绿色合成技术

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1、绿色合成技术——超声化学班级：化学本13学号：2013110239姓名：刘倩茹1•超声化学的原理超声化学主要源于声空化一液体中空腔的形成、振荡、生长收缩及崩溃，以及引发的物理和化学变化。液体声空化过程是集中声场能量并迅速释放的过程。空化泡崩溃时,在极短时间和空化泡的极小空间内,产生5000K以上的高温和大约5.05X10^8Pa的高压，速度变化率高达10J0K/s,并伴随产生强烈的冲击波和时速高达400km的微射流，这就为在一般条件下难以实现或不能实现的化学反应，提供了一种新的非常特殊的物理环境，开启了新的化学反应通道。其现象包括两个方面，即强超声在液体中产生气泡

2、和气泡在强超声作用下的特殊运动。在液体内施加超声场，当超声强度足够大时，会使液体中产生成群的气泡，成为“声空化泡”，这些气泡同时受到强超声的作用,在经历声的稀疏相和压缩相时，气泡生长、收缩、再生长、再收缩，经过多次周期性振荡，最终以高速度崩裂。在其周期性振荡或崩裂过程中，会产生短暂的局部高温、高压、加热和冷却的速率大于lOlOKs,并产生强电场，从而引发许多力学、热学、化学、生物等效应。反应体系的环境条件会极大地影响空化的强度，而空化强度则直接影响到反应的速率和产率。这些环境条件包括反应温度、液体的静压力、超声辐射频率、声功率和超声强度。另外，溶解气体的种类和数量

3、、溶剂的选择、样品的制备以及缓冲剂的选择对空化强度也有很大影响。超声波可改变液体，固体发生化学反应的途径，它所产生的高温、高压可使声化学通过一条不同寻常的途径来促进声能量和物质的相互作用。实验室常用的超声反应器有，超声清洗器、超声细胞粉碎器等.2.超丙化学特点2.1束射特性由于超声波的波长短，超声波射线可以和光线一样，能够反射、折射,也能聚焦，而且.遵守几何光学上的定律。即超声波射线从一种物质表面反射时，入射角等于反射角，当射线透过…种物质进入另一种密度不同的物质时就会产生折射，也就是要改变它的传插方向，两种物质的密度差别愈大，则折射也愈大。2.2吸收特性声波在各

4、种物质中传播时，随着传播距离的增加，强度会渐进减弱，这是因为物质要吸收掉它的能量。对于同一物质，声波的频率越高，吸收越强。对于一个频率一定的声波，在气体中传播时吸收最历害，在液体中传播吋吸收比较弱，在固体中传播时吸收最小。2.3超声波的能量传递特性超声波所以往各个工业部门中有广泛的应用，主要之点还在于比声波具有强大得多的功率。为什么有强大的功率呢?因为当声波到达某一物资中时，由于声波的作用使物质中的分子也跟着振动，振动的频率和声波频率一样，分了振动的频率决定了分了振动的速度。频率愈高速度愈大。物资分子由于振动所获得的能量除了与分子的质量有关外，是由分子的振动速度的

5、平方决定的，所以如果声波的频率愈高，也就是物质分子愈能得到更高的能量、超声波的频率比声波可以高很多，所以它可以使物资分子获得很大的能量；换句话说，超声波本身可以供给物质足够大的功率。2.4超声波的声压特性当声波通入某物体时，由于声波振动使物质分子产生压缩和稀疏的作用，将使物质所受的压力产生变化。由于声波振动引起附加压力现象叫声压作用。由于超声波所具有的能量很大，就有可能使物质分子产生显诸的声压作用、例如当水中通过一般强度的超声波吋，产生的附加压力可以达到好儿个大气压力。液体中存起着如此巨大的声压作用，就会引起值得注意的现象。当超声波振动使液体分子压缩时，好象分子受

6、到来直四面八方的压力;当超声波振动使液体分子稀疏时，好象受到向外散开的拉力，对于液体，它们比较受得住附加压力的作用，所以在受到压缩力的时候；不大会产生反常情形。空腔闭合的时候会产生很大的瞬吋压力，一般可以达到儿千甚至几万个大气压力。液体在这种强大的瞬时压力作用下，温度会骤然增高。断裂作用所引起的互大瞬时压力，可以使浮悬在液体中的固体表面受到急剧破坏。我们常称Z为空化现象。3•超声化学的主要应用研究由于声能具有独特的优点,无二次污染、设备简单、应用面广,所以受到人们越来越多的关注,声化学已成为一个蓬勃发展的研究领域.目前，声化学的研究已涉及到化学、化工的各个领域,如

7、有机合成、电化学、光化学、分析化学、无机化学、高分子材料、环境保护、生物化学等,我国的有关学者在声化学的基础研究和应用研究方面也做了大量的工作•近年来,声化学在物质合成、催化反应、水处理、废物降解、纳米材料等方面的研究已成为声化学重要的应用研究领域.3.1超声在有机合成中的应用超声波首次应用于有机化学反应的报道是在1938年。80年代以來，随着声化学的发展，超声波在有机合成中的应用研究呈蓬勃发展之势，已被广泛应用于氧化反应、还原反应、加成反应、取代反应、缩合反应、水解反应等，儿乎涉及有机化学的各个领域。第一部声化学应用于有机合成方面的专著^Syntheticorg

8、anics