बायोकेमिस्ट्रीमा अल्ट्रासाउन्डको प्रारम्भिक प्रयोगले यसको सामग्रीहरू रिलिज गर्न अल्ट्रासाउन्डको साथ सेल पर्खाललाई तोड्नुपर्दछ।पछिल्ला अध्ययनहरूले देखाएको छ कि कम-तीव्रता अल्ट्रासाउन्डले बायोकेमिकल प्रतिक्रिया प्रक्रियालाई बढावा दिन सक्छ।उदाहरणका लागि, तरल पोषक तत्व आधारको अल्ट्रासोनिक विकिरणले अल्गल कोशिकाहरूको वृद्धि दर बढाउन सक्छ, यसरी यी कोशिकाहरूद्वारा उत्पादित प्रोटिनको मात्रा तीन गुणा बढ्छ।

cavitation बबल पतन को ऊर्जा घनत्व संग तुलना, अल्ट्रासोनिक ध्वनि क्षेत्र को ऊर्जा घनत्व को ट्रिलियन पटक बढेको छ, ऊर्जा को एक विशाल एकाग्रता को परिणामस्वरूप;उच्च तापमान र cavitation बुलबुले द्वारा उत्पादित दबाब को कारण Sonochemical घटना र sonoluminescence सोनोकेमिस्ट्री मा ऊर्जा र भौतिक विनिमय को अद्वितीय रूपहरु हो।तसर्थ, अल्ट्रासाउन्डले रासायनिक निकासी, बायोडिजेल उत्पादन, जैविक संश्लेषण, माइक्रोबियल उपचार, विषाक्त जैविक प्रदूषकहरूको ह्रास, रासायनिक प्रतिक्रिया गति र उपज, उत्प्रेरकको उत्प्रेरक दक्षता, बायोडिग्रेडेसन उपचार, अल्ट्रासोनिक स्केल रोकथाम र हटाउने, जैविक सेल क्रसिङमा बढ्दो महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छ। , फैलावट र जमघट, र सोनोकेमिकल प्रतिक्रिया।

1. अल्ट्रासोनिक परिष्कृत रासायनिक प्रतिक्रिया।

अल्ट्रासाउन्ड परिष्कृत रासायनिक प्रतिक्रिया।मुख्य चालक शक्ति अल्ट्रासोनिक cavitation छ।cavitating बबल कोर को पतन स्थानीय उच्च तापमान, उच्च दबाव र बलियो प्रभाव र माइक्रो जेट, जसले रासायनिक प्रतिक्रियाहरु को लागी एक नयाँ र धेरै विशेष भौतिक र रासायनिक वातावरण प्रदान गर्दछ जुन सामान्य अवस्थामा हासिल गर्न गाह्रो वा असम्भव छ।

2. अल्ट्रासोनिक उत्प्रेरक प्रतिक्रिया।

नयाँ अनुसन्धान क्षेत्रको रूपमा, अल्ट्रासोनिक उत्प्रेरक प्रतिक्रियाले अधिक र अधिक चासो आकर्षित गरेको छ।उत्प्रेरक प्रतिक्रियामा अल्ट्रासाउन्डको मुख्य प्रभावहरू हुन्:

(१) उच्च तापक्रम र उच्च दबाबले मुक्त रेडिकल र डाइभ्यालेन्ट कार्बनमा रिएक्टेन्टहरू क्र्याक गर्नका लागि अनुकूल हुन्छ, जसले थप सक्रिय प्रतिक्रिया प्रजातिहरू गठन गर्दछ;

(२) शक वेभ र माइक्रो जेटको ठोस सतह (जस्तै उत्प्रेरक) मा desorption र सफाई प्रभावहरू छन्, जसले सतह प्रतिक्रिया उत्पादनहरू वा मध्यवर्ती र उत्प्रेरक सतह passivation तह हटाउन सक्छ;

(3) आघात तरंगले प्रतिक्रियात्मक संरचनालाई नष्ट गर्न सक्छ

(4) फैलिएको अभिक्रिया प्रणाली;

(5) अल्ट्रासोनिक गुफाले धातुको सतहलाई मेटाउँछ, र सदमेको लहरले धातुको जालीको विरूपण र आन्तरिक तनाव क्षेत्रको गठन निम्त्याउँछ, जसले धातुको रासायनिक प्रतिक्रिया गतिविधिलाई सुधार गर्दछ;

6) तथाकथित समावेशी प्रतिक्रिया उत्पादन गर्न ठोसमा प्रवेश गर्न विलायकलाई बढावा दिनुहोस्;

(7) उत्प्रेरकको फैलावट सुधार गर्न, अल्ट्रासोनिक प्राय: उत्प्रेरकको तयारीमा प्रयोग गरिन्छ।अल्ट्रासोनिक विकिरणले उत्प्रेरकको सतह क्षेत्र बढाउन सक्छ, सक्रिय घटकहरूलाई थप समान रूपमा फैलाउन र उत्प्रेरक गतिविधि बढाउन सक्छ।

