水溶液中影响声化学反应因素研究

摘要

本文以超声作用下水溶液中的声致自由基化学反应为研究体系，对超声空化气泡运动过程进行了模拟求解、测定了溶液系统的超声输入功率、测定了超声作用下水中双氧水的累积浓度、碘量法测定了超声作用下水中自由基的生成量。探讨了超声作用时间、超声输出功率、溶液主体温度等因素对声化学反应效率的影响，为超声在工业中的应用提供理论依据和技术指导。 1.超声空化气泡运动过程模拟及模型的求解 建立了超声作用于均相液体中空化泡运动的动力学模型，模型中考虑了液体的动力粘度、表面张力和溶剂的蒸汽压对空化泡运动特性的影响，用MATLAB对建立的普遍化的模型方程进行了数值求解和过程模拟。探讨了超声在水介质中传播时超声的频率、功率和空化泡的初始平衡半径对空化泡运动规律的影响以及声压幅值和液相主体温度对空化泡崩溃时的泡内温度和压力的影响，为超声的空化效应在化工过程中的研究和应用提供了基础理论依据。 2.量热法测定溶液系统的超声输入功率 采用量热法测定了溶液系统的超声输入功率。输入溶液系统的超声功率随着超声波发生器输入功率的增加而增加，但并不随着输入功率的增加而呈线性的增加；输入溶液系统的超声功率大约为超声波发生器的输入功率的20％～30％，远小于超声波发生器输入功率。 3.超声作用下水中累积的双氧水浓度的测定及其影响因素研究 应用紫外可见光谱法对超声作用下水中双氧水的累积浓度进行了分析测定。探讨了超声作用时间、溶液系统超声输入功率、溶液主体温度对超声作用下水中双氧水的浓度的影响规律。结果表明，当其他条件一定时，水经19.6kHz的超声作用后能够生成双氧水，并且可以用碘量分光光度法测定超声作用下水溶液中双氧水的浓度；水中双氧水的浓度随着超声作用时间的增加而呈线性增加；超声作用20min后水中双氧水的浓度随着溶液系统超声输入功率的增加而增加；随着溶液主体温度的升高而下降。 4.超声作用下碘化钾溶液生成碘速率的影响因素研究 研究了在19.6kHz的超声作用下碘化钾溶液生成碘单质的生成速率的影响因素。探讨了催化剂钼酸铵、超声输入功率、溶液主体温度及碘化钾初始浓度对碘的生成速率的影响规律。结果表明，当其他条件一定时，碘的生成速率随时间线性增加，加入催化剂钼酸铵以后碘的生成速率较没有加钼酸铵时碘的生成速率增加2～4倍；碘的生成速率随着碘化钾初始浓度的增加而增加，随着溶液系统超声输入功率的增加而增加；随着溶液主体温度的升高而下降。并讨论了产生这种结果的原因。

目录

摘要

1绪论

2超声空化气泡运动过程模拟及模型的求解

3溶液系统超声输入功率测定

4超声作用下水中双氧水的累积浓度的影响因素研究

5超声作用下碘化钾溶液生成碘速率的影响因素研究

6结论

参考文献

致谢

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