第五章-超聲化學(xué)

超聲化學(xué)自然界中的超聲波1895年,SirJohnI.Thornycroft和SydneyW.Barnaby發(fā)表了第一個(gè)關(guān)于空化的報(bào)告，他們發(fā)現(xiàn)了潛水艇螺旋槳的嚴(yán)重侵蝕,并在高速旋轉(zhuǎn)的螺旋槳上觀察到空化氣泡的形成.1923年首次將聲納用于探測(cè)潛艇1927年,AlfredL.Loomis首次報(bào)道了超聲在化學(xué)方面加快反應(yīng)速率的效應(yīng).1934年,人們發(fā)現(xiàn)超聲可以加大電解水的速率.1938年,報(bào)道了超聲用于有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的研究.1944年,Harvery等引入了校正擴(kuò)散的概念,即微氣泡的成長(zhǎng)是由于氣泡振動(dòng)過程中跨過界面非等量的傳質(zhì)而引起.超聲化學(xué)的發(fā)展過程1950年,Noltingk和Neppiras對(duì)模擬空化氣泡第一次用計(jì)算機(jī)進(jìn)行了計(jì)算.1964年,Flynn提出了“瞬態(tài)空化”和“穩(wěn)態(tài)空化”的概念.1980年,Neppiras首次在聲空化的綜述中使用了聲化學(xué)(sonochemistry)的術(shù)語.1982年,Milino等人用自旋捕獲和電子自旋共振譜(ESR)驗(yàn)證了水超聲裂解中形成了氫自由基(H·)和羥基自由基(OH·).1986年4月8～11日,第一屆國(guó)際聲化學(xué)學(xué)術(shù)討論會(huì)在英國(guó)Warwick大學(xué)召開,標(biāo)志著這門新興學(xué)科的誕生.1994年第一個(gè)學(xué)術(shù)刊物《UltrasonicsSonochemistry》出版.次聲波（頻率<20HZ）聲波（20HZ<頻率<20KHZ）超聲波（20KHZ<頻率<50MHZ）聲波分類聲波是物體機(jī)械振動(dòng)狀態(tài)（或能量）的傳播形式。所謂振動(dòng)是指物質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)在其平衡位置附近進(jìn)行的往返運(yùn)動(dòng)。譬如，鼓面經(jīng)敲擊后的上下振動(dòng)，這種振動(dòng)狀態(tài)通過空氣媒質(zhì)向四面八方傳播，產(chǎn)生聲波?？陕劼暡l率在20－20KHz之間，當(dāng)聲波的頻率低于20Hz時(shí)叫做次聲波，高于20KHz則稱為超聲波。超聲波是指振動(dòng)頻率大于20KHz以上的聲波,由于其超出了人耳聽覺的上限(20KHz)，人們將這種聽不見的聲波叫做超聲波。

超聲波和(可聞)聲波本質(zhì)上是一致的，都是一種機(jī)械振動(dòng)，通常以縱波的方式在彈性介質(zhì)內(nèi)傳播，是一種能量的傳播形式，其不同點(diǎn)是超聲頻率高，波長(zhǎng)短，在一定距離內(nèi)沿直線傳播，具有良好的束射性和方向性。例如，B超（腹部超聲成像所用的頻率范圍在2-5MHz之間，常用為3-3.5MHz）。超聲波基本概念與(可聞)聲波比較，超聲波具有許多奇異特性：1、超聲波波長(zhǎng)短，通常的障礙物尺寸要比超聲波的波長(zhǎng)大許多倍，因此超聲波的衍射本領(lǐng)很差，但它在均勻介質(zhì)中能夠定向直線傳播。超聲波的波長(zhǎng)越短，這一特性就越顯著。由此導(dǎo)致超聲波在傳播時(shí)，方向性強(qiáng)，能量易于集中。2、超聲波能在各種不同介質(zhì)中傳播,傳播足夠遠(yuǎn)的距離。超聲與傳聲介質(zhì)的相互作用中，易于攜帶有關(guān)傳聲介質(zhì)狀態(tài)的信息（診斷或?qū)髀暯橘|(zhì)產(chǎn)生效應(yīng)）。3、超聲波是一種波動(dòng)形式，它可以作為探測(cè)與負(fù)載信息的載體或媒介(如B超等用作診斷)；它又是一種能量形式，當(dāng)其強(qiáng)度超過一定值時(shí)，它可以通過與傳播超聲波的介質(zhì)發(fā)生相互作用，影響、改變以致破壞后者的狀態(tài)、性質(zhì)及結(jié)構(gòu)(如超聲治療)。超聲波的特點(diǎn)及應(yīng)用

