在前期研究发现微波-超声波复合场对液液非均相反应具有超越两种能量场简单加和促进作用的基础上,针对各类含液相非均相化学反应体系,研究微波-超声复合场对化学反应的协同效应并加以量化;通过改变能量场的绝对和相对强度等因素,确定各类体系中产生协同效应的临界条件,单一及复合场的作用特点及配伍性能,确定适宜的配伍方式和适用范围;通过测定复合场的温度及声强分布,探讨场分布对传递过程及化学反应的宏观强化作用;结合水为溶剂、水溶性贵金属两相催化、固相合成等一些新型的含液相非均相反应过程,在研究复合场协同效应的同时,减少或革除有机溶剂或助剂的用量。研究工作对于作为化学工业中重要类型之一的含液相非均相反应过程的绿色、高效化具有重要的理论研究和实际应用价值。
水相有机合成是从根本上减少挥发性有机溶剂污染的重要途径,但随之发生的体系非均相化,使得相间传递过程成为影响水相合成反应效率的关键。本项目以微波-超声波复合能量场为特殊的强化手段,研究了单一及复合能量场对液态均相以及液液、固液等非均相水相反应体系的强化作用,发现在固液相反应体系中,复合能量场可有效地剥离不溶性反应产物在固体反应物表面形成的钝化层,建立了一种可高效实现固体反应物"表面清洁"的化学反应模式;复合能量场对非均相体系分散以及热、质传递过程的同步高度强化,使它对非均相反应体系具有远高于单一能量场作用简单加合的协同效应,但均相体系中的协同效应不显著。协同效应与微波和超声波强度之间呈非线性连续相关性,也与体系物性和反应类型相关;不同体系之间,微波和超声波适宜的配伍方式与协同作用的显著性存在一定差异,但在同类反应中具有一致性,因此,可以通过经验方式加以确定。观察到微波对以功能化离子液体为载体的液相平行反应等具有显著促进作用。迄今已发表标注资助号的SCI收录论文8篇,其中影响因子大于2.0的5篇,并受到了国内外同行较广泛关注,标注资助号的论文已被他人发表的SCI论文正面评价或引用23次。