超聲波聲化學(xué)

         1986年4月8-11日，第一屆國(guó)際化學(xué)學(xué)術(shù)討論會(huì)在英國(guó)Warweck大學(xué)召開(kāi)，它標(biāo)志著一門(mén)新的交叉學(xué)科-------生化學(xué)（sonochemistry）的誕生。 　　

       所謂聲化學(xué)主要是指利用超聲波加速化學(xué)反應(yīng)，提高化學(xué)產(chǎn)率的一門(mén)新興的交叉學(xué)科。生化學(xué)反應(yīng)不是來(lái)自聲波與物質(zhì)分子的直接相互作用，因?yàn)樵谝后w中常用的聲波波長(zhǎng)為10cm--0.015cm(對(duì)應(yīng)頻率15KHZ--10MHZ),遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于分子尺度。聲化學(xué)反應(yīng)主要源于聲空化----液體中空腔的形成、震蕩、生長(zhǎng)、收縮、直至崩潰，機(jī)器引發(fā)的物理、化學(xué)變化。 　　

       研究在超聲作用下引起的化學(xué)反應(yīng)或化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的改變的化學(xué)分支學(xué)科。又稱超聲化學(xué)。用于化學(xué)反應(yīng)的超聲頻率通常為20～50千赫，產(chǎn)生超聲的裝置稱作超聲發(fā)生器，核心部件是壓電晶體或磁致伸縮元件。

       聲化學(xué)效應(yīng)的實(shí)質(zhì)是氣穴作用，包括氣核的出現(xiàn)、微泡的長(zhǎng)大和微泡的爆裂3步 。在超聲作用下 ，流體產(chǎn)生急劇的運(yùn)動(dòng)，

       由于聲壓的變化，使溶劑受到壓縮和稀疏作用，在聲波的稀疏相區(qū)，氣穴膨脹長(zhǎng)大，并為周?chē)囊后w蒸氣或氣體充滿。在壓縮相區(qū)，氣穴很快塌陷、破裂，產(chǎn)生大量微泡 ，它們又可以作為新的氣核?，F(xiàn)在認(rèn)為，超聲對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響，其主要原因就是這些微泡在長(zhǎng)大以致突然破裂時(shí)能產(chǎn)生很強(qiáng)的沖擊波。據(jù)估算，在微泡爆裂時(shí)，可以在局部空間內(nèi)產(chǎn)生高達(dá)兆巴的壓力 ，中心溫度可達(dá) 104～106K ，對(duì)超聲場(chǎng)作用的解釋，尚未進(jìn)入分子水平，而是停留在對(duì)分子群體的機(jī)械作用機(jī)制的水平上。例如，對(duì)固體表面的氣蝕與潔凈作用；不混溶液體的乳化作用；微泡爆裂時(shí)，沖擊波在微空間導(dǎo)致的高溫高壓對(duì)傳質(zhì)和傳能的影響。
       超聲化學(xué)反應(yīng)可按介質(zhì)劃分為兩大類(lèi)：①水相中的聲化學(xué)。在超聲作用下，水分解為氫氧自由基和氫原子，由此可誘發(fā)出一系列化學(xué)反應(yīng) 。有機(jī)鹵化物 ，如CH2Cl2 、CHCl3及CCl4在水介質(zhì)中接受超聲作用，使碳?xì)滏I斷裂，生成自由基。對(duì)蛋白質(zhì)、酶等生物分子的聲化學(xué)研究表明，聲致氧化還原作用是導(dǎo)致很多簡(jiǎn)單產(chǎn)物的主要機(jī)制，例如：②非水液相中的聲化學(xué)。在該領(lǐng)域的研究工作尚處在起步階段。研究主要集中在以下幾個(gè)方面：均相合成反應(yīng)；金屬表面上的有機(jī)反應(yīng)；相轉(zhuǎn)移反應(yīng)；固液兩相界面反應(yīng)；聚合及高分子解聚反應(yīng)。