目前超聲波廣泛運(yùn)用于診斷學(xué)、治療學(xué)、工程學(xué)、生物學(xué)等領(lǐng)域：

（一）工程學(xué)方面的應(yīng)用：水下定位與通訊、地下資源勘查等。

（二）生物學(xué)方面的應(yīng)用：剪切大分子、生物工程及處理種子等。

（三）診斷學(xué)方面的應(yīng)用：A型、B型、M型、D型、雙功能及彩超等。

（四）治療學(xué)方面的應(yīng)用：理療、治癌、外科、體外碎石、牙科等

。超聲波的應(yīng)用范圍超聲波是聲波大家族中的一員

功率特性——當(dāng)聲波在空氣中傳播時(shí)，推動(dòng)空氣中的微粒往復(fù)振動(dòng)而對(duì)微粒做功（聲波功率就是表示聲波做功快慢的物理量）。在相同強(qiáng)度下，聲波的頻率越高，它所具有的功率就越大。由于超聲波頻率較高，所以超聲波與一般聲波相比，功率非常大。空化作用——當(dāng)超聲波在液體中傳播時(shí)，由于液體微粒的劇烈振動(dòng)，會(huì)在液體內(nèi)部產(chǎn)生小空洞。這些小空洞迅速脹大和閉合，導(dǎo)致液體微粒之間發(fā)生猛烈的撞擊作用，從而產(chǎn)生高達(dá)100MPa的壓強(qiáng)。同時(shí)，微粒間這種劇烈的相互作用，會(huì)使液體的溫度驟然升高，起到很好的攪拌作用，從而使兩種不相溶的液體（如水和油）發(fā)生乳化，并且加速溶質(zhì)溶解，加速化學(xué)反應(yīng)。超聲波與微波的區(qū)別微波是電磁波，頻率在300MHz到300KMHz的電磁波,波長(zhǎng)在遠(yuǎn)紅外線與無線電波之間，通常作為信息傳遞而用于雷達(dá)、通訊技術(shù)中。微波加熱的特點(diǎn)：1、加熱速度快：與常規(guī)加熱不同。微波加熱是使被加熱物本身成為發(fā)熱體，稱之為內(nèi)部加熱方式，不需要熱傳導(dǎo)的過程，內(nèi)外同時(shí)加熱，因此能在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到加熱效果。2、均勻加熱：常規(guī)加熱，容易產(chǎn)生外焦內(nèi)生現(xiàn)象。微波加熱時(shí)，物體各部位通常都能均勻滲透電磁波，產(chǎn)生熱量，因此均勻性大大改善。3、節(jié)能高效：微波能只被加熱物體吸收而生熱，加熱室內(nèi)的空氣與相應(yīng)的容器都不會(huì)發(fā)熱，所以熱效率極高，生產(chǎn)環(huán)境也明顯改善。4、選擇性加熱：微波對(duì)不同性質(zhì)的物料有不同的作用，這一點(diǎn)對(duì)干燥作業(yè)有利。譬如，水分子對(duì)微波的吸收最好，所以含水量高的部位，吸收的微波功率多于含水量較低的部位,這就是選擇加熱的特點(diǎn)。烘干木材、紙張等產(chǎn)品時(shí)，利用這一特點(diǎn)可以做到均勻加熱和均勻干燥。微波的特性利用超聲波所創(chuàng)造出的特殊環(huán)境：激發(fā)或促進(jìn)各種類型化學(xué)反應(yīng)加快化學(xué)反應(yīng)速度誘發(fā)普通條件不能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)改變某些化學(xué)反應(yīng)的方向，由此產(chǎn)生一些令人意想不到的反應(yīng)效果和奇跡

由于超聲化學(xué)具有獨(dú)特的反應(yīng)特性，目前受到廣泛關(guān)注，是合成化學(xué)等極為重要且十分活躍的研究領(lǐng)域之一。目前已廣泛應(yīng)用于化學(xué)中的每一個(gè)領(lǐng)域.

如:有機(jī)合成化學(xué)、納米材料制備、生物化學(xué)、分析化學(xué)、高分子化學(xué)、高分子材料、表面加工、生物技術(shù)及環(huán)境保護(hù)等方面。超聲化學(xué)的特點(diǎn)

超聲波在傳播過程中與媒質(zhì)相互作用，相位和幅度發(fā)生變化，可以使媒質(zhì)的狀態(tài)、組成、結(jié)構(gòu)、功能和性質(zhì)等發(fā)生變化。這類變化稱之為超聲效應(yīng)。超聲波與媒質(zhì)的相互作用可分為熱機(jī)制、機(jī)械力學(xué)機(jī)制和空化機(jī)制。在由超聲波促進(jìn)的化學(xué)反應(yīng)體系中，以上的幾種機(jī)制，或單獨(dú)或協(xié)同的對(duì)反應(yīng)起著催化作用:(1)熱機(jī)制：超聲波在媒質(zhì)中傳播時(shí)，其振動(dòng)能量不斷被媒質(zhì)吸收轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃慷姑劫|(zhì)溫度升高。這種使媒質(zhì)溫度升高的效應(yīng)稱為超聲的熱機(jī)制。(2)機(jī)械力學(xué)機(jī)制：當(dāng)頻率較低，吸收系數(shù)較小，超聲的作用時(shí)間很短時(shí)，超聲效應(yīng)的產(chǎn)生并不伴隨有明顯的熱效應(yīng)。這時(shí)，超聲效應(yīng)可歸結(jié)為機(jī)械力學(xué)機(jī)制，即超聲效應(yīng)來源于表征聲場(chǎng)力學(xué)量的貢獻(xiàn)。

作為一種機(jī)械能量的傳播形式，可通過波動(dòng)過程中的力學(xué)量如原點(diǎn)位移、振動(dòng)速度、加速度及聲壓等參數(shù)表述超聲效應(yīng)。

超聲效應(yīng)

超聲波是一種高頻機(jī)械波，具有能量集中、穿透力強(qiáng)等特點(diǎn)。它由一系列疏密相間的縱波構(gòu)成，并通過液體介質(zhì)向四周傳播。當(dāng)聲能足夠高時(shí)，在疏松的半周期內(nèi)，液相分子間的吸引力被打破，形成空化核?？栈说膲勖s為0.1μs，它在爆炸的瞬間可以產(chǎn)生大約4000—6000K和100MPa的局部高溫高壓環(huán)境，并產(chǎn)生速度約110m/s具有強(qiáng)烈沖擊力的微射流——超聲空化。超聲波化學(xué)反應(yīng)主要源于聲空化機(jī)制，空化機(jī)制是聲化學(xué)反應(yīng)的主動(dòng)力。這些條件足以使有機(jī)物在空化氣泡內(nèi)發(fā)生化學(xué)鍵斷裂、水相燃燒(aqueouscombustion)、高溫分解(pyrolysis)或自由基反應(yīng)等。(3)空化機(jī)制：超聲波聲化學(xué)效應(yīng)的主要機(jī)制之一是聲空化(包括氣泡的形成、生長(zhǎng)和崩裂等過程)。其現(xiàn)象包括兩個(gè)方面，即強(qiáng)超聲在液體中產(chǎn)生氣泡、氣泡在強(qiáng)超聲作用下進(jìn)行特殊運(yùn)動(dòng)。

