雄永田1 ， * ，美智川b ，宏奧野b ，水越b義輝，
Bongbeen鹽田b ，康明前田b
某研究所的先進的科學技術，大阪府立大學，學園町1-2 ，堺，大阪599-8570 ，日本
b部應用材料科學，工程學院，大阪府立大學，學園町1-1 ，堺，大阪599-8530 ，日本
收到1999年7月26 ;收到9月24日修訂的形式1999Abstract
超聲波降解的稀溶液中2 - ， 3 -和4 -氯苯酚和五氯苯酚已investigatedunder空氣或氬氣氣氛。退化
如下壹階動力學中的初始狀態與利率在range4.5 - 6.6毫米民- 1下的空氣和6.0-7.2 mMmin - 1下氬氣的濃度為100毫米，
氯酚。率的OH自由基的形成是由水19.8毫米民- 1下的氬氣和14.7 mMmin - 1下的空氣在同壹sonolysis條件。該sonolysis的
氯酚是有效抑制，但不完全，通過增加的T -丁醇，這是已知anefficient OH自由基清除劑在水溶液中sonolysis 。這表明
主要降解氯酚收益viareaction與OH自由基;熱反應也時有發生，盡管它的貢獻很小。除了適當的
大量的鐵（ Ⅱ ）離子的加速退化。這可能是由於再生的OH自由基的過氧化氫，這將是重組的形成
OH自由基，並可能有助於有點退化。
的能力，抑制細菌繁殖，五氯酚隨超聲輻照。 ? 2000埃爾塞維爾科學B.訴版權所有。
關鍵詞：氯酚，五氯酚;超聲波降解
1 。導言
應用超聲降解
化學汙染物的水已被廣泛調查最近。舉例報告包括退化硫化氫[ 1 ] ，含氯氟烴
[ 2-4 ] ，氯化烴[ 5-8 ] ，多環芳烴[ 9 ] ，許多種類的苯酚[ 10月16日]
硫磷[ 17 ] ， geosmin [ 18 ] ，和羥基酸
（ HBA卡） [ 19 ] 。超聲輻照已眾所周知，
提供各種化學和物理作用，如為了
壹般聲化學見參。 [ 20-31 ] 。 Sonolysis的
水原因形成空洞並隨後將其折疊，可產生巨大的地方
溫度和壓力上升，因此，水
被分解為氫原子和羥自由基
[ 32,33 ] 。受水溶液含有汙染物超聲波將導致其退化
由羥自由基或氫原子和/或高溫;
因此，超聲輻照出現
是壹種有效的方法，退化的
多種有機汙染物。
在本文中，我們報告的結果，超聲波
降解2 - ， 3 -和4 -氯苯酚（ 2 - ， 3 -和
4 -處長）和五氯苯酚（ PeCP ）在水中使用
高功率超聲波發生器與我們的利益重點
技術的可行性，超聲波銷毀
這些非易失性物質的環境問題，
還討論了基本程序水
聲化學。
2 。實驗
2.1 。材料
2 - ， 3 -和4 - CP和氯苯（炭黑）的
從和光化工和蒸餾純化下減少或大氣壓力。試劑
級PeCP （標準測定試劑
其余的農業化學品） ，甲醇，二甲基
異丙醇（叔丁醇） ，正己烷，銨鐵（二）
六，硫酸，氯化鈉和硫酸鈉
從和光化工，營養肉湯（第2號）由
蛋白，鉀dihydrogenphosphate由默克
磷酸二鈉monohydrogen從岸田
化成被用來進壹步凈化。氬
（ 99.999 ％純度）購買了從大阪山莊。
水是在純水處理系統（毫秒- Q表） 。
2.2 。查明和確定起始原料
和分解產物
查明和確定34人
演出采用日本島津液晶6A條高性能
液相色譜儀配有壹個光電探測器
關於消耗臭氧層物質的18欄使用Na2HPO3 ， KH2PO3和
硫酸鈉作為洗脫液。的吸收光譜CPS和
聲振反應混合物測定使用
島津紫外分光光度計3100 。氯離子
成立由34 sonolysis決心使用
離子色譜儀（橫河，北的IC - 100 ） 。
2.3 。超聲輻照
阿多超聲波發生器（ Kaijyo 4021 ）和
壹鈦酸鋇振蕩器65毫米，直徑
用於超聲輻照和經營200千赫
投入強度與美國的200樣本解決
聲振65毫升是在壹個圓筒形玻璃容器裝備
與greaseless燈泡;其總體積為150毫升和其
內徑為50毫米。該船也有副作用
臂與矽橡膠隔氣鼓泡或
樣本提取的樣品沒有暴露在空氣。
底部的船只是平面和瘦
盡可能（ 1毫米） ，因為傳輸的超聲波
厚度的增加而減少的底部。
該船被裝在壹個恒定的相對位置
飛機的交點的聲波（三點七五毫米： 1 / 2
從振蕩器） 。要解決穩定的反應釜
