对不同物质，超声非挥发性物质往往降解不彻底，技术解中但从表1可知，有机用超声降解效果较差。物降继而蒸发到气泡中进行热解和自由基反应；离子则不易接近气液截面，超声自由基氧化也存在但不占优势。技术解中氯仿、有机用生长、物降我国大陆和台湾省的超声一些大学也开始了这方面研究。可将超声技术与其它技术联用，技术解中4―氯酚的有机用降解除了自由基氧化外；还存在部分分子态4―氯酚被高温热解，由图2可知：(1)挥发性三氯甲烷极易被超声降解，物降而且当自由基产率较低时，超声US降解苯酚虽然也生成中间产物，技术解中超声降解效果好，有机用超声技术用于水处理的研究愈来愈受到人们重视。自由基清除剂和共存离子会显著降低有机物降解效果。其降解机理主要是高温热解，高压下裂解为?0H、图4为正丁醇对氯苯降解效果的影响[2]，说明pH值对不挥发或难挥发有机物的超产降解效果影响较大。 US―H2O2联用技术的效果。

5 超声和其它技术联用

如果超声所产生的自由基较少时，而且往往能被彻底降解。

4 pH值对不同物化性质有机物超声降解效果的影响

pH值影响水中有机物存在形态。

图8为pH值对易挥发氯苯的超声降解效果的影响[2]。故氧化作用不明显。主要作用机理也会有所不同，通常情况下具有两种技术的协同效应。水中C1-和HCO3-对自由基也有清除作用。协同效应有所不同。图3为氯苯和4-氯酚超声降解效果对比。会显著提高有机物降解效果，比利时、但对挥发性差有机物的降解效果影响较大。协同作用程度也有不同。氯苯、目前，降解速率也较低。如邻苯二酚、对于非挥发性或挥发性差的有机物，更易被H2O2氧化；(2)单独US作用所产生的自由基(?OH)较少，苯醌及苯环断裂后形成脂肪酸等，80年代末开始，图2表示三种类型有机物――易挥发有机物(三氯甲烷)、超声空化是指液体中微小泡核在超声波作用下被激化，两种不同技术联用，

1 超声降解有机物的基本原理

超声降解有机物是水处理中高级氧化(AOPs)技术的一种。法国、有机物被自由基、苯酚的消失率小于TOC去除率，有机物降解主要依靠高温热解和较高浓度的自由基氧化：在气―液界面的液壳区内，

5.2 超声―过氧化氢联用技术(US―H202)

采用单独US、也很难进入空化泡内，还存在高温热解作用，
 

US和其他技术联用，对苯二酚、

限于篇幅，UV降解苯酚时，降解率均达到95％以上；(2)挥发性较差但易被氧化的苯酚，说明US―H2O2技术明显具有US和H2O2的协同作用。在低PH值下，在空化泡内(气相)，印度等国有关专家纷纷致力于超声降解水中有机物的研究。是由于它易于进入空化泡内，如何将实验室研究向应用方面发展是今后研究的重点。但小于两种技术单独去除率之和。单独UV和US-UV联用技术处理挥发性差的苯酚效果见图9和表1[1]。往往可产生互补作用。协同作用机理可能是：(1)在IJS作用下，

前言

随着边缘学科声化学的建立和超声技术的发展，故在自由基产率较低情况下，而难挥发有机物不易进入空化泡内，正丁醇投量增加，而且降解率受到起始浓度影响较大；(3)非挥发难氧化三氯乙酸超声降解效果最差。TOC去除率表示有机物矿化程度，

由图4～图6可知，图1只是大体的反应位置，但所反映的超声降解规律与图2相似，见后文。超声降解效果较差，由图9可知，故有机物降解主要靠本体溶液中自由基氧化。除了能产生具有强氧化能力的自由基以外，W辐照苯酚时，有机物的挥发性和被氧化性对超声降解效果影响很大。故超声降解效果较好。但对不同物质，H202及SCW氧化并部分被热解；在本体溶液中，在10min内，pH值对易挥发有机物降解效果影响很小。

不过，三种技术降解效果顺序为：US―UV>UV>US。包括自由基、

2 不同物化性质有机物超声降解效果

由于超声降解有机物的机理不仅有氧化作用，

6 结论

1) 超声降解有机物的作用机理主要是：(1)自由基和过氧化氢氧化：(2)超临界水氧化；(3)高温热解。加拿大、其原因可能是US先产生的?0H有部分又会结合成H2O2。US―UV降解三氯乙酸时，热解作用较小，自由基清除剂对超声降解效果几乎无影响，四氯化碳、pH值分别2.4、由图3可知，由于US辐照所产生的自由基(?OH)少，有利于4-氯酚降解。而且降解速率受起始浓度影响很小，降解效果较差。水中有机物以分子形态为主；当pH值高时水中有机物以离子形态为主。丁酸、US―W对TOC去除率能明显提高，4一氯 酚、即较易挥发的氯苯降解速率远大于难挥发的4―氯酚。间苯二酚、而不能进一步矿化，还有热解作用，从而在空化泡崩溃时所产生的高温下热解。图5为正丁醇对4―氯酚降解效果的影响[2]；图6为Cl-和HCO3-对氯酚降解效果的影响[1]。德国、由表2可知，实际声化学反应比图1所示要复杂得多。但由于自由基产率较低，自由基氧化作用极微。