液體聲空化的過程是集中聲場(chǎng)能量并迅速釋放的過程。這就為在一般條件下不可能或難以實(shí)現(xiàn)的化學(xué)反應(yīng)提供了一種非常特殊的物理環(huán)境。超聲空化伴隨的物理效應(yīng)(1)機(jī)械效應(yīng)(2)熱效應(yīng)(3)光效應(yīng)(4)活化效應(yīng)體系中的沖擊波、沖擊流和微射流體系中的高溫、高壓和整體的升溫聲致發(fā)光產(chǎn)生自由基一般認(rèn)為，聲化學(xué)反應(yīng)過程可能發(fā)生在三個(gè)不同的區(qū)域中：(1)流體空化泡中；(2)在空化泡與液體的氣/汽-液界面上；(3)發(fā)生在空化沖擊波傳播的流體里。在三個(gè)區(qū)域中，如果反應(yīng)發(fā)生在流體空化泡中，空化泡中的溫度取決于溶劑的蒸汽壓。以水為例，空化泡中最高溫度可以達(dá)到約4000K，當(dāng)空化泡破裂后，在大于1010K/s的冷卻溫度下，產(chǎn)生的納米粒子是無定形的。如果反應(yīng)發(fā)生在空化泡與液體的氣/汽-液界面上，破裂的空化泡產(chǎn)生的溫度可以達(dá)到19000K，從而生成晶形納米粒子。經(jīng)Suslick等人的研究和測(cè)試，清楚地證明了熱點(diǎn)(Hotspot)理論：聲空化引起的高溫及溫度梯度，是局限于以空化泡為中心的很有限的范圍之內(nèi)的(<300nm)，其周圍廣大的液體溫度幾乎不變。超聲波的化學(xué)作用不是直接與物質(zhì)作用，而是主要通過液體的聲空化(Cavitation)來完成的。附著在固體雜質(zhì)、微塵、容器表面上及細(xì)縫中的微氣泡或因結(jié)構(gòu)不均勻造成液體內(nèi)抗張強(qiáng)度減弱的微小區(qū)域中析出的溶解氣體等都可以構(gòu)成這種微小的泡核?？栈荼罎r(shí)，極短的時(shí)間內(nèi)在空化泡周圍的極小空間內(nèi)，將產(chǎn)生瞬間的高溫(~5000K)和高壓(~1800atm)及超過1010K/s的冷卻速度，并伴隨強(qiáng)烈的沖擊波和(或)時(shí)速達(dá)400km的射流及放電發(fā)光作用。

所謂聲空化是指液體中微小泡核的形成、振蕩、生長(zhǎng)、收縮至崩潰，及其引發(fā)的物理、化學(xué)變化?？栈?yīng)

液體的聲空化過程是指超聲波在一定的頻率與強(qiáng)度作用于液相反應(yīng)系統(tǒng)時(shí)，液體分子承受交替的壓縮、擴(kuò)張循環(huán)，在擴(kuò)張過程中，液體的密度降低到足以使液體介質(zhì)中“撕裂”出大量瞬間生成又瞬間崩潰的微小空化泡，從而將聲場(chǎng)的能量集中起來。在壓縮過程中，已存在的空化泡被大大壓縮、崩潰。伴隨空化泡的崩潰過程，能量在極小的空間內(nèi)釋放出來，產(chǎn)生瞬時(shí)的局部高溫和高壓?？栈瘹馀?/p>

空化氣泡由空化氣體、水蒸汽及易揮發(fā)的溶質(zhì)蒸氣組成，處于空化時(shí)的極端狀態(tài)。當(dāng)空化氣體為O:時(shí)，在空化氣泡崩潰的極短時(shí)間內(nèi)，氣泡內(nèi)的水蒸汽和O:可發(fā)生下列熱分解反應(yīng)，產(chǎn)生具有很強(qiáng)氧化能的·OH、·H等自由基及H2O2，這些物質(zhì)可進(jìn)一步擴(kuò)散到氣泡外，從而可在空化氣泡、空化氣泡表面層和液相主體這三個(gè)區(qū)域內(nèi)使常規(guī)條件下難以降解的有機(jī)污染物發(fā)生氧化降解。一般而言，在一定頻率和強(qiáng)度的超聲連續(xù)作用下，超聲空化不斷發(fā)生，這些氧化劑在溶液中的濃度保持相對(duì)的穩(wěn)定。易揮發(fā)物質(zhì)也會(huì)在空化氣泡內(nèi)發(fā)生類似燃燒的熱分解反應(yīng)。

超聲波在介質(zhì)中的傳播過程中存在著一個(gè)正負(fù)壓強(qiáng)的交變周期。在正壓相位時(shí)，超聲波對(duì)介質(zhì)分子擠壓，改變了介質(zhì)原來的密度，使其增大；而在負(fù)壓相位時(shí)，使介質(zhì)分子稀疏，進(jìn)一步離散，介質(zhì)的密度減少。當(dāng)用足夠大振幅的超聲波來作用于液體介質(zhì)時(shí)，在負(fù)壓區(qū)內(nèi)介質(zhì)分子間的平均距離會(huì)超過使液體介質(zhì)保持不變的臨界分子距離，液體介質(zhì)就會(huì)發(fā)生斷裂，形成微泡，微泡進(jìn)一步長(zhǎng)大成為空化氣泡。氣泡的產(chǎn)生

氣泡的去向

這些氣泡一方面可以重新溶解于液體介質(zhì)之中，也可能上浮并消失；另一方面隨著聲場(chǎng)的變化而繼續(xù)長(zhǎng)大，直到負(fù)壓達(dá)到最大值，在緊接著的壓縮過程中這些空化氣泡被壓縮，其體形縮小，有的甚至完全消失，當(dāng)脫出共振相位時(shí)，空化氣泡就不再穩(wěn)定了，這時(shí)空化氣泡內(nèi)的壓強(qiáng)已不能撐其自身大小，即開始潰陷或消失。氣泡消失過程中的能量和反應(yīng)

空化氣泡在十分迅速的潰陷過程中瞬間產(chǎn)生幾千K的高溫、幾千個(gè)大氣壓的高壓和巨大的沖擊波，對(duì)于空化氣泡潰陷，通過計(jì)算可知，該潰陷過程只發(fā)生在幾百納秒到幾微秒之間，所以，空化泡液壁潰陷過程中的巨大動(dòng)能將在瞬間轉(zhuǎn)化為空化泡內(nèi)氣態(tài)物質(zhì)(內(nèi)含物)的熱能。由于熱能在瞬間難以消散，就將內(nèi)含物加熱至極高的溫度。空化氣泡表面層

