声化学反应器的基础理论

<正>声化学是20世纪80年代新崛起的一门化学学科。1986年6月在英国沃里克大学召开的第一届国际声化学研讨会标志这一新兴化学学科正式步入当代化学学科目录。经过20余年的实验室的基础研究工作,目前,声化学开始走向工业化应用研究。而工业化应用所涉及到的一个最基础的问题就是低能耗,高效率的声化学反应器的设计理论。和常规的化工反应器不同,声化学反应器更加复杂,它至少     

声化学反应器设计研究进展

论述声化学反应器的研究进展及设计的基本原理,包括反应器采用的超声换能器的端面面积、输出声强、ＣＳＴＲ和ＰＦＴ模型下两种反应器中物料衡算方程,增加声化学反应器中声化学产额的空化效应动力学途径以及换能器与反应溶液之间的电 声耦合关系     

声化学反应器设计中的基本原理

论述了声化学反应器设计中的一些基本问题，主要涉及小尺度混响声场中的声化学产额及其与声强、频率、反应溶液的温度、动态粘度及反应器几何形状之间的关系。     

平行与交叉双声束声场中的声化学反应研究

给描述超声空化效应动力学过程的Noltingk-Napprias方程增加了一个表征外界随机微扰的修正项,通过对这个方程的解发现,声场施加微扰后,可使空化的空化泡数量增加。在此理论基础上,设想采用交叉双声束声场实现对声场施加微扰。实验结果证实,采用交叉双声束声场后声场中的声化学产额(分别以溶液pH值改变,电导率改变表征)较平行双声束声场增加约11%~13%不等。这一结果对于声化学反应器提高声化学产额有意义。     

声化学反应器中空化声场和空化泡之间相位同步的方法

<正>声化学是20世纪80年代兴起的一门独立化学学科[1]。其工业化应用,主要涉及高效率、低运行成本的声化学反应器[2-9]。虽然,早在1993年,作者就发现了降低声化学反应器中声场临界值,以及减少声能损耗的方法——采用调制脉冲声波引发反应器中的超声"空化峰"[10]。但是,这只是途径之一。本文研究第二种途径——声场中的空化泡相位同步方法。     

声化学反应机理

声化学是20世纪80年代崛起的一门化学学科,1986年在英国沃里克大学召开的第一届国际声化学研讨会标志着这一新的化学学科的正式出现.与其他的化学反应不同,声化学反应的诱发是靠声能,但是,声能从常规的角度看是不会在液体中引发化学反应的,而是通过一种物理中介现象--超声空化效应与液体分子发生相互作用.     

声化学反应器设计的几个理论问题

论述了声化学反应器理论中关键的几个问题,主要涉及空化效应动力学,和描述这一动力学过程的Noltingk-Napprias方程的修正,和修正以后的方程如何描述声场施加随机微扰以后增加空化效应。同时开放式声化学反应器中的声化学反应动力学过程,以及窄脉冲声场空化峰效应对提高声化学反应的作用也被祥细做了论述。     

亚甲蓝的声化学反应速率研究

选择了水溶液中亚甲蓝的声化学反应为研究体系,探讨了超声频率为19．6kHz时,亚甲蓝声化学反应的速率规律。实验结果表明,在实验条件下,亚甲蓝的声化学反应符合一级反应的动力学规律。亚甲蓝声化学反应速率常数随着超声功率的增加而增加,随着操作温度、亚甲蓝的初始浓度的增加而减小,催化剂Fe^2＋能增加亚甲蓝的声化学反应速率常数。pH值和曝气也能影响其声化学反应速率常数。     

罗丹明B的声化学反应速率研究

选择了水溶液中的罗丹明B的声化学反应为研究体系,探讨了超声频率为19.6 kHz时,罗丹明B声化学反应的速率规律。结果表明,在实验条件下,罗丹明B的声化学反应符合一级反应的动力学规律,反应速率常数随着超声功率的增加而增加,随着操作温度、罗丹明B的初始浓度和pH值的增加而减小,当罗丹明B的初始浓度为0.01 mmol/L,操作温度为35℃,超声功率为230 W,pH值从1.9变化到11.7时,其声化学反应速率常数从0.21 min-1变化到4.39×10-2min-1;曝气也能影响罗丹明B的声化学反应速率常数。     

