Die vroeë toepassing van ultraklank in biochemie behoort te wees om die selwand met ultraklank te verpletter om die inhoud daarvan vry te stel. Daaropvolgende studies het getoon dat lae-intensiteit ultraklank die biochemiese reaksieproses kan bevorder. Ultrasoniese bestraling van vloeibare nutriëntbasis kan byvoorbeeld die groeikoers van algselle verhoog, wat die hoeveelheid proteïen wat deur hierdie selle geproduseer word, met drie keer verhoog.

In vergelyking met die energiedigtheid van die ineenstorting van kavitasieborrels, is die energiedigtheid van die ultrasoniese klankveld met triljoene kere vergroot, wat 'n enorme konsentrasie energie tot gevolg het; Sonochemiese verskynsels en sonoluminessensie veroorsaak deur hoë temperatuur en druk wat deur kavitasieborrels geproduseer word, is unieke vorme van energie- en materiaaluitruiling in sonochemie. Daarom speel ultraklank 'n toenemend belangrike rol in chemiese ekstraksie, biodieselproduksie, organiese sintese, mikrobiese behandeling, afbraak van giftige organiese besoedelingstowwe, chemiese reaksiespoed en -opbrengs, katalitiese doeltreffendheid van katalisator, biodegradasiebehandeling, ultrasoniese skaalvoorkoming en -verwydering, biologiese selverplettering, verspreiding en agglomerasie, en sonochemiese reaksie.

1. ultrasoniese verbeterde chemiese reaksie.

Ultraklank-versterkte chemiese reaksie. Die hoofdryfkrag is ultraklankkavitasie. Die ineenstorting van die kaviterende borrelkern veroorsaak plaaslike hoë temperatuur, hoë druk en sterk impak en mikrostraal, wat 'n nuwe en baie spesiale fisiese en chemiese omgewing bied vir chemiese reaksies wat moeilik of onmoontlik is om onder normale toestande te bereik.

2. Ultrasoniese katalitiese reaksie.

As 'n nuwe navorsingsveld het ultrasoniese katalitiese reaksie al hoe meer belangstelling getrek. Die hoofeffekte van ultraklank op katalitiese reaksie is:

(1) Hoë temperatuur en hoë druk is bevorderlik vir die kraking van reaktante in vrye radikale en tweewaardige koolstof, wat meer aktiewe reaksiespesies vorm;

(2) Skokgolf en mikrostrale het desorpsie- en skoonmaakeffekte op vaste oppervlaktes (soos katalisators), wat oppervlakreaksieprodukte of tussenprodukte en die passiveringslaag van die katalisatoroppervlak kan verwyder;

(3) Skokgolf kan die reaktantstruktuur vernietig

(4) Verspreide reaktantstelsel;

(5) Ultrasoniese kavitasie erodeer die metaaloppervlak, en die skokgolf lei tot die vervorming van die metaalrooster en die vorming van die interne spanningsone, wat die chemiese reaksieaktiwiteit van die metaal verbeter;

6) Bevorder die oplosmiddel om in die vaste stof in te dring om die sogenaamde insluitingsreaksie te produseer;

(7) Om die verspreiding van die katalisator te verbeter, word ultrasoniese bestraling dikwels gebruik in die voorbereiding van die katalisator. Ultrasoniese bestraling kan die oppervlakarea van die katalisator vergroot, die aktiewe komponente meer eweredig laat versprei en die katalitiese aktiwiteit verbeter.

3. Ultrasoniese polimeerchemie

Die toepassing van ultrasoniese positiewe polimeerchemie het uitgebreide aandag getrek. Ultrasoniese behandeling kan makromolekules afbreek, veral hoë molekulêre gewig polimere. Sellulose, gelatien, rubber en proteïene kan deur ultrasoniese behandeling afgebreek word. Tans word algemeen geglo dat die ultrasoniese afbraakmeganisme te wyte is aan die effek van krag en die hoë druk wanneer die kavitasieborrel bars, en die ander deel van die afbraak kan te wyte wees aan die effek van hitte. Onder sekere omstandighede kan krag-ultraklank ook polimerisasie begin. Sterk ultrasoniese bestraling kan die kopolimerisasie van polivinielalkohol en akrilonitriel begin om blokkopolimere voor te berei, en die kopolimerisasie van polivinielasetaat en poliëtileenoksied om entkopolimere te vorm.

4. Nuwe chemiese reaksietegnologie verbeter deur ultrasoniese veld

Die kombinasie van nuwe chemiese reaksietegnologie en ultrasoniese veldverbetering is nog 'n potensiële ontwikkelingsrigting op die gebied van ultrasoniese chemie. Byvoorbeeld, die superkritiese vloeistof word as die medium gebruik, en die ultrasoniese veld word gebruik om die katalitiese reaksie te versterk. Byvoorbeeld, superkritiese vloeistof het 'n digtheid soortgelyk aan vloeistof en 'n viskositeit en diffusiekoëffisiënt soortgelyk aan gas, wat die oplossing daarvan gelykstaande maak aan vloeistof en die massa-oordragkapasiteit gelykstaande aan gas. Die deaktivering van heterogene katalisators kan verbeter word deur die goeie oplosbaarheid en diffusie-eienskappe van superkritiese vloeistof te gebruik, maar dit is ongetwyfeld die kersie op die koek as die ultrasoniese veld gebruik kan word om dit te versterk. Die skokgolf en mikrostraal wat deur ultrasoniese kavitasie gegenereer word, kan nie net die superkritiese vloeistof aansienlik verbeter om sommige stowwe op te los wat lei tot katalisatordeaktivering nie, die rol van desorpsie en skoonmaak speel, en die katalisator vir 'n lang tyd aktief hou nie, maar speel ook die rol van roering, wat die reaksiestelsel kan versprei en die massa-oordragtempo van die superkritiese vloeistofchemiese reaksie na 'n hoër vlak kan bring. Daarbenewens sal die hoë temperatuur en hoë druk by die plaaslike punt wat deur ultrasoniese kavitasie gevorm word, bevorderlik wees vir die kraking van reaktante in vrye radikale en die reaksiespoed aansienlik versnel. Tans is daar baie studies oor die chemiese reaksie van superkritiese vloeistof, maar min studies oor die verbetering van sulke reaksies deur ultrasoniese veld.

5. toepassing van hoë-krag ultrasoniese in biodiesel produksie

Die sleutel tot die voorbereiding van biodiesel is die katalitiese transesterifikasie van vetsuurgliseried met metanol en ander lae-koolstofalkohols. Ultraklank kan die transesterifikasiereaksie natuurlik versterk, veral vir heterogene reaksiestelsels. Dit kan die meng- (emulsifikasie-) effek aansienlik verbeter en die indirekte molekulêre kontakreaksie bevorder, sodat die reaksie wat oorspronklik onder hoë temperatuur (hoë druk) toestande uitgevoer moes word, by kamertemperatuur (of naby kamertemperatuur) voltooi kan word, en die reaksietyd verkort. Ultraklankgolwe word nie net in die transesterifikasieproses gebruik nie, maar ook in die skeiding van die reaksiemengsel. Navorsers van die Mississippi State University in die Verenigde State het ultraklankverwerking in die produksie van biodiesel gebruik. Die opbrengs van biodiesel het binne 5 minute 99% oorskry, terwyl die konvensionele bondelreaktorstelsel meer as 1 uur geneem het.