根據《物理化學雜誌A》上的一項新研究,可能不需要化學物質來消除水汙染物。 相反,使用恰當頻率的超聲波可能就能奏效。 超聲波透過稱為空化的過程在水中產生氣泡。“當氣泡破裂時,它們內部的氣體會在極短的時間內變得非常高壓且處於高溫狀態,”普渡大學的主要作者 Inez Hua 解釋說。“溫度和壓力足以使有機汙染物降解。”
為了弄清楚哪種頻率的超聲波對水淨化最有效,科學家們研究了另一種與空化相關的過程,稱為聲致發光,其中用水泡轟擊聲音實際上會發光。“我們的假設是,來自氣泡的光強度對於不同的頻率會有所不同,”Hua 說。“不同的原因是氣泡破裂的性質,以及溶液中氣泡的數量,都將取決於頻率。”
Hua 的團隊將一個裝有約一升水的玻璃容器放在一個產生超聲波的鋼製換能器上。 他們還在水中滴入了有機汙染物 1,4-二惡烷。 然後,他們用 205、358、618 和 1,071 千赫茲的超聲波頻率照射混合物。 其他科學家過去也進行過類似的系列實驗,但 Hua 的團隊是第一個保持所有條件一致,只改變超聲波頻率的團隊。
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他們發現,在 358 千赫茲時,該化合物的反應速度比任何其他頻率都快。 Hua 希望超聲波將成為傳統化學水淨化方法的替代方法。“它非常易於使用,”她補充道。“它不需要訓練有素的操作員。 您只需開啟開關,電源就開始透過溶液傳輸,您的過程就開始了。”