（清华大学化学系 北京 100871） 一 引 言

超声指振动频率高于 16 千赫（kHz）的声波，作为超声技术应用的器件的频率上限为 1 兆赫（MHz），但常用的频区为 20—50kHz。产生超声的方法很多，但适合于化学过程所需要的功率与频率的超声，多由压电晶体或磁致伸缩元件产生。

超声用于有机化学反应的报道，始见于 1938 年，主要研究用水作共溶剂的条件下，酯类及乙缩醛的水解；碳碳键、碳卤键的断裂和氧化等反应。非水溶液中超声的化学效应则在 70 年代才开始进行研究。

通常认为，超声效应和以下几种现象的出现有关：声压变化时，溶剂受到压缩和稀疏作用，使流体产生急剧的运动；在产生气穴和温升很小的条件下，将大量振动能输入微小体积时的微射流作用。其中比较直观、通常认为最重要的现象是气穴的出现。而且认为那些尺寸不稳定的微气泡在长大以致突然爆裂时产生的冲击波是超声对化学反应产生作用的主要原因。在上述过程中，不仅有时可以观察到发光现象，而且根据估算，在微泡爆裂时，可以在局部空间内产生高达 1011Pa 的压力，中心温度可达 104—106K。

目前，外力场对化学反应的影响已成为化学研究课题中的一个热点。它不仅为化学家开拓了促进和改变化学反应进程的新技术，而且是传统的无外力场作用的化学热力学及化学动力学在理论上吸收近代物理学的成就积累经验与事实材料和重要途径。更重要的是，它们将为工业应用提供新的工艺途径。

现在，对电场、磁场、辐射对化学体系产生的作用，已能在分子水平上进行定量或半定量的描述。但对超声场作用的解释，则仍停留在对分子群体的机械作用机制的水平上。例如对固体表面的气蚀与洁净作用，不混溶液体的乳化作用，微泡爆裂时冲击波在微空间导致的高温高压对传质和传能的影响等，都是解释超声的化学作用的重要依据。关于超声使键断裂而产生自由基的机制已有证明，但尚不能证明其可适用于所有的化学体系。

已经有人把在超声作用下引起的化学反应或化学反应过程的改变称为声化学（Sono-chemistry）。研究声化学的装置根据超声发生器的位置可分为两类，一类放在反应器外，超声波通过介质传过器壁而进入反应体系；另一类是直接将超声发射器插入反应器中。目前，反应体系和介质以液体为主。因一般超声洗涤器也可用作声化学的超声波源，所以近年研究较多。