物质结构与性能要点.ppt

如:超声频率为20kHz，位移幅值为20μｍ 由声学原理求得: 振动速度:2.5ｍ/ｓ 加速度幅值: 3.2×105ｍ/ｓ2 媒质质点的最大加速度为重力加速度的3.2万倍。这会大大增加化学反应中的传质效果。(非常规条件) 荧光光谱 从图中可知：超声作用下铝酸钠溶液-鲁米诺的光致荧光光谱的峰值波长为431 nm，与超声作用下NaOH溶液-鲁米诺的声致荧光光谱的峰值波长（433 nm）基本一致。 说明：两者的发光机理相同，即铝酸钠溶液不影响鲁米诺的声致发光。 在超声功率为200 W时，其声致荧光光谱看不到有明显的谱峰存在，而800 W时可看见有明显的谱峰。可能是超声空化尚未达到阈值，而未能产生自由基，因而未出现荧光现象。 在超声输入功率相同时，较稀的铝酸钠溶液易产生空化作用而导致荧光现象产生。 ak超过1.5左右的铝酸钠溶液易产生空化作用而导致荧光现象产生 。 声致荧光影像 根据鲁米诺增强声致发光效应的原理来考察超声空化作用的强弱，进而可了解超声声场在溶液中的分布强弱。 超声场声致发光影像法既可直接用肉眼观看到超声空化场的整体分布,又可照相记录下来。是一种比较简单、直观、实用的方法。 采用鲁米诺声致荧光影像法，可以研究超声波的输出功率、铝酸钠溶液浓度、苛性比等对铝酸钠溶液中超声声场分布情况的影响。 1、在超声功率达到400-600W左右时，Al(OH)4-离子浓度才有明显变化。 2、在Na2Ok浓度为150 g·l-1～200 g·l-1左右时，Al(OH)4-离子浓度减小最明显。 3、αk为1.55左右时，Al(OH)4-离子浓度减小最明显。 用600W以上超声波作用于铝酸钠溶液，二聚体离子是增加的，其增加趋势与Al(OH)4-离子浓度减小趋势基本一致。 在Na2Ok浓度为150 g·l-1左右时，二聚体铝酸根离子浓度增加，而Na2Ok浓度为200 g·l-1左右时，二聚体铝酸根离子浓度减小。 αk为1.55左右时，二聚体离子是增加的，其增加趋势与Al(OH)4-离子浓度减小趋势相同。 Raman光谱结果： 1. 超声作用能够改变铝酸钠溶液离子的存在形态与其相对浓度。经超声处理后，溶液中离子之间的转化发生改变。单体离子减少，桥联二聚体离子增加，溶液中离子之间的聚合程度增强。 2.??超声波作用对铝酸钠溶液离子的影响与溶液的性质及超声功率相关。在中等浓度过饱和铝酸钠溶液中，超声波作用效果最明显。 超声产生的空化效应主要发生在超声探头以下的狭小区域，其影响区域不大。随着超声输出功率的增加，超声影响区域增大；在超声功率较强的情况下，可能产生较强的反射声波，与超声探头本身声波发生干涉，可以在一定区域内增强超声化学效应。 在同样超声功率以及相同苛性比的条件下，铝酸钠溶液浓度越浓，超声波导致荧光的区域越窄。说明在铝酸钠溶液中Na2Ok 浓度较稀时，有利于超声空化作用的发生。 其它相同条件下，当铝酸钠溶液αk=1.35时，用声致荧光影像法观察不到荧光影像。而αk=1.55与αk=∞（即NaOH溶液）的声致荧光影基本相同。在αk较低时，αk对声致荧光的影响较大,在αk较高时,αk对声致荧光的影响较小。 （a） （c） （b） 特征： 1.???超声波的空化作用可使中等浓度过饱和铝酸钠溶液中的自由水迅速裂解成羟自由基和氢原子自由基。 2.???铝酸钠溶液中，超声波空化作用产生自由基与溶液的浓度有关。随着铝酸钠溶液中苛碱浓度的增加，溶液中自由水的含量减少，超声波空化作用裂解水分子变得困难。高浓度过饱和铝酸钠溶液中，检测不到羟自由基。 3.???在中等浓度过饱和铝酸钠溶液中，超声处理时间与自由基的产量有关。随处理时间的增加自由基产量增加，当处理时间达到10 mins时，自由基的含量基本达到饱和。 （二） 超声场作用下铝酸钠溶液分解过程的强化 1．铝酸钠溶液的声场性质 （三） 超声场作用下铝酸钠溶液分解过程的强化 2. 超声场作用下铝酸钠溶液结构 超声与未超声铝酸钠溶液的Raman图谱 535cm-1 （三） 超声场作用下铝酸钠溶液分解过程的强化 2. 超声场作用下铝酸钠溶液结构 不同组成的铝酸钠溶液在加入NaNO3作内标后的Raman光谱 以625cm-1的峰值表征铝酸钠溶液Al(OH)4-1的浓度 ，峰值与浓度呈线性关系 Pu,1为超声作用后铝酸钠溶液拉曼光谱625 cm-1处峰值。 Pu,0为超声作用后铝酸钠溶液拉曼光谱1052 cm-1处峰值。 Pn,2为未经超声作用的铝酸钠溶液拉曼光谱625 cm-1处峰值。 Pn,0为未经超声作用的铝酸钠溶液拉曼光谱1052