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超声波作用于化学反应
更新时间:2017-09-08 08:58  查看:

  超声波作用于化学反应, 主要利用超声空化现象。 空化泡崩溃产生局部的高温、 高压和强烈的冲击波及 射流, 为在一般条件下难以实现或不可能实现的化学 反应提供了一种新的非常特殊的物理化学环境, 它是 一门新兴的声学与化学边缘交叉学科。 大量实验证明 超声波可广泛应用于各种反应,

  包括:

  (1) 合成化学方 面, 特别是超声在有机合成中应用研究发展很快, 主要 研究对象是多相反应, 特别是有机金属。 超声的粉碎和 使表面活化, 有可能代替相转移催化剂(PTC) 反应。 包 括金属表面参与的反应(如加速催化反应) 、 粉末状固 体颗粒参与的反应、 乳化反应、 均相反应。

  (2) 高聚物 化学方面, 如聚合反应、 高分子降解反应。

  (3) 电化学 方面, 将超声波直接引入电镀槽, 由于空化作用, 增加 了沉积速率, 提高电流密度。

  (4) 分析化学。 超声波已成为许多有机金属化合物的常规合成技 术。 如在格氏试剂的合成中, 传统方法需使用经严格 干燥的乙醚, 且需加入少量碘作诱导剂。而在超声辐 射下, 该反应可用普通试剂级乙醚而无需干燥, 反应 的诱导期也缩短到几秒。 这一发现对格氏试剂的工业 化生产具有重要意义。 将超声辐射用于均相和非均相 催化反应能不断剥除催化剂表面吸附的反应物, 暴露 出新的催化面, 从而有效地保持了催化剂的活性, 例 如, 美国 Moulton 利用超声使豆油的催化加氢加快了 100 多倍; 用镍粉作催化剂的烯烃加氢反应经超声辐 射后, 反应速度可加快十多万倍, 这一发现将对石油 化工产生重大影响。 目前在电镀中使用超声波, 实际 上是超声在电化学中应用的一个例子, 将超声辐射用 于电化学过程, 可保持电极的清洁、 使电极表面脱气、 同时还能改善传质, 这些优点使得电化学过程更为有 效, 可以改进镀层的附着性、 硬度和光洁度等, 并使电 镀可在较低的电流密度下完成, 电镀速度明显提高。 近 年来, 在固态核磁共振技术中超声辐射已被用来使谱 线变窄, 这一技术被称为声致变窄(SIN) , 它比磁角自 旋 MAS 技术更方便实用。


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