3. अल्ट्रासोनिक बहुलक रसायन विज्ञान

अल्ट्रासोनिक सकारात्मक बहुलक रसायन को आवेदन व्यापक ध्यान आकर्षित गरेको छ।अल्ट्रासोनिक उपचारले म्याक्रोमोलेक्युलहरू, विशेष गरी उच्च आणविक वजन पोलिमरहरू घटाउन सक्छ।सेल्युलोज, जिलेटिन, रबर र प्रोटीन अल्ट्रासोनिक उपचार द्वारा घटाउन सकिन्छ।वर्तमानमा, यो सामान्यतया मानिन्छ कि अल्ट्रासोनिक क्षरण संयन्त्र बलको प्रभाव र उच्च दबाबको कारण हो जब cavitation बबल फुट्छ, र गिरावट को अर्को भाग गर्मी को प्रभाव को कारण हुन सक्छ।केहि परिस्थितिहरूमा, पावर अल्ट्रासाउन्डले पनि पोलिमराइजेशन सुरु गर्न सक्छ।बलियो अल्ट्रासाउन्ड विकिरणले ब्लक कोपोलिमरहरू तयार गर्न पोलिभिनिल अल्कोहल र एक्रिलोनिट्रिलको कोपोलिमराइजेशन सुरु गर्न सक्छ, र पोलिभिनिल एसीटेट र पोलिथिलीन अक्साइडको कोपोलिमराइजेशन ग्राफ्ट कोपोलिमरहरू बनाउनको लागि।

4. अल्ट्रासोनिक क्षेत्र द्वारा परिष्कृत नयाँ रासायनिक प्रतिक्रिया प्रविधि

नयाँ रासायनिक प्रतिक्रिया प्रविधि र अल्ट्रासोनिक क्षेत्र वृद्धि को संयोजन अल्ट्रासोनिक रसायन को क्षेत्र मा अर्को सम्भावित विकास दिशा हो।उदाहरण को लागी, सुपरक्रिटिकल तरल पदार्थ को माध्यम को रूप मा प्रयोग गरिन्छ, र अल्ट्रासोनिक क्षेत्र को उत्प्रेरक प्रतिक्रिया को मजबूत गर्न को लागी प्रयोग गरिन्छ।उदाहरणका लागि, सुपरक्रिटिकल फ्लुइडमा तरल पदार्थ जस्तै घनत्व र ग्यास जस्तै चिपचिपापन र प्रसार गुणांक हुन्छ, जसले यसको विघटन तरल पदार्थको बराबर र यसको द्रव्यमान स्थानान्तरण क्षमता ग्यासको बराबर बनाउँछ।विषम उत्प्रेरकको निष्क्रियतालाई सुपरक्रिटिकल फ्लुइडको राम्रो घुलनशीलता र प्रसार गुणहरू प्रयोग गरेर सुधार गर्न सकिन्छ, तर यो निस्सन्देह केकमा आइसिङ हो यदि अल्ट्रासोनिक क्षेत्रलाई बलियो बनाउन प्रयोग गर्न सकिन्छ।अल्ट्रासोनिक cavitation द्वारा उत्पन्न झटका वेभ र माइक्रो जेटले उत्प्रेरक निष्क्रिय पार्ने केही पदार्थहरूलाई भंग गर्न, desorption र सफाईको भूमिका खेल्न, र उत्प्रेरकलाई लामो समयसम्म सक्रिय राख्नको लागि सुपरक्रिटिकल फ्लुइडलाई ठूलो मात्रामा बढाउन मात्र सक्दैन। हलचलको भूमिका, जसले प्रतिक्रिया प्रणालीलाई फैलाउन सक्छ, र सुपरक्रिटिकल तरल पदार्थ रासायनिक प्रतिक्रियाको जन स्थानान्तरण दरलाई उच्च स्तरमा बनाउन सक्छ।थप रूपमा, अल्ट्रासोनिक cavitation द्वारा बनाईएको स्थानीय बिन्दुमा उच्च तापमान र उच्च दबाब मुक्त रेडिकलहरूमा रिएक्टेन्टहरू क्र्याक गर्न अनुकूल हुनेछ र प्रतिक्रिया दरलाई धेरै गति दिन्छ।हाल, सुपरक्रिटिकल तरल पदार्थको रासायनिक प्रतिक्रियामा धेरै अध्ययनहरू छन्, तर अल्ट्रासोनिक फिल्डद्वारा यस्तो प्रतिक्रियाको वृद्धिमा केही अध्ययनहरू छन्।

5. बायोडिजल उत्पादन मा उच्च शक्ति अल्ट्रासोनिक को आवेदन

बायोडिजेलको तयारीको कुञ्जी मेथानोल र अन्य कम-कार्बन अल्कोहलहरूसँग फ्याटी एसिड ग्लिसराइडको उत्प्रेरक ट्रान्सस्टेरिफिकेशन हो।अल्ट्रासाउन्डले स्पष्ट रूपमा ट्रान्सस्टेरिफिकेशन प्रतिक्रियालाई बलियो बनाउन सक्छ, विशेष गरी विषम प्रतिक्रिया प्रणालीहरूको लागि, यसले मिक्सिंग (इमल्सिफिकेशन) प्रभावलाई उल्लेखनीय रूपमा बढाउन सक्छ र अप्रत्यक्ष आणविक सम्पर्क प्रतिक्रियालाई बढावा दिन सक्छ, ताकि प्रतिक्रिया मूल रूपमा उच्च तापमान (उच्च दबाव) अवस्थाहरूमा गर्न आवश्यक हुन्छ। कोठाको तापक्रममा पूरा गर्न सकिन्छ (वा कोठाको तापक्रमको नजिक), र प्रतिक्रिया समय छोटो पार्नुहोस्।अल्ट्रासोनिक तरंग मात्र transesterification प्रक्रिया मा, तर प्रतिक्रिया मिश्रण को विभाजन मा पनि प्रयोग गरिन्छ।संयुक्त राज्यको मिसिसिपी स्टेट युनिभर्सिटीका अनुसन्धानकर्ताहरूले बायोडिजेल उत्पादनमा अल्