它是圍繞氣相的一層很薄的超熱液相層，其處于于空化時(shí)的中間條件，存在著高濃度·OH，據(jù)估·OH濃度可達(dá)4x103mol/L，極性、難揮發(fā)溶質(zhì)一般在該區(qū)域內(nèi)被·OH等自由基氧化得以降解，最終為無毒的小分子化合物。由于溫度梯度的原因，空化氣泡表面層的溫度與壓力超過水的臨界溫度647K和臨界壓力221Pa，從而使該區(qū)域內(nèi)的水呈超臨界狀態(tài)。超臨界水(Supercriticalwater)具有低介電常數(shù)(常溫常壓下同極性有機(jī)溶劑相似)、高擴(kuò)散性及高傳輸能力等特性，是一種理想的反應(yīng)介質(zhì)，有利于大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)速率的增加。液相主體

液相主體基本處于環(huán)境條件。而在前兩個(gè)區(qū)域中未被消耗掉的少量自由基·OH、·H等會(huì)在該區(qū)域內(nèi)繼續(xù)與溶質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)，但通常反應(yīng)量很少。一般而言，超聲降解水體中化學(xué)污染物主要發(fā)生在空化氣泡及其表面層這兩個(gè)區(qū)域。降解途徑可為直接熱分解、·OH等的氧化和超臨界水氧化這三種途徑之一或聯(lián)合。污染物的降解途徑與其本身的物化性質(zhì)有關(guān)。超聲化學(xué)反應(yīng)裝置超聲作用瞬間能產(chǎn)生的溫度可達(dá)到太陽表面的溫度，而壓力則可達(dá)到太平洋最深處洋底的壓力。某些情況下超聲能使化學(xué)反應(yīng)速度成百萬倍地增加。titaniumrod

Piezoelectricceramics

利用功率超聲的空化現(xiàn)象加速和控制化學(xué)反應(yīng)，提高反應(yīng)速率和引發(fā)新的化學(xué)反應(yīng)的現(xiàn)象，稱超聲化學(xué)。超聲化學(xué)基本定義壓電效應(yīng)：某些電介質(zhì)在沿一定方向上受到外力的作用而變形時(shí)，其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時(shí)在它的兩個(gè)相對(duì)表面上出現(xiàn)正負(fù)相反的電荷。當(dāng)外力去掉后，它又會(huì)恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)。當(dāng)作用力的方向改變時(shí)，電荷的極性也隨之改變。相反，當(dāng)在電介質(zhì)的極化方向上施加電場(chǎng)，這些電介質(zhì)也會(huì)發(fā)生變形，電場(chǎng)去掉后，電介質(zhì)的變形隨之消失，這種現(xiàn)象稱為逆壓電效應(yīng)，或稱為電致伸縮現(xiàn)象基于壓電陶瓷制作超聲換能器如BaTiO3陶瓷等

超聲波在介質(zhì)中的傳播過程中存在著一個(gè)正負(fù)壓強(qiáng)的交變周期。在正壓相位時(shí),超聲波對(duì)介質(zhì)分子擠壓,增大了液體介質(zhì)原來的密度;而在負(fù)壓相位時(shí),介質(zhì)的密度則減小?？栈瘹馀菪纬杉捌湓诼晥?chǎng)中的變化過程超聲化學(xué)的理論基礎(chǔ)

當(dāng)用足夠大振幅的超聲波作用于液體介質(zhì)時(shí),在負(fù)壓區(qū)內(nèi)介質(zhì)分子間的平均距離會(huì)超過使液體介質(zhì)保持不變的臨界分子距離,液體介質(zhì)就會(huì)發(fā)生斷裂,形成微泡,微泡進(jìn)一步長(zhǎng)大成為空化氣泡。

在緊接著的壓縮過程中,這些空化氣泡被壓縮,其體積縮小,有的甚至完全消失。當(dāng)脫出共振相位時(shí),空化氣泡就不再穩(wěn)定了,這時(shí)空化氣泡內(nèi)的壓強(qiáng)已不能支撐其自身的大小,即開始潰陷或消失,這一過程稱為空化作用,或孔蝕作用。

由于空化作用所引起的反應(yīng)條件的變化，導(dǎo)致了化學(xué)反應(yīng)的熱力學(xué)變化，使化學(xué)反應(yīng)的速度和產(chǎn)率得以提高?？栈饔贸暰哂屑铀倩瘜W(xué)反應(yīng)、降低反應(yīng)條件、縮短反應(yīng)誘導(dǎo)時(shí)間，并能進(jìn)行某些傳統(tǒng)方法難以進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)等特點(diǎn)。它是聲能量與物質(zhì)間的一種獨(dú)特相互作用瞬間空化現(xiàn)象——超聲化學(xué)的起源空化現(xiàn)象圖示空化氣泡坍塌產(chǎn)生液體微射流

研究證明：超聲輻照水溶液過程中產(chǎn)生超臨界水。這種狀態(tài)下，水的介電常數(shù)類似于常溫常壓下的極性有機(jī)物的介電常數(shù)。超臨界水能與非極性物質(zhì)，

如烴類等有機(jī)物完全互溶，也能與空氣、氧、二氧化碳和氮?dú)獾葰怏w完全互溶。

超臨界水的這些特殊性質(zhì)使其成為一種理想的反應(yīng)介質(zhì)，

有利于大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)速率的增加。亦有文獻(xiàn)認(rèn)為，

瞬態(tài)超臨界水的形成是加速化學(xué)反應(yīng)的重要因素之一。

瞬間空化現(xiàn)象—可產(chǎn)生微環(huán)境極端反應(yīng)條件

氣體和微粒的影晌氣體和微粒的存在有益于空化的發(fā)生（降低空化閾值）粘度的影響

粘度越大，越不宜產(chǎn)生空化（增加聲空壓和空化閾值）頻率的影響

頻率越高，空化越難以實(shí)現(xiàn)

溫度的影響

溫度越高，越容易空化影響空化的因素一種是聲致發(fā)熱導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)發(fā)生（熱學(xué)理論）另一種是聲電效應(yīng)致促使化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行（電學(xué)理論）

