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超声有众多的应用，其中在液体中能量方面应用的主要机理是声空化。声空化是指声波作用下，液体中空泡的形成、振荡、生长收缩至崩溃，及其引发的物理、化学变化。在崩溃过程中，空化气泡会瞬间产生高温、高压，是集中能量并迅速释放的过程，可以为液体提供十分特殊的环境。如今，超声空化在诸如--超声清洗、医学治疗、超声污水治理、材料合成等众多领域的应用已卓有成效。为了增加空化反应的效率，目前许多研究的热点都集中在超声和光联用技术上，然而，由于声光联用现象十分复杂，至今理论研究依旧很不彻底。
本文系统研究了液体中超声和光单独及共同作用下的空化动力学规律，包括：超声作用下的空化气泡动力学；超声和可见光共同作用下的协同降解动力学；以及存在光热催化剂条件下超声和激光共同作用的空化气泡动力学，为声光联用技术的进一步应用提供理论依据。本文主要研究内容和结果如下：
一、研究了超声波降解有机物溶液过程中，超声空化产生的高温高压以及空化泡振荡产生的激波在有机物溶液的降解过程中的重要作用。通过对超声波作用下气泡动力学的研究，讨论了超声波声压、频率、气泡初始半径等参量对有机物溶液降解效率的影响。研究发现，存在使降解效率极大的声压和频率。在空化稳定的情况下，存在一个使降解效率极大的气泡初始半径，降解效率随着粘滞系数的增大而减小。研究还发现，双频超声作用的空化效果比单频超声作用时强，与双频超声作用下有机物溶液降解率较大这一实验结果一致。
二、研究了碘化钾水溶液在超声波和可见光分别以及共同辐照下的碘释放规律。在超声辐照下，碘释放速率随超声功率的增加而增大。在可见光辐照下，碘释放速率随光功率的增加而增大。超声和可见光共同辐照下，碘释放的速率显著高于其分别辐照下速率之和，即该反应体系呈现显著的声光协同效应。对体系的反应动力学研究表明，声光协同效应产生的主要原因可能是超声空化对反应系统的搅拌作用使得反应系统趋于均一化，从而提高了光化学反应的速率。
三、建立了光热催化剂表面超声波与激光共同辐照作用下的气泡振荡模型。通过观察各种参数条件下空化泡的形成和振荡规律，研究了激光光热、超声空化及其协同效应。研究发现，光热作用和激励声压的改变可以调节气泡的动力学过程，光热效应的增强有利于气泡的膨胀，激励声压的增加可以提高气泡运动的剧烈程度。两者的协同作用可以使气泡稳定存在并经历不同的振荡过程。此外，激光与超声协同方式的变化对气泡的运动过程有一定影响。