿性物質(zhì)的超聲降解,溶液的PH值的影響主要是: ①當(dāng)溶液PH值較小時(shí),有機(jī)物質(zhì)在水溶液中以分子形式存在為主,容易接近空化泡的氣液界面,并可以蒸發(fā)進(jìn)入空化泡內(nèi),在空化泡內(nèi)直接熱解;又可以在空化泡的氣液界面上和本體溶液中同空化產(chǎn)生的自由基發(fā)生氧化反應(yīng),降解效率高。 ②當(dāng)溶液PH值較大時(shí),有機(jī)物質(zhì)發(fā)生電離以離子形式存在于溶液中,不能蒸發(fā)進(jìn)入空化泡內(nèi),只能在空化泡的氣液界面上和本體溶液中同自由基發(fā)生氧化反應(yīng),降解效率較低超聲降解發(fā)生在空化核內(nèi)或空化氣泡的氣-液界面處,離子不易接近氣-液界面,很難進(jìn)入空化泡內(nèi)。 因此,溶液的PH值調(diào)節(jié)應(yīng)盡量有利于有機(jī)物以中性分子的形態(tài)存在并易于揮發(fā)進(jìn)入氣泡核內(nèi)部。 5.溫度 溫度對超聲空化的強(qiáng)度和動力學(xué)過程具有非常重要的影響,從而造成超聲降解的速率和程度的變化。實(shí)驗(yàn)表明,溫度提高有利于加快反應(yīng)速度,但超聲誘導(dǎo)降解主要是由于空化效應(yīng)而引起的反應(yīng),溫度過高時(shí),在聲波負(fù)壓半周期內(nèi)會使水沸騰而減小空化產(chǎn)生的高壓,同時(shí)空化泡會立即充滿水汽而降低空化產(chǎn)生的高溫,因而降低降解效率。一般聲化學(xué)效率隨溫度的升高呈指數(shù)下降,因此,低溫(小于20℃)較為有利于超聲降解實(shí)驗(yàn),所以降解通常都在室溫下進(jìn)行。
6.反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的影響 改進(jìn)反應(yīng)器的關(guān)鍵是如何提高聲強(qiáng)和能量利用效應(yīng)。目前的反應(yīng)器主要有以下幾種:超聲清洗槽式反應(yīng)器、聲變幅桿浸入式聲化學(xué)反應(yīng)器、平行板式近場聲處理器NAP(美國Lewis公司開發(fā))。NAP反應(yīng)器使用雙超聲頻率,減少駐波的產(chǎn)生,提高空化泡的數(shù)量,為超聲技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嶋H應(yīng)用提供了技術(shù)支持。 由于不同超聲波頻率產(chǎn)生的作用不同,MHz范圍的換能器產(chǎn)生的超聲場能有效的傳質(zhì);KHz范圍內(nèi)的換能器產(chǎn)生的超聲場,能增加超聲波的機(jī)械和功率空化效應(yīng)。反應(yīng)器應(yīng)該利用兩種或多種不同頻率的超聲波之間的協(xié)同作用,提高超聲波的輻射面積,會大大增加反應(yīng)器的效率。
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