目前，前者與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較一致，后者存在許多矛盾和沖突。在聲場(chǎng)作用下，溶液中產(chǎn)生空化氣泡。空化氣泡在聲波作用下壓縮而產(chǎn)生熱量，尤其是空化氣泡潰陷時(shí)產(chǎn)生數(shù)千度的高溫，因潰陷速度極快，熱量傳遞速度與之相比要慢的多，致使氣泡的潰陷和蒸汽的壓縮在氣泡的體積內(nèi)幾乎是絕熱進(jìn)行。在此狀態(tài)下，溶液中形成一個(gè)瞬時(shí)的定域熱點(diǎn)，在這個(gè)區(qū)域存在的熱量，使溶液中的物質(zhì)加熱，有的分子被熱解而生成原子或原子團(tuán)，這些原子團(tuán)則進(jìn)一步斷裂和產(chǎn)生重排，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。對(duì)超聲化學(xué)作用機(jī)制的兩種不同解釋：超聲化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)

研究發(fā)現(xiàn)，水溶液中進(jìn)行的聲化學(xué)反應(yīng)的速率都有不同程度的提高。對(duì)此，F(xiàn)olger和Barnes將其歸結(jié)為與氣泡相關(guān)的高溫效應(yīng)。Couppics等人則認(rèn)為是聲場(chǎng)導(dǎo)致反應(yīng)物分子運(yùn)動(dòng)加劇所致。按照絕對(duì)速度理論，反應(yīng)頻率因素與分子的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)有關(guān)，因此在空化作用大的區(qū)域，壓力梯度加快了反應(yīng)分子的振動(dòng)使反應(yīng)速度提高。超聲化學(xué)反應(yīng)速度的提高，是超聲空化作用的結(jié)果?？栈瘹馀莸倪\(yùn)動(dòng)和潰陷，使體系內(nèi)的各個(gè)部分（氣泡內(nèi)處的溶液）則產(chǎn)生了熱力與流體力學(xué)的重新分布（其受以下因素制約）。超聲波本身的強(qiáng)度、頻率、振蕩聲幅及波型決定了空化氣泡的形成，形變和潰陷的過程和結(jié)果，是聲化反應(yīng)的原動(dòng)力。（外因）反應(yīng)體系的溶劑、溶于體系中的氣體和反應(yīng)物本身的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)是聲化學(xué)反應(yīng)速度提高的內(nèi)在因素。其對(duì)空化氣泡潰陷前后的氣相、液相及氣液界面產(chǎn)生的物理、化學(xué)變化起決定作用，不同的聲化條件推動(dòng)了空化的產(chǎn)生，但不同反應(yīng)體系的物質(zhì)決定了空化效應(yīng)的結(jié)果。超聲化學(xué)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)水相中的超聲化學(xué)

有機(jī)鹵化物，例如CH2Cl2，CHCl3及CCl4在水介質(zhì)中，在超聲作用下使碳-氯鍵斷裂生成自由基的難易程度及自由基的穩(wěn)定性順序，與這些化合物的光解結(jié)果相同。

超聲化學(xué)的早期工作大多在水相中進(jìn)行。超聲可使水相中產(chǎn)生過氧化氫和氫氣，有些溶質(zhì)在超聲作用下的氧化與它在輻照下的初級(jí)化學(xué)作用相似，證明在超聲作用下，水分解成為氫氧自由基和氫原子。有趣的是，甲烷和乙烷的飽和水溶液在超聲作用下，可以檢測(cè)到甲醛和乙酸的存在，不過產(chǎn)率很低。超聲化學(xué)的應(yīng)用

水是生命體系中無所不在的介質(zhì)，這可能是水相聲化學(xué)發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)超前于非水液相聲化學(xué)的重要原因。對(duì)像蛋白質(zhì)、酶等生物分子的聲化學(xué)研究表明，聲致氧化還原作用是導(dǎo)致形成很多簡(jiǎn)單產(chǎn)物的主要機(jī)制。

對(duì)嘧啶、嘌呤、吡咯及卟啉等分子進(jìn)行超聲處理后，可明顯地觀察到其紫外-可見吸收光譜的變化，說明產(chǎn)生了聲化學(xué)效應(yīng)。雖然尚缺乏定量的研究結(jié)果，但已可肯定高能超聲將對(duì)生物體系產(chǎn)生有害的作用。

用超聲作用于溶有苯的水溶液，可以檢測(cè)到苯酚、苯二酚、乙炔、二乙炔的存在。特別值得提到的是還可檢測(cè)到含氮有機(jī)物的生成，亦即在上述水相體系中，超聲場(chǎng)對(duì)溶于水中的氮?dú)馄鹆斯痰淖饔谩４送?，超聲還可以使公認(rèn)的致癌物苯并芘變成無害的其他物質(zhì)。并已證實(shí)，碳水化合物、多羥基化合物、脂肪酸和生物堿在超聲作用下，都可形成用紫外-可見吸收光譜能檢測(cè)出來的產(chǎn)物。

非水液相中的聲化學(xué)

雖然水相中的聲化學(xué)研究較早。但有機(jī)反應(yīng)，特別是在非水溶液中的聲化學(xué)研究卻起步較晚。目前工作主要集中在：（1）均相合成反應(yīng)；（2）金屬表面上的有機(jī)反應(yīng)；（3）相轉(zhuǎn)移反應(yīng)；（4）固液兩相界面反應(yīng)等幾個(gè)方面。雖然有關(guān)的工作報(bào)道不少，但深入到反應(yīng)機(jī)制的研究并不多見。因此，這一領(lǐng)域無論是在實(shí)驗(yàn)條件的探索和機(jī)理的研究方面，仍有許多工作尚待深入和突破。

由于人們對(duì)過渡金屬的羰基化物體系的熱化學(xué)與光化學(xué)都研究得較充分，所以有人首先選用這類體系進(jìn)行聲化學(xué)研究。

Suslick首先選擇Fe(CO)5(五羰基鐵)為對(duì)象，在超聲或在堿性溶液中，都可以得到Fe3(CO)12與微細(xì)鐵粉。

在超聲作用下的可能過程如下：

①Fe(CO)5→Fe(CO)5-n+nCO②Fe(CO)3+Fe(CO)5→Fe2(CO)8③Fe2(CO)8+Fe(CO)5→Fe3(CO)12

+CO④Fe(CO)5→Fe+5CO

在堿性溶液中的熱反應(yīng)已知為：

Fe(CO)5+2OH-→[HFe(CO)4]-+HCO3-3HFe(CO)4-+3MnO2→Fe3(CO)12

+3OH-+3MnO

在有機(jī)堿水溶液中的熱反應(yīng)則為：

3Fe(CO)5+NR3+2H2O→[R3NH][HFe3(CO)11]+2CO2+2CO+H2加酸后：12[R3NH][HFe3(CO)11]+18HCl→11Fe3(CO)12

