超声化学是利用超声能量加速和控制化学反应, 提高反应产率和引发新的化学反应的一 门新的边缘学科 .声化学效应的主要机制是声空化(包括气泡的形成 、生长和崩裂).其现象包 括两个方面,即强
超声在液体中产生气泡和气泡在强超声作用下的特殊运动.在液体内施加超 声场 ,当超声强度足够大时,会使液体中产生成群的气泡,称为“声空化泡” .这些气泡同时受到 超声的作用 ,受强超声波作用, 在经历声的稀疏相和压缩相时 ,气泡生长, 收缩 , 再生长 ,再收 缩,经多次周期性振荡,最终以高速度崩裂.在其周期性振荡或崩裂过程中 ,会产生短暂的局部 高温(约 5 000 K)、高压(约 1.013 ×108 Pa),加热和冷却速率大于 1010 K/ s,并产生强电场 ,从 而引发许多力学、热学、化学、生物等效应.反应体系的环境条件会极大地影响空化的强 度,而空化强度则直接影响到反应的速率和产率.这些环境条件包括反应温度、液体的静压力 、 超声辐照频率、声功率和
超声强度.另一些对空化强度有很大影响的因素, 包括溶解气体的种 类和数量 、溶剂的选择、样品的制备以及缓冲剂的选择等 .在超声辐照系统中, 声化学反应 可发生在三个区域, 即空化气泡的气相区、气液过渡区和本体液相区.(1)空化气泡的气 相区由空化气体 、水蒸气及易挥发溶质蒸气的混合物组成 ,它处于空化时的极端条件.在空化 气泡崩裂的极短时间内, 气泡内的水蒸气可发生热分解反应, 产生 OH 和 H 自由基 ,并且非极 性、易挥发溶质的蒸气也会进行直接热分解;(2)气液过渡区是围绕气相的一层很薄的超热液