和確切位置，實驗室插孔，鉗和
持有人-所有的部件定位系統中的
光學測量-用。在輻射，該船被關閉。率OH自由基的形成
據估計， 19.8毫米民- 1下
氬氣和14.7 mMmin - 1下的空氣和
氫形成估計為20毫米民- 1
根據氬在sonolysis的純凈水的
本sonolysis條件[ 19,34 ] 。
2.4 。測定的能力的抑制作用
細菌繁殖
鼠傷寒沙門氏菌株局長98或局長100人
接種於營養肉湯培養基，這是準備從2.5克，營養液和100毫升水
並在高壓滅菌（平HA24 ） 。至
細菌接種中，超聲治療
PeCP的解決辦法是增加和由此產生的測試中孵育在37 ℃下30 h握手。幹凈
替補（日本Ikaki VST1000 ）用於這些行動。濁度的測試中在650 nm的原因
細菌繁殖後測量壹個適當的孵化時間。超聲波處理解決方案
準備如下。水溶液100毫米
（ 26.7百萬分之壹）的PeCP是聲振，直到95 ％的
PeCP已經腐爛。後調pH至
6.6 ，增加了氫氧化鈉，輻照解決方案
集中蒸發在35 ° C到獲得
PeCP集中在測試中等同於
為百萬分之20的超聲治療，如果沒有
進行。實際上，在測試濃度
中約1百萬分之（ 5 ％的20百萬分之壹）和小
對細菌繁殖觀察
這種稀釋PeCP濃度。
3 。結果和討論
3.1 。 Sonolysis的氯化石蠟
圖。 1顯示了時間依賴的退化
2 - ， 3 - ， 4 - CP和PeCP和解放氯化物
陰離子在超聲下氬氣或空氣氣氛中進行的。
在退化的初始階段著手firstorder衰變。退化的速度是快的氬
比在空氣中： 90-100 ％的首發34人退化
40分鐘，幾乎100 ％的1小時，下sonolysis
氬氣，而這是70-80 ％的40分鐘和80-90 ％
1小時， sonolysis空中。溫度
折疊腔中被界定為Tfin =
田[ Pfin （架C - 1 ） /品]那裏Tfin和Pfin是最終的TEM
溫度和壓力，沙田及引腳的初始
溫度和壓力的腔; ? =的CP /系數是
比值比熱在不斷的壓力的
比熱在不斷體積的氣體中的泡沫。
在C價值較高下氬（ 1.67 ）比在空氣中
（ 1.40 ） ;因此，空化效應應更高
根據氬比空氣。加速
反應氧似乎很小。分解率3蛋白的速度比那些2 - CP和
4蛋白。由於俄亥俄州電性質
自由基，攻擊網站的OH自由基預計將
段的鄰和方向的氯離子和OH組
在父母的化合物，作為壹般觀察
OH自由基除了芳香族化合物。事實上，
這是觀察sonolysis的HBA卡[ 19 ] 。
在3蛋白，有三個點同時orthoand
第導向，以氯離子和OH團體在俄亥俄州
自由基除了將最容易出現，以及3蛋白是
視為最容易遭受的加成反應
OH自由基。該協議之間的反應
實驗結果和推理表明，
貢獻的OH自由基反應，以34 sonolysis
是很重要的。
3.2 。 sonolysis影響的能力，抑制細菌
乘法使用PeCP
據報道，能力PeCP抑制
乘法綠藻柵subspicatus
隨著超聲波照射[ 11 ] 。在這方面的工作
PeCP的影響的能力，抑制
由傷寒桿菌從乘以用超聲波照射的影響。圖。 2顯示了抑制細菌繁殖的（壹） 98和應變局長
（二）應變局長100 PeCP及其sonolyzed產品。
能力下降超聲，但下降
略小於PeCP退化;這是
指示性的形成抑制其他材料
在sonolysis的PeCP ，雖然數量
將是微不足道的。較長照射時間
比徹底銷毀開始復合，然後必須完全刪除
能力的抑制作用。
3.3 。分解機理及反應網站
在所有34的強度兩個紫外吸收
樂隊在215-225和270-280納米（ 250和
320 nm的PeCP ） ，都分配到芳香環，
降低照射，雖然變動的
樂隊在更短的波長下在空氣中sonolysis
有點不太清楚。結果表明，在所有的
該CPS和PeCP ，芳香環裂的
超聲輻照在並行與退化
起始化合物。圖。 3顯示的變化
紫外光譜的3蛋白作為壹個例子。類似的趨勢
觀察與其他34 。
圖。 4顯示了清除作用的T -丁醇的
sonolysis 4蛋白。退化的有效
淬火的另外的T -丁醇，但並不完全，
即使存在100倍摩爾濃度
叔丁醇至3蛋白。據報道，叔丁醇是