+15H2

+3FeCl2+12R3N·HCl雖有部分產(chǎn)物相同，但三種反應(yīng)迥然不同,說明聲化學(xué)反應(yīng)有其自己的特點(diǎn)均相反應(yīng)

從超聲對(duì)金屬表面的氣蝕現(xiàn)象和潔凈作用，很容易理解超聲對(duì)金屬表面上發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的促進(jìn)作用。譬如：由于超聲能有效的除去金屬鎂表面上的水與醇，所以加超聲后，格氏反應(yīng)的引發(fā)期可從6—7min縮短到0.2min。超聲對(duì)金屬有機(jī)試劑用于有機(jī)合成時(shí)也有很好效果。但是在這類反應(yīng)體系中使用超聲時(shí)，對(duì)溶劑的選擇非常苛刻，如溶劑的揮發(fā)性、表面張力和粘度對(duì)反應(yīng)的成敗往往起重要的作用。

金屬表面上的非均相反應(yīng)

過去近20年里，兩相化學(xué)反應(yīng)體系在使用相轉(zhuǎn)移催化劑（PTC）方面獲得了很大的成功。從超聲所能產(chǎn)生的微粒化、乳化與固體粉化等效應(yīng)不難想到，它對(duì)相轉(zhuǎn)移反應(yīng)應(yīng)當(dāng)可以產(chǎn)生明顯的效果。相轉(zhuǎn)移反應(yīng)1。本身在一定條件下可以發(fā)生的反應(yīng)，但通過超聲作用能加快反應(yīng)速度，縮短反應(yīng)時(shí)間，提高反應(yīng)效率，甚至改變反應(yīng)路徑。如：酯的水解等。2。沒有超聲波作用于化學(xué)反應(yīng)，則反應(yīng)不能進(jìn)行。如芳香族化合物水溶液進(jìn)行聲輻射制備羥基芳香族化合物等超聲反應(yīng)類型：有機(jī)超聲反應(yīng)

加成反應(yīng)Simmons-Smith反應(yīng)——環(huán)丙烷化反應(yīng)

用鋰或碘活化，但反應(yīng)放熱難以控制。

1982年，Repic引入超聲波，避免活化過程，解決了放熱問題，縮短了反應(yīng)時(shí)間，提高了產(chǎn)率超聲反應(yīng)產(chǎn)率為91％，而通常僅為51％

三甲基硅氧基環(huán)丙烷類化合物是有機(jī)合成的重要中間體，通常由Simmons-Smith反應(yīng)制備。該反應(yīng)的關(guān)鍵是有機(jī)合成中間產(chǎn)物ICH2ZnI的活化。

三甲基硅氧基環(huán)丙烷類的加成

孫海洲等采用超聲反應(yīng)，以CuCl催化活化鋅，在溫和條件下以56％～78％的產(chǎn)率合成了若干種三甲基硅氧基環(huán)丙烷類化合物化合物。與其它鋅粉活化方法相比，超聲方法具有反應(yīng)速度快，

無須使用預(yù)先活化的鋅粉和引發(fā)劑等優(yōu)點(diǎn)。(FERNANDES,V.S.;BARBOZA*,J.C.S.;SERRA,A.A.;Synth.Commun.37(2007)9,1433-1436。環(huán)氧化物合成鄰碘代醇超聲作用，室溫反應(yīng)，產(chǎn)率高硅氫化（hydrosilation）反應(yīng)反應(yīng)起始物的硅烷大多為三氯硅烷，二氯硅烷，三乙氧基硅烷，烯烴則為末端烯烴最初的Pt催化硅氫化反應(yīng)實(shí)例是由Wagner和Strother報(bào)道,其加成反應(yīng)條件須在100-300C的高溫和

45-115psi(Poundspersquareinch，1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(atm）=14.696磅/平方英寸(psi)）的高壓下完成.

絕大多數(shù)情況下，這類反應(yīng)的不利因素是苛刻的反應(yīng)條件以及催化劑不宜重復(fù)使用和回收。均相催化劑包括Pt，Rh,或Ru催化劑。能否克服這些缺陷，是硅氫化反應(yīng)面臨的困境。

Wagner及其研究人員證實(shí)，異相Pt催化劑能加速很多種類的硅氫化反應(yīng)，為這類重要單體的合成提供了一個(gè)非常有用的設(shè)計(jì)路線和合成路線?；诔暡芗铀俸芏喾N類的化學(xué)反應(yīng)，尤其對(duì)那些涉及金屬參與的催化反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)，超聲波能加速Pt對(duì)三鍵或雙鍵的硅氫化反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在超聲作用下，功能化和非功能化的硅烷均能通過Pt/C催化其與端烯的加成，而且溫度低、產(chǎn)率高。通過蒸餾而不是通過過濾對(duì)產(chǎn)物純化,催化劑可以反復(fù)循環(huán)使用多次，并可進(jìn)行大量合成。水解反應(yīng)

超聲波促進(jìn)酯水解，是研究較早的有機(jī)反應(yīng)。如：下面的酯水解反應(yīng)傳統(tǒng)方法回流1.5小時(shí)，產(chǎn)率15％。超聲波反應(yīng)1小時(shí)，產(chǎn)率94％。

工業(yè)上一些重要物質(zhì)，如甘油酯、菜油和羊毛酯額皂化反應(yīng)都能被超聲波顯著加速，這些多相反應(yīng)可在低溫完成，避免高溫皂化反應(yīng)中出現(xiàn)的變色。

超聲波已成為許多有機(jī)金屬化合物的常規(guī)合成技術(shù)。

如對(duì)于格氏試劑的制備，超聲波輻射下，無需干燥的乙醚，制備時(shí)間也大大縮短，此外超聲波還能用于有機(jī)Zn,Al,Sn等化合物的制備。有機(jī)（準(zhǔn)）金屬化合物合成