化学反应器的设计（1）：化学反应器设计基础

本讲主要讲述化学反应器的分类，化学反应器的选择原则及一般化学反应器的设计基础方程式。     

超声波废水处理技术的研究进展

本文介绍了声化学反应机理和影响空化效应主要因素,超声波技术在废水处理领域的研究现状和进展,并对今后开展这方面的研究提出了展望。     

矩形声化学反应器空化场分布的研究

文章研究了分析反应器尺寸及液体深度对矩形声化学反应器空化场分布的影响。在刚性边界条件下,理论分析得出了纵向声压分布公式。用MATLAB仿真分析了纵向声压分布情况,并用染色法进行了实验验证。结果表明:声场中声压有多种简正声波和高次同相振动叠加而成。近场区总声压幅值以高次同相振动为主,声压幅值随液体深度的增大而迅速衰减;远场区则以简正声波为主,声压幅值随液体深度的增大而起伏变化。当满足一定条件时,在槽体可发生长度共振。     

超声波降解氯苯水溶液的研究

对超声波技术降解氯苯水溶液进行了一些初步研究。测定了降解过程中pH值、氯离子浓度和剩余氯苯浓度；结果表明，在超声降解过程中pH值呈下降趋势，溶液中不断有氯离子生成，相对于氯苯反应为一级反应。提出了氯苯水溶液的超声降解反应机理。     

超声化学法制备高纯钛酸钡的工艺研究

以氯化钡和钛酸丁酯为原料,采用超声化学法制备高纯钛酸钡（BaTiO3）粉体。利用X衍射分析、扫描探针、激光粒度仪等检测方法对样品进行表征。研究超声化学法制备高纯钛酸钡的方法和影响因素,对比研究了超声化学法与传统化学沉淀法制备对粉体粒度的影响。结果表明,将反应的pH控制在3左右,反应物的n（钡）/n（钛）控制在1∶（1～1.02）时,超声化学法制备的钛酸钡为立方相,且为均匀的球形,粒度为100 nm,纯度为99.82%。     

超声波在废水处理中的应用研究

指出了影响空化效应的主要因素和声化学反应的机理,综述了超声波在废水处理中的研究和应用情况,显示了超声波在废水处理中的良好应用前景,指出了目前研究工作的不足,建议积极探索超声波与其它废水处理方法的结合。     

声化工设备研究进展

鉴于声化学在许多化学化工领域展示了广阔的应用前景，声化工设备的研制也正成为研究热点，本文对近年来国际上开发的各类声化工设备作了综合性介绍。     

声化学微反应器降解亚甲基蓝废水试验研究

为提高Fe²⁺活化过硫酸钠（SPS）降解亚甲基蓝（MB）的效率，设计了一种声化学微反应器。首先研究了静置系统、磁力搅拌系统、毛细管微反应器系统和声化学微反应器系统中MB和硫酸亚铁（FeSO₄）混合液pH值、FeSO₄浓度、SPS浓度对MB降解率的影响。其次，在声化学微反应器系统和毛细管微反应器系统中研究了流道结构和流速对MB降解率的影响。结果表明：在不同的MB和FeSO₄混合液pH值、FeSO₄浓度下，声化学微反应器系统中MB降解率均高于其他反应系统。随着SPS浓度的增加，MB降解率呈上升趋势，但在声化学微反应器系统中增加SPS浓度会影响MB降解。相比于直线形、三角波形和半圆波形流道结构，MB在矩形波形流道结构中降解效率更高。溶液在管道内停留时间相同时，增加流速更有利于氧化降解反应的进行。实验表明：当MB浓度为0.2 mmol·L^-1，MB和FeSO₄混合液pH值为3、FeSO₄浓度为1.4 mmol·L^-1、SPS浓度为1.8 mmol·L^-1，流道结构为矩形波形，流速为13.16 cm·s^-1时，声化学微反应系统中MB降解率达到85.45%。