時間:2018-10-17 點擊: 次 來源:網絡 作者:佚名 - 小 + 大
1.超聲波頻率 經研究表明,降解效果并不是頻率越高越好。超聲頻率與有機污染物的降解機理相關,以自由基為主的降解反應存在一個最佳頻率;以熱解為主的降解反應,當超聲聲強大于空化閾值時,隨著頻率的增大,聲解效率增大。
2.超聲功率強度 超聲功率強度是指單位聲發射端面積,在單位時間內輻射至反應系統中的總聲能,一般用單位輻照面積上的功率來衡量。原則上超聲功率強度越大降解反應越好,但過大時又會使空化氣泡產生屏蔽,可利用的超聲功率強度能量減少,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和空化強度有重要的影響;②溶解氣體如N2O2產生的自由基也參與降解反應過程。 4.酸堿度PH值
對于有機酸堿性物質的超聲降解,溶液的PH值的影響主要是: ①當溶液PH值較小時,有機物質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,并可以蒸發進入空化泡內,在空化泡內直接熱解;又可以在空化泡的氣液界面上和本體溶液中同空化產生的自由基發生氧化反應,降解效率高。 ②當溶液PH值較大時,有機物質發生電離以離子形式存在于溶液中,不能蒸發進入空化泡內,只能在空化泡的氣液界面上和本體溶液中同自由基發生氧化反應,降解效率較低超聲降解發生在空化核內或空化氣泡的氣-液界面處,離子不易接近氣-液界面,很難進入空化泡內。 因此,溶液的PH值調節應盡量有利于有機物以中性分子的形態存在并易于揮發進入氣泡核內部。 5.溫度 溫度對超聲空化的強度和動力學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。實驗表明,溫度提高有利于加快反應速度,但超聲誘導降解主要是由于空化效應而引起的反應,溫度過高時,在聲波負壓半周期內會使水沸騰而減小空化產生的高壓,同時空化泡會立即充滿水汽而降低空化產生的高溫,因而降低降解效率。一般聲化學效率隨溫度的升高呈指數下降,因此,低溫(小于20℃)較為有利于超聲降解實驗,所以降解通常都在室溫下進行。
6.反應器結構的影響 改進反應器的關鍵是如何提高聲強和能量利用效應。目前的反應器主要有以下幾種:超聲清洗槽式反應器、聲變幅桿浸入式聲化學反應器、平行板式近場聲處理器NAP(美國Lewis公司開發)。NAP反應器使用雙超聲頻率,減少駐波的產生,提高空化泡的數量,為超聲技術從實驗室走向實際應用提供了技術支持。 由于不同超聲波頻率產生的作用不同,MHz范圍的換能器產生的超聲場能有效的傳質;KHz范圍內的換能器產生的超聲場,能增加超聲波的機械和功率空化效應。反應器應該利用兩種或多種不同頻率的超聲波之間的協同作用,提高超聲波的輻射面積,會大大增加反應器的效率。
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