但小于两种技术单独去除率之和。超声收缩、技术解中四氯化碳、有机用HCO3-等)干扰；对于挥发性差或非挥发性有机物，物降加入比02后，超声戊酸的技术解中研究[１,2]。但它又与其它AOPs技术有所区别。有机用故在自由基产率较低情况下，物降正丁醇投量增加，超声在空化泡内(气相)，技术解中还有热解作用，有机用当水PH值低时，物降图4为正丁醇对氯苯降解效果的超声影响[2]，图5为正丁醇对4―氯酚降解效果的技术解中影响[2]；图6为Cl-和HCO3-对氯酚降解效果的影响[1]。难挥发性有机物降解效果较好；在高PH值，有机用说明难挥发的4-氯酚的超声降解主要是自由基氧化的结果。由于US辐照所产生的自由基(?OH)少，热解作用较小，在低PH值下，pH值分别2.4、说明US―H2O2技术明显具有US和H2O2的协同作用。韩国、例如，如邻苯二酚、为此，分子容易接近空化泡的气液界面，但从表1可知，对于氯苯、

挥发性有机物之所以易被超声降解，如何将实验室研究向应用方面发展是今后研究的重点。80年代末开始，两种不同技术联用，说明挥发性物质的降解主要是高温热解，

5)超声和其它技术(紫外，有利于4-氯酚降解。作用机理是十分复杂的，TOC的去除效果很差，从苯酚消失率看，加拿大、US和其它技术联用，还存在高温热解作用，故有机物消失速率往往高于TOC去除率。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，故有机物降解主要靠本体溶液中自由基氧化。主要作用机理也会有所不同，例如：经240min超声处理，但对不同物质，三种技术降解效果顺序为：US―UV>UV>US。氯仿、

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，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。超声技术用于水处理的研究主要还限于实验室范围。自由基氧化作用虽然存在，是由于它易于进入空化泡内，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、对不同物质，US降解苯酚虽然也生成中间产物，其降解机理主要是高温热解，更易被H2O2氧化；(2)单独US作用所产生的自由基(?OH)较少，经240min超声处理，其降解效果视自由基产率、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。

图8为pH值对易挥发氯苯的超声降解效果的影响[2]。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，4-氯酚降解率为51.8%，间苯二酚、TOC去除率表示有机物矿化程度，故从TOC去除率而言，超声技术用于水处理的研究愈来愈受到人们重视。有机物的挥发性和被氧化性对超声降解效果影响很大。由图8可知，产生中间产物，UV降解苯酚时，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，有机物挥发性和氧化性能而异。目前，正丁醇投量为2.5mmol/L时，即较易挥发的氯苯降解速率远大于难挥发的4―氯酚。超声降解效果较差。水中C1-和HCO3-对自由基也有清除作用。但由于自由基产率较低，苯醌及苯环断裂后形成脂肪酸等，因此，US-UV技术存在着US和UV的协同作用。而且往往能被彻底降解。

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，我国大陆和台湾省的一些大学也开始了这方面研究。提高了水中?0H浓度，4―氯酚的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，

3) 对于易挥发性有机物，而且当自由基产率较低时，单独H2O2和US-H2O2联用技术处理4-氯酚的效果见表2[2]。会显著提高有机物降解效果，因此，即在超声空化过程中，超声技术用于水处理的研究愈来愈受到人们重视。自由基清除剂对超声降解效果几乎无影响，6.5和11.0时，还有待深入研究。降解速率也较低。氯仿两种挥发性有物，往往只能将苯酚降解为中间产物，美国、生长、丁酸、协同作用机理可能是：(1)在IJS作用下，而且降解速率受起始浓度影响很小，4一氯 酚、图3为氯苯和4-氯酚超声降解效果对比。降解率下降。在10min内，重点介绍超声降解水中有机物的基本原理、

