利用超声波净化水

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根据《物理化学杂志A》上的一项新研究,可能不需要化学物质来消除水污染物。 相反,使用恰当频率的超声波可能就能奏效。 超声波通过称为空化的过程在水中产生气泡。“当气泡破裂时,它们内部的气体会在极短的时间内变得非常高压且处于高温状态,”普渡大学的主要作者 Inez Hua 解释说。“温度和压力足以使有机污染物降解。”

为了弄清楚哪种频率的超声波对水净化最有效,科学家们研究了另一种与空化相关的过程,称为声致发光,其中用水泡轰击声音实际上会发光。“我们的假设是,来自气泡的光强度对于不同的频率会有所不同,”Hua 说。“不同的原因是气泡破裂的性质,以及溶液中气泡的数量,都将取决于频率。”

Hua 的团队将一个装有约一升水的玻璃容器放在一个产生超声波的钢制换能器上。 他们还在水中滴入了有机污染物 1,4-二恶烷。 然后,他们用 205、358、618 和 1,071 千赫兹的超声波频率照射混合物。 其他科学家过去也进行过类似的系列实验,但 Hua 的团队是第一个保持所有条件一致,只改变超声波频率的团队。


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他们发现,在 358 千赫兹时,该化合物的反应速度比任何其他频率都快。 Hua 希望超声波将成为传统化学水净化方法的替代方法。“它非常易于使用,”她补充道。“它不需要训练有素的操作员。 您只需打开开关,电源就开始通过溶液传输,您的过程就开始了。”

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