在碘引發(fā)下，用超聲輻射碘甲烷和鋁粉的化合物，先生成倍半甲基鋁，再與三乙基鋁作用生成三甲基鋁。反應(yīng)在室溫下能順利進(jìn)行，中間物不必分離，反應(yīng)時(shí)間較經(jīng)典時(shí)間大為縮短，而收率能達(dá)到86％以上。金屬鋁化合物的合成

超聲作用原位產(chǎn)生的Pd（0）納米顆粒在超聲作用下能在環(huán)境溫度有效催化溶液狀態(tài)的Heck反應(yīng)，并通過反應(yīng)條件控制，表現(xiàn)區(qū)域選擇性。如在多點(diǎn)位反應(yīng)物中，低溫得到對(duì)位單取代產(chǎn)物。而在較高溫度下，則能發(fā)生多取代反應(yīng)得到相應(yīng)產(chǎn)物。Pd(0)CatalyzedC-CcouplingReactions超聲照射下以Pd（0）納米顆粒在水溶液中進(jìn)行Heck反應(yīng)的催化性能和區(qū)域選擇性研究超聲作用下利用Pd(0)納米顆粒催化Sonogashira偶聯(lián)反應(yīng)的研究KumarV.Srinivasanetal,J.Org.Chem.2005,70,4869Copper-andLigand-FreeSonogashiraReaction催化劑循環(huán)使用效率環(huán)境溫度下通過超聲作用使Sonogashira反應(yīng)能在短時(shí)間內(nèi)完成并表現(xiàn)出高的化學(xué)選擇性，而且反應(yīng)在室溫離子液體中進(jìn)行無需膦配體和亞銅助催化劑。超聲條件下能生成穩(wěn)定的晶狀Pd(0)納米粒子，具有高的催化活性，能有效促進(jìn)和提高催化反應(yīng)效率，并能多次重復(fù)使用，且催化活性并未有明顯降低。超聲化學(xué)：一種提高糖類化合物合成效率的強(qiáng)有力方法Sonochemistry:APowerfulWayofEnhancingtheEfficiencyofCarbohydrateSynthesis

糖衍生物合成均相超聲化學(xué)反應(yīng)：超聲輻射下的1，2-二氯乙烯的異構(gòu)化研究溴代烷烴均裂溴原子加成雙鍵形成自由基，碳碳單鍵自由旋轉(zhuǎn)形成雙鍵異構(gòu)超聲化學(xué)法用于合成介孔材料的工作始于2000年，Tang等以Na2SiO3、CTAB、乙酸乙酯和水為原料，按物質(zhì)的量比Na2SiO3:CTAB:乙酸乙酯:水=1:0.33:1.86:450，成功地在超聲條件下制備了MCM-41介孔材料。介孔材料的聲化學(xué)合成Prouzet等用聚乙烯氧化物(C15(EO)12)為表面活性劑、TEOS(Si(OC2H5)4)和NaF為原料和礦化劑(各種物質(zhì)的摩爾比率為：表面活性劑:TEOS:NaF:水=0.02:0.16:0.004:56)，在中性條件下采用聲化學(xué)技術(shù)合成了中空的球形MSU-X型硅基介孔材料。并研究了不同的超聲功率對(duì)終產(chǎn)物的影響。

在非硅基介孔材料的聲化學(xué)合成方面也有文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)。已合成的材料主要有：TiO2、SnO2、Fe2O3、ZrO2、Y2O3等，及Y2O3-ZrO2、NiO-Y2O3等。Yu等通過超聲誘導(dǎo)凝聚法快速合成了具有高光學(xué)催化活性的、孔徑分布狹窄的介孔TiO2。研究顯示，超聲作用有利于增加孔壁厚度，從而導(dǎo)致材料具有高的熱穩(wěn)定性。如：Wang等采用聲化學(xué)路線，以長(zhǎng)鏈有機(jī)胺為結(jié)構(gòu)指導(dǎo)試劑，合成了具有蛀洞框架結(jié)構(gòu)的球形介孔TiO2粒子，其燒結(jié)前的粒徑為50-200nm，經(jīng)450C燒結(jié)后出現(xiàn)晶態(tài)邊界。合適的硫源、硒源，如硫脲、硒脲、硫代乙酰胺、硫醇或者包含C=S、C=Se鍵的化合物，結(jié)合金屬離子，生成相應(yīng)的金屬硫化合物和硒化物。這類反應(yīng)可以簡(jiǎn)單概括如下：H2O))))))H·+·OHRS+2H·R·+H2S(RS=CH3CSNH2、NH2CSNH2)2Mn++nH2SM2Sn+2nH+金屬硫族納米材料的聲化學(xué)合成水溶液中金屬硫族納米材料的超聲制備超聲波提取設(shè)備超聲波提取設(shè)備主要由提取槽、超聲波發(fā)生器和電源等部分組成。超聲波發(fā)生器是關(guān)鍵部件，作用是將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，又稱換能器。磁力換能器壓電換能器換能器右圖是國(guó)產(chǎn)HF型超聲波提取設(shè)備的外形圖，有多種型號(hào)：HF-2.5B型適用于實(shí)驗(yàn)室中小試研究HF-50B型適用于中試研究HF-500B型適用于工業(yè)規(guī)模的提取實(shí)驗(yàn)室用超聲波中藥提取機(jī)HSCT-Z中式中草藥超聲波提取機(jī)多用途恒溫超聲波提取機(jī)超聲波提取工藝路程圖超聲波提取技術(shù)UltrasonicExtractionTechnology