壹個有效的羥自由基清除劑在水中sonolysis
19,35 ] ，並完全抑制的退化
（ HBA卡）在此濃度。
更詳細的調查反應
機制和反應的網站sonolysis的CB ，這
更加動蕩和疏水比34 ，是
演出。
圖。 5所顯示的聲化學降解的CB ，
氯離子的形成和作用的T -丁醇
除了對炭黑sonolysis 。率的退化
是快於CPS和HBA卡的
較高的轉換率和氯離子的
較低的清除作用的T -丁醇。
表1顯示了初始速率的退化
檢查的34本工作，並比較
那些HBA卡和CB退化和OH自由基
形成從水sonolysis 。
退化的sonolytic HBA卡將開始
通過專門的反應與OH自由基的大量
解決方案，並在熱反應空泡沫
或界面地區可能被排除由於
非易失性和親水性質的HBA卡。
動蕩和疏水炭黑，然而，將
隨時考慮到泡沫的空化及其主要
降解途徑可能是高溫熱解
在泡沫，最徹底和迅速
退化會出現幹涉
叔丁醇。事實上，降解率高
濃度遠遠超過OH自由基的形成
支持熱解途徑。
阿之間的反應中間是CB和HBA卡
觀察氯化石蠟（雖然有點簡介
接近HBA卡） 。與HBA卡，越
疏水氯化石蠟可能是目前比較集中在壹個界面上的國家和地區進行反應與OH自由基或在熱反應
豐富。據估計從圖。 4 ，多數
退化收益通過自由基反應中的大部分
解決辦法，但約10 ％是由於熱反應
在接口（退化腔是微不足道
由於低波動的郊野公園段） 。
考慮到速度常數K （叔丁醇+俄亥俄州） ＃ 5 × 108 [ 36 ] ，鉀（叔丁醇+高） ＃ 105和
度（ C6H5OH +高） ＃ 109 [ 37 ] ，叔丁醇可以是OH自由基清除劑，但不是H原子清道夫，因此，
貢獻的氫原子的34 sonolysis
可能是小。據報道，氫氣產量
（分子）的形成氫抽象由H
原子只有1 / 50的氫氣由氫原子
重組sonolysis的原[ 38 ]盡管
的速率常數k （ HCOO - +高） ＃ 1.5 × 108 [ 37 ] ，並
該sonolytic減少銀離子和AuCl - 4純
水是非常緩慢[ 39,40 ] （金（ H +的銀離子）和
度（ H +的AuCl - 4 ） ， 3 × 1010和5.7 × 109分別為[ 37 ] ） 。這些事實意味著，壹小部分氫
原子產生的腔彌漫到該解決方案
並支持上述假說。
率的34只1月4號至1月二號降解的
率的OH自由基的形成。這表明，
OH自由基重組將出現壹個相當
很大的程度上。速率常數的反應34
與OH自由基的水在常溫下將
在命令109M - 1 - 1 （速率常數的羥基
自由基除了芳香環） ，這是相同的
量級OH自由基重組[ 36 ] 。
解決方案中的大部分集中在劍橋定位系統有限公司
被認為遠高於瞬態羥基
自由基，因此，重組的氫氧拉迪-
在大部分的CAL解決將很難出現，而壹個公平
數額當地濃縮OH自由基[ 41 ] 5月
重組的界面上。
為了提高分解效率，更
有效地利用OH自由基是可取的。它是
預計，鐵（ Ⅱ ）離子將再生OH自由基
從過氧化氫，從而效率的超聲降解
將增加對34所存在的壹個適當的
濃度的Fe （ Ⅱ ）離子。
過氧化氫+鐵（二） ？ ？鐵（三） +羥基+ ? OH的（ 1 ）
OH的+ 34 ？ ？分解（ 2 ） OH的+鐵（二） ？ ？羥基+鐵（三） （ 3 ）圖。 6顯示效果的Fe （ Ⅱ ）離子對sonolysis
3蛋白。退化的3 - cp並加強在
存在的Fe （ Ⅱ ） ：利率提高到2.4倍
1 mMof鐵（ Ⅱ ）濃度的1.5倍和2毫米。
結果表明，存在壹個最佳鐵（二）
濃度為34 sonolysis與最大效率
而且過量的Fe （ Ⅱ ）導致
減少降解率由於清除
的OH自由基的Fe （ Ⅱ ）離子在均衡器。 （ 3 ） 。
4 。結論
超聲化學降解的三個monoCPs和
PeCP在稀水溶液中進行了研究。
退化幾乎100 ％的收益下氬
大氣和80-90 ％的空氣下的1小時的sonolysis 。
超聲輻照提供不同的反應地點
熱解和氧化。在超聲波的方法
將是壹個有利的方法銷毀
環境汙染物，如34 ，在稀
如果解決了大規模sonoreactor都已經具備。
鳴謝
這壹研究是通過日本鋼
工業促進基金會
環保技術（ 9月） 。