声化学反应机理.pdf

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1、化学世界行研究，普特曼(PuttermanS)小组的工作在近些年比较引人注目。声化学反应机理虽然超声空化效应仍然在研究之中。但是，空化效应如何在液体中引发化学反应却已经找到了答案。李晓昆，刘岩(青海大学化工学院，青海西宁810016)美国化学家舒斯里克(SuslickKs)的工作提示出了声化学反应的机制。声化学是2O世纪80年代崛起的一门化学学2声化学反应的机理科，1986年在英国沃里克大学召开的第一届国际声从2O世纪8O年代初开始，美国依里诺依大学化学研讨会标志着这一新的化学学科的正式出现。的化学家舒斯里克就致力于揭示出声化学的反应机与其他的化学反应不同，声化学反应的诱发是靠声理。由于水

2、溶液中的空化效应不易控制，所以，舒斯能，但是，声能从常规的角度看是不会在液体中引发里克等人就采用了有机液体一十二烷作为研究对象，化学反应的，而是通过一种物理中介现象——超声研究了其中溶解所有几种羰基金属化合物，空化效应与液体分子发生相互作用。所谓超声空化Cr(CO)6，Fe(CO)5，Mo(CO)6，W(Co)6，时空化效效应，就是用一定声强的超声波辐照液体，由于液体应对上述四种羰基化合物分解率和C0的分压有密中溶解有微量的气体，或者液体本身可以汽化，在声切的关系，热分解反应速率常数K。和CO的分压场的膨胀相位，形成小气泡，并且体积膨胀，在声场一之间呈线性关系。同时，舒斯克又建立了一个的压

3、缩相位，巨大的声能将气泡压缩。由于这一过热学模型，通过分析，确认了声化学反应发生于两个程发生在几个ns～几个s的瞬间，所以，气泡内的区域一空化泡内的气体区域和空化泡的气一液交界区气体受压温度急剧上升，达到数千度的高温。高温域即液壁。通过计算，舒斯里克确定了发生声化学使得气泡内气体和气一液交界处的液体发生高温裂反应壁的厚度，大约是230nm，约540个分子直径解产生出大量的自由基，自由基与液体发生强烈反的厚度，气相区域空化发生后的瞬间温度大约为应，从而引发出一系列次级化学反应。因此，研究声5000K，液壁的温度大约是1900K。这样，就基本化学的反应机理，必须首先了解超声空化效应。上阐明了有

4、机溶液中声化学的反应机理。但是水溶1超声空化效应液中声化学机理还有什么新的特点，仍将是一个研空化效应最早发现于1876年。但是，这一现象究方向。1995年，霍夫曼(HoffmannMR)等人系物理本质的揭示直到1912年。英国著名力学家瑞统地研究了水溶液中声化学反应的机理。他们采用利(LordReyleigh)于该年度发表了空化效应的第了几种有毒的有机化合物如硝基苯酚作为目标化合一个理论模型——瑞利方程。通过对该方程的解，物，研究了它们在水中的声化学降解规律，发现，在人们首次可以计算出超声空化效应发生的温度，到水溶液中，除了自由基反应外，空化效应还可以在空了2O世纪5O年代，美国声学家诺尔

5、廷格(Noltingk化泡的液壁四周形成超临界水(SCW)。超临界水BE)和涅普里亚斯(NappirasEA)又对瑞利方程进亦同样可以参与有机物的降解反应。通过建立一个行了修正，形成了目前广泛引用的一个方程。1962完整的数学模型，霍夫曼得出了超临界水在整个反年，两位美国物理学家麦克雷(MacleayRQ)和霍应溶液中占有的比例大约为0．15。也就是说每1洛瑞德(HolroydKV)首次解出了这个非线性的二mL的反应水溶液中，大约会形成1．5L的超临界阶微分方程。到了2O世纪80年代，由于B超的大水。这个比例不算大。折算成对有机物解的总贡献量使用，研究人员又对脉冲超声作用下的空化效应率，大

6、约只为3～5。进行了研究，美国声学家弗莱思(Flynn．HG)修正通过舒斯里克，霍夫曼等人10余年的不懈努了诺尔廷格一涅普里亚斯方程，并采用数值计算方法力，到目前，声化反应微观反应机理已经被提示出对该修正方程进行了计算，得出的结论是，脉冲超声来。但是水溶液中声化学反应的宏观反应机理一反作用之下，空化效应在空化泡中产生的高温要高于应动力学特征仍然在探索之中。连续声波，最高温度可达到20000K以上。3声化学反应的宏观反应机理进入21世纪，研究人员仍然对超声空化效应进从2O世纪9O年代中期开始，作者等人就致力基金项目：中国科学院声场与声信息国家重点实验室资助项目(200107)第9期化学世界于

7、揭示声化学反应的宏观反应的动力学特征]。照澄州江雾开，淘金女伴满江隈，美人首饰侯王印，我们采用纯水作为研究对象，研究了其中溶解尽是沙中浪底来。”有气体o。，Nz和溶解阴离子I一的反应动力学特征。为寻找黄金，人们想尽了各种办法，最大的梦想实验发现，在宏观上看，声化学反应属于零级反应。莫过于能点石成金。古代中国、巴比伦、印度和穆斯即，声化学反应的宏观反应速率常数K和水溶液中林的炼金术和希腊及西方中世纪的哲人之石都让炼的化合物