Die vroeë toepassing van ultraklank in biochemie moet wees om die selwand met ultraklank te breek om die inhoud daarvan vry te stel.Daaropvolgende studies het getoon dat lae-intensiteit ultraklank die biochemiese reaksieproses kan bevorder.Byvoorbeeld, ultrasoniese bestraling van vloeibare voedingstofbasis kan die groeitempo van algselle verhoog, en sodoende die hoeveelheid proteïen wat deur hierdie selle geproduseer word met drie keer verhoog.

In vergelyking met die energiedigtheid van kavitasie borrel ineenstorting, is die energiedigtheid van ultrasoniese klankveld vergroot met triljoene kere, wat lei tot 'n groot konsentrasie van energie;Sonochemiese verskynsels en sonoluminessensie wat veroorsaak word 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, voorkoming en verwydering van ultrasoniese skaal, biologiese selverplettering , dispersie en agglomerasie, en sonochemiese reaksie.

1. ultrasoniese verbeterde chemiese reaksie.

Ultraklank verbeterde chemiese reaksie.Die belangrikste dryfkrag is ultrasoniese kavitasie.Die ineenstorting van kaviterende borrelkern produseer 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 gelok.Die hoofeffekte van ultraklank op katalitiese reaksie is:

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

(2) Skokgolf en mikrostraal het desorpsie- en skoonmaak-effekte op soliede oppervlak (soos katalisator), wat oppervlakreaksieprodukte of tussenprodukte en katalisatoroppervlakpassiveringslaag kan verwyder;

(3) Skokgolf kan reaktantstruktuur vernietig

(4) Verspreide reagensisteem;

(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 reaksie-aktiwiteit van die metaal verbeter;

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

(7) Om die verspreiding van katalisator te verbeter, word ultrasoniese dikwels gebruik in die voorbereiding van katalisator.Ultrasoniese bestraling kan die oppervlak van katalisator verhoog, die aktiewe komponente meer eweredig 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 proteïen kan deur ultrasoniese behandeling afgebreek word.Tans word algemeen geglo dat die ultrasoniese degradasiemeganisme te wyte is aan die effek van krag en die hoë druk wanneer die kavitasieborrel bars, en die ander deel van die agteruitgang kan as gevolg van die effek van hitte wees.Onder sekere omstandighede kan krag-ultraklank ook polimerisasie inisieer.Sterk ultraklankbestraling kan die kopolimerisasie van polivinielalkohol en akrilonitriel inisieer om blokkopolimere voor te berei, en die kopolimerisasie van polivinielasetaat en poliëtileenoksied om entkopolimere te vorm.

4. Nuwe chemiese reaksie tegnologie verbeter deur ultrasoniese veld

Die kombinasie van nuwe chemiese reaksie tegnologie en ultrasoniese veld verbetering is nog 'n potensiële ontwikkeling rigting 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 die digtheid soortgelyk aan vloeistof en die viskositeit en diffusiekoëffisiënt soortgelyk aan gas, wat sy oplossing gelykstaande maak aan vloeistof en sy massa-oordragvermoë gelykstaande aan gas.Die deaktivering van heterogene katalisator 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 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 wat lei tot katalisator-deaktivering op te los, die rol van desorpsie en skoonmaak te speel, en die katalisator vir 'n lang tyd aktief te hou nie, maar speel ook die rol van roer, wat die reaksiestelsel kan versprei en die massa-oordragtempo van superkritiese vloeistof chemiese reaksie tot 'n hoër vlak kan maak.Daarbenewens sal die hoë temperatuur en hoë druk by die plaaslike punt wat deur ultrasoniese kavitasie gevorm word bevorderlik wees vir die krake van reaktante in vrye radikale en die reaksietempo aansienlik versnel.Tans is daar baie studies oor die chemiese reaksie van superkritiese vloeistof, maar min studies oor die verbetering van sulke reaksie deur ultrasoniese veld.

5. toepassing van hoë-krag ultrasoniese in biodiesel produksie

Die sleutel tot die voorbereiding van biodiesel is die katalitiese transverestering van vetsuurgliseried met metanol en ander lae-koolstof alkohole.Ultraklank kan natuurlik die omesteringsreaksie versterk, veral vir heterogene reaksiestelsels, dit kan die vermenging (emulsifikasie) effek aansienlik verbeter en die indirekte molekulêre kontakreaksie bevorder, sodat die reaksie oorspronklik onder hoë temperatuur (hoë druk) toestande uitgevoer moes word. kan by kamertemperatuur (of naby kamertemperatuur) voltooi word, En verkort die reaksietyd.Ultrasoniese golf word nie net in die omesteringsproses gebruik nie, maar ook in die skeiding van reaksiemengsel.Navorsers van die Mississippi State University in die Verenigde State het ultrasoniese verwerking in die vervaardiging van biodiesel gebruik.Die opbrengs van biodiesel het binne 5 minute 99% oorskry, terwyl die konvensionele bondelreaktorstelsel meer as 1 uur geneem het.