Раната примена на ултразвукот во биохемијата треба да биде да се скрши клеточниот ѕид со ултразвук за да се ослободи неговата содржина.Последователните студии покажаа дека ултразвукот со низок интензитет може да го промовира процесот на биохемиска реакција.На пример, ултразвучното зрачење на течната хранлива база може да ја зголеми стапката на раст на клетките на алгите, со што ќе се зголеми количината на протеин произведен од овие клетки за три пати.

Во споредба со енергетската густина на колапсот на кавитациониот меур, енергетската густина на ултразвучното звучно поле е зголемена за трилиони пати, што резултира со огромна концентрација на енергија;Сонохемиските феномени и сонолуминесценцијата предизвикани од високата температура и притисокот произведени од кавитационите меури се единствени форми на размена на енергија и материјали во сонохемијата.Затоа, ултразвукот игра сè поважна улога во хемиската екстракција, производството на биодизел, органската синтеза, микробиолошки третман, деградацијата на токсични органски загадувачи, брзината и приносот на хемиската реакција, каталитичката ефикасност на катализаторот, третманот на биоразградување, спречувањето и отстранувањето на ултразвучна скала, биолошкото дробење на клетките , дисперзија и агломерација и сонохемиска реакција.

1. ултразвучно засилена хемиска реакција.

Хемиска реакција засилена со ултразвук.Главната движечка сила е ултразвучната кавитација.Колапсот на кавитирачкото јадро на меур произведува локална висока температура, висок притисок и силен удар и микро млаз, што обезбедува нова и многу посебна физичка и хемиска средина за хемиски реакции кои се тешки или невозможни да се постигнат во нормални услови.

2. Ултразвучна каталитичка реакција.

Како ново истражувачко поле, ултразвучната каталитичка реакција привлекува се поголем интерес.Главните ефекти на ултразвукот врз каталитичката реакција се:

(1) Високата температура и високиот притисок се погодни за пукање на реактантите во слободни радикали и двовалентен јаглерод, формирајќи поактивни реакциони видови;

(2) Ударниот бран и микро-млазот имаат ефекти на десорпција и чистење на цврста површина (како што е катализаторот), што може да ги отстрани производите на површинската реакција или посредниците и слојот за пасивација на површината на катализаторот;

(3) Ударниот бран може да ја уништи структурата на реактантот

(4) Систем за дисперзиран реактант;

(5) Ултразвучната кавитација ја еродира металната површина, а ударниот бран доведува до деформација на металната решетка и формирање на внатрешната зона на напрегање, што ја подобрува хемиската реакциона активност на металот;

6) Промовирајте го растворувачот да навлезе во цврстиот материјал за да произведе таканаречена реакција на вклучување;

(7) За да се подобри дисперзијата на катализаторот, ултразвукот често се користи во подготовката на катализаторот.Ултразвучното зрачење може да ја зголеми површината на катализаторот, да направи активните компоненти да се распрснуваат порамномерно и да ја подобри каталитичката активност.

3. Ултразвучна полимер хемија

Примената на ултразвучната позитивна полимерна хемија привлече големо внимание.Третманот со ултразвук може да ги деградира макромолекулите, особено полимерите со висока молекуларна тежина.Целулозата, желатинот, гумата и протеинот може да се разградат со ултразвучен третман.Во моментов, генерално се верува дека механизмот на ултразвучна деградација се должи на ефектот на силата и високиот притисок кога пука меурот на кавитација, а другиот дел од деградацијата може да се должи на ефектот на топлина.Под одредени услови, моќниот ултразвук исто така може да иницира полимеризација.Силното зрачење со ултразвук може да иницира кополимеризација на поливинил алкохол и акрилонитрил за да се подготват блок кополимери и кополимеризација на поливинил ацетат и полиетилен оксид за да се формираат кополимери на графт.

4. Нова технологија за хемиска реакција подобрена со ултразвучно поле

Комбинацијата на нова технологија за хемиска реакција и подобрување на ултразвучното поле е уште една потенцијална насока за развој во областа на ултразвучната хемија.На пример, суперкритичната течност се користи како медиум, а ултразвучното поле се користи за зајакнување на каталитичката реакција.На пример, суперкритичната течност има густина слична на течноста и коефициент на вискозност и дифузија слични на гас, што го прави неговото растворање еквивалентно на течност и неговиот капацитет за пренос на маса еквивалентно на гас.Деактивирањето на хетерогениот катализатор може да се подобри со користење на добрата растворливост и дифузни својства на суперкритичната течност, но несомнено е шлаг на колачот ако може да се користи ултразвучно поле за негово зајакнување.Ударниот бран и микро млазот генерирани од ултразвучната кавитација не само што можат значително да ја подобрат суперкритичната течност за растворање на некои супстанции што доведуваат до деактивирање на катализаторот, играат улога на десорпција и чистење и го одржуваат катализаторот активен долго време, туку и улогата на мешање, што може да го растера системот на реакција и да ја направи брзината на пренос на маса на хемиската реакција на суперкритична течност на повисоко ниво.Покрај тоа, високата температура и високиот притисок во локалната точка формирана со ултразвучна кавитација ќе бидат погодни за пукање на реактантите во слободни радикали и значително ќе ја забрзаат стапката на реакција.Во моментов, постојат многу студии за хемиската реакција на суперкритична течност, но малку студии за подобрување на таквата реакција со ултразвучно поле.

5. примена на ултразвук со висока моќност во производството на биодизел

Клучот за подготовка на биодизел е каталитичката трансестерификација на глицеридот на масни киселини со метанол и други ниско-јаглеродни алкохоли.Ултразвукот очигледно може да ја зајакне реакцијата на трансестерификација, особено за хетерогени системи за реакција, може значително да го подобри ефектот на мешање (емулгирање) и да ја промовира реакцијата на индиректен молекуларен контакт, така што реакцијата првично се бара да се изврши под услови на висока температура (висок притисок). може да се заврши на собна температура (или блиску до собна температура), и да се скрати времето на реакција.Ултразвучниот бран не се користи само во процесот на трансестерификација, туку и во одвојувањето на реакционата смеса.Истражувачите од Државниот универзитет во Мисисипи во САД користеле ултразвучна обработка во производството на биодизел.Приносот на биодизелот надмина 99% во рок од 5 минути, додека на конвенционалниот сериски реакторски систем му требаше повеќе од 1 час.