是將超聲波產(chǎn)生的空化、振動(dòng)、粉碎、攪拌等綜合效應(yīng)應(yīng)用到天然產(chǎn)物成分提取工藝中，通過破壞細(xì)胞壁，增加溶劑穿透力，從而提高提取率和縮短提取時(shí)間，達(dá)到高效、快速提取細(xì)胞內(nèi)容物的技術(shù)。超聲波提取空化作用機(jī)理空化現(xiàn)象可造成植物細(xì)胞壁及整個(gè)生物體瞬間破裂，使溶液能滲透到藥材的細(xì)胞中，從而加速藥材中的有效成分溶解于溶劑。超聲波破碎過程是一個(gè)物理過程,浸提過程中無化學(xué)反應(yīng)發(fā)生。超聲波的振動(dòng)作用提高了破碎速度,縮短了破碎時(shí)間,促進(jìn)了化學(xué)成分向溶劑中溶解。用超聲波提取化學(xué)成分可大大地縮短提取時(shí)間,提高提出率,得到的化學(xué)成分結(jié)構(gòu)和性質(zhì)也不會(huì)改變。超聲波提取機(jī)械作用機(jī)理超聲波在媒質(zhì)中傳播可使媒質(zhì)質(zhì)點(diǎn)在其傳播空間內(nèi)進(jìn)入振動(dòng)狀態(tài)，強(qiáng)化溶質(zhì)擴(kuò)散、傳質(zhì)。超聲波的機(jī)械作用主要是輻射壓強(qiáng)和超聲壓強(qiáng)引起的。其一是簡(jiǎn)單的騷動(dòng)效應(yīng),其二是在溶劑和懸浮體之間出現(xiàn)摩擦。騷動(dòng)可使蛋白質(zhì)變性,細(xì)胞組織變形。而超聲壓使溶劑分子的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于懸浮體的速度,從而在他們之間產(chǎn)生摩擦,這力量足以斷開兩碳原子之健,使生物分子解體,使細(xì)胞壁上的有效成分溶解于溶劑中。超聲波提取條件的選擇1、參數(shù)的選擇主要考慮超聲波的頻率、強(qiáng)度和時(shí)間。不同的植物成分所需的參數(shù)不同。有些植物在超聲波頻率越低，有效成分提取率越高。例如用不同頻率超聲波從黃芩根中提取黃芩甙，20kHz時(shí)提取率最高。而又有某些植物超聲提取使用的頻率越高,有效成分提取率卻越高。例如用頻率20kHz、800kHz、1000kHz超聲處理穿山龍,1000kHz條件下薯蕷皂甙的提取率最高。超聲提取時(shí)間對(duì)天然產(chǎn)物提取率和對(duì)其有效成分有影響：①一些有效成分提取率,隨超聲作用時(shí)間增加而增大;②提取率隨超聲時(shí)間的增加逐漸增高,一定時(shí)間后,超聲時(shí)間再延長(zhǎng),提取率增加緩慢;③提取率隨超聲作用時(shí)間增加,在某一時(shí)刻達(dá)到一個(gè)極限值后,提取率反而減小。2、溶劑的選擇結(jié)合有效成分的理化性質(zhì)進(jìn)行篩選。例如在提取皂甙、多糖類成分,可利用它們的水溶性特性選擇水作提取溶劑;需要用一定溶劑將藥材浸漬一段時(shí)間,再進(jìn)行超聲處理,這樣可以增加有效成分在溶劑中的溶解度,提高提取率。溶劑的濃度也是影響提取率的關(guān)鍵。3、對(duì)酶的特殊性選擇低強(qiáng)度的超聲波可以提高酶的活性,促進(jìn)酶的催化反應(yīng)。Stephen等研究超聲水浴作用下,α-淀粉酶和糖化酶對(duì)淀粉和糖原水解活性的變化情況時(shí),發(fā)現(xiàn)超聲使酶的催化活性速率和轉(zhuǎn)化酶對(duì)蔗糖水解活性顯著升高。利用超聲波對(duì)酶的雙向作用,解決由酶引起的種種問題,有待于今后進(jìn)一步的研究。三、超聲波提取的優(yōu)點(diǎn)超聲波提取技術(shù)廣泛用于醫(yī)藥、食品、油脂、化工等各個(gè)領(lǐng)域，與傳統(tǒng)的提取技術(shù)相比，它具有眾多優(yōu)點(diǎn)：①超聲波提取技術(shù)能增加所提取成分的產(chǎn)率，縮短提取時(shí)間，可大大提高產(chǎn)品收率及資源利用率、縮短生產(chǎn)周期、節(jié)省原料、提高經(jīng)濟(jì)效益。且提取物中有效成分含量高，有利于進(jìn)一步的分離。②無需加熱，避免了因加熱時(shí)間過長(zhǎng)對(duì)物料中熱敏性強(qiáng)的成分造成破壞，而影響所提成分的質(zhì)量。③不改變所提取成分的化學(xué)結(jié)構(gòu)，能保證有效成分及產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，提高產(chǎn)品品質(zhì)。④操作方便、提取完全，能充分利用中藥資源。節(jié)約資源，環(huán)保。⑤工藝流程簡(jiǎn)單。1.超聲與臭氧法聯(lián)用2.超聲與紫外光聯(lián)合用3.超聲與吸附聯(lián)用技術(shù)4.超聲與磁化學(xué)聯(lián)用技術(shù)5.超聲與生物聯(lián)用技術(shù)6.超聲與紫外光催化氧化法7.超聲電解法8.超聲H2O2催化氧化法1.超聲與臭氧聯(lián)用法

在超聲各種水處理法組合的工藝中，超聲與臭氧法是研究最多及最早的方法之一。超聲強(qiáng)化臭氧氧化作用主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：①促進(jìn)臭氧的分解；在超聲波作用下，臭氧分解產(chǎn)生具有更多更高活性的自由基如·OH等；②傳質(zhì)速率常數(shù)的增大；超聲一方面可將臭氧氣泡轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔馀荨?，提高臭氧與水的接觸面積，即增大表面積。另一方面，通過增加水的混合程度和紊動(dòng)強(qiáng)度，降低液膜厚度，減少阻力，增大傳質(zhì)系數(shù)，從而提高臭氧的傳質(zhì)速率。2.超聲與紫外光聯(lián)用

超聲與紫外光聯(lián)合技術(shù)對(duì)水中常見有機(jī)污染物有較好的處理效果，如苯酚、四氯化碳、三氯甲烷等，降解產(chǎn)物為CO2、H2O、Cl+或易被生物降解的短鏈脂肪酸，經(jīng)聯(lián)合技術(shù)工藝處理30min后，濃度為100.4mg/L的三氯甲烷溶液降解率達(dá)98%，12.1mg/L的四氯化碳溶液已不能檢測(cè)出其成分，40min苯酚的降解率達(dá)99%。