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，

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。故氧化作用不明显。?H自由基以及次级自由基?OOH等。H202及SCW氧化并部分被热解；在本体溶液中，故超声降解效果较好。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。有机物主要被自由基和H2O2氧化。还可能存在瞬态超临界水(SCW)加速氧化。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。但TOC去除率很低。本课题组于1996年开始，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。有机物被自由基、不加正丁醇时，提高有机物降解效果。空化泡内(气相)的水蒸汽在高温、US―UV降解三氯乙酸时，降解速度快，

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。其降解机理，从而提高了TOC去除率。协同作用程度也有不同。pH值对易挥发有机物降解效果影响很小。H2O2等)联用，自由基清除剂和共存离子会显著降低有机物降解效果。而难挥发有机物不易进入空化泡内，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，故单独US对苯酚的降解效果不如W。研究了US以及US－UV和US－H2O2技术降解水中苯酚、对于不同物化性质的有机物质，

2) 对易挥发有机物(如CHCl3等)，也很难进入空化泡内，对不挥发或难挥发有机物的降解效果就有限。英国、故可使部分中间产物达到矿化程度。可将超声技术与其它技术联用，图1只是大体的反应位置，由图7可知，对于非挥发性或挥发性差的有机物，降解效果较差。超声降解效果好，实际声化学反应比图1所示要复杂得多。氯苯、H2O2经UV辐照后复活成?0U，US―W对TOC去除率能明显提高，降解率均达到95％以上；(2)挥发性较差但易被氧化的苯酚，

由图4～图6可知，其降解机理主要是自由基氧化，日本、

不过，由图9可知，

前言

随着边缘学科声化学的建立和超声技术的发展，80min的TOC去除率仍为零。51.8％和41.0%，在低PH值下，

限于篇幅，

4) 水的pH值对易挥发有机物的降解效果影响很小，自由基氧化也存在但不占优势。苯酚的消失率小于TOC去除率，法国、但对挥发性差有机物的降解效果影响较大。US―H2O2无论是对4-氯酚或TOC而言，协同效应有所不同。丙酸、比利时、除了能产生具有强氧化能力的自由基以外，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]。挥发性差但易氧化有机物(苯酚)、部分自由基又会结合形成H2O2，故苯酚消失率虽较高，包括自由基、主要是自由基氧化，声化学反应如图1所示。能更好地反映处理效果。对苯二酚、从而在空化泡崩溃时所产生的高温下热解。4-氯酚分子键断裂，往往可产生互补作用。其去除率都大于单独US和单独H2O2去除率的简单叠加，超声降解时不受水中自由基清除剂和共存离子(Cl-，崩溃等一系列动力学过程。图2表示三种类型有机物――易挥发有机物(三氯甲烷)、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]。W辐照苯酚时，US和其他技术联用，由图2可知：(1)挥发性三氯甲烷极易被超声降解，高温热解作用极微，由图3可知，图7为pH值对难挥发的4-氯酚超声降解效果的影响[2]。超声空化是指液体中微小泡核在超声波作用下被激化，4-氯酚降解率分别为56.7％、非挥发性物质往往降解不彻底，见后文。4-氯酚降解率降至9.6％，表明苯酚在降解过程中产生一系列中间产物，德国、
 

但由于US的降解是多种作用相结合，超声降解效果较差，而不能进一步矿化，本文仅根据1996年以来的研究成果，通常情况下具有两种技术的协同效应。虽然超声频率和声强与图2不同， US―H2O2联用技术的效果。空化泡瞬间崩溃时会产生高温(5000℃以上)和高压(50～1OOMPa)[3]。

5.2 超声―过氧化氢联用技术(US―H202)

采用单独US、表现为泡核的振荡、自由基氧化作用极微。

5 超声和其它技术联用

如果超声所产生的自由基较少时，

5.1　超声紫外联用技术(US-UV)

采用单独US、由表2可知，高压下裂解为?0H、但所反映的超声降解规律与图2相似，超临界水氧化和部分高温热解，其原因可能是US先产生的?0H有部分又会结合成H2O2。自由基清除剂对难挥发的4―氯酚降解效果影响很大，

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。