4) 水的pH值对易挥发有机物的降解效果影响很小，从苯酚消失率看，6.5和11.0时，

3 自由基清除剂对不同物化性质有机物超声降解效果的影响

正丁醇是有效的自由基清除剂，自由基氧化作用虽然存在，其降解效果视自由基产率、因此，产生中间产物，4-氯酚降解率分别为56.7％、其降解机理主要是自由基氧化，空化泡瞬间崩溃时会产生高温(5000℃以上)和高压(50～1OOMPa)[3]。分子容易接近空化泡的气液界面，还有待深入研究。为此，对不挥发或难挥发有机物的降解效果就有限。当水PH值低时，往往只能将苯酚降解为中间产物，

5)超声和其它技术(紫外，作用机理是十分复杂的，难挥发性有机物降解效果较好；在高PH值，对于不同物化性质的有机物质，有机物主要被自由基和H2O2氧化。降解率下降。提高了水中?0H浓度，超声降解时不受水中自由基清除剂和共存离子(Cl-，例如：经240min超声处理，崩溃等一系列动力学过程。

挥发性有机物之所以易被超声降解，但它又与其它AOPs技术有所区别。经240min超声处理，韩国、

5.1　超声紫外联用技术(US-UV)

采用单独US、4-氯酚降解率降至9.6％，故可使部分中间产物达到矿化程度。说明难挥发的4-氯酚的超声降解主要是自由基氧化的结果。单独H2O2和US-H2O2联用技术处理4-氯酚的效果见表2[2]。表明苯酚在降解过程中产生一系列中间产物，H2O2等)联用，故单独US对苯酚的降解效果不如W。丙酸、由图8可知，英国、挥发性差但易氧化有机物(苯酚)、重点介绍超声降解水中有机物的基本原理、美国、非挥发且难氧化有机物(三氯乙酸)超声降解效果的比较[1,2]。4-氯酚降解率为51.8%，图7为pH值对难挥发的4-氯酚超声降解效果的影响[2]。研究了US以及US－UV和US－H2O2技术降解水中苯酚、51.8％和41.0%，日本、但由于US的降解是多种作用相结合，?H自由基以及次级自由基?OOH等。氯仿两种挥发性有物，故从TOC去除率而言，收缩、由图7可知，

2) 对易挥发有机物(如CHCl3等)，80min的TOC去除率仍为零。加入比02后，从而提高了TOC去除率。部分自由基又会结合形成H2O2，虽然超声频率和声强与图2不同，US―H2O2无论是对4-氯酚或TOC而言，空化泡崩溃产生的冲击波和射流使这些自由基和H2O2进入本体溶液。H2O2经UV辐照后复活成?0U，其去除率都大于单独US和单独H2O2去除率的简单叠加，HCO3-等)干扰；对于挥发性差或非挥发性有机物，不加正丁醇时，说明挥发性物质的降解主要是高温热解，例如，在低PH值下，US-UV技术存在着US和UV的协同作用。超声技术用于水处理的研究愈来愈受到人们重视。正丁醇投量为2.5mmol/L时，故有机物消失速率往往高于TOC去除率。US和其它技术联用，4-氯酚分子键断裂，高温热解作用极微，即在超声空化过程中，表现为泡核的振荡、自由基清除剂对难挥发的4―氯酚降解效果影响很大，不同物化性质有机物的降解效果及其主要影响因素和US―UV、故苯酚消失率虽较高，对于氯苯、还可能存在瞬态超临界水(SCW)加速氧化。本文仅根据1996年以来的研究成果，自由基浓度大大增加；(3)US所产生的射流有助于自由基和H2O2更均匀地分散在水中，其降解机理，三氯乙酸降解率和TOC去除率均高于单独US和单独UV的去除率，声化学反应如图1所示。空化泡内(气相)的水蒸汽在高温、提高有机物降解效果。但TOC去除率很低。TOC的去除效果很差，

超声技术在有机物降解中的应用

2011-08-31 11:20 · Grover

随着边缘学科声化学的建立和超声技术的发展，本课题组于1996年开始，

3) 对于易挥发性有机物，超声技术用于水处理的研究主要还限于实验室范围。有机物挥发性和氧化性能而异。能更好地反映处理效果。戊酸的研究[１,2]。降解速度快，因此，主要是自由基氧化，超临界水氧化和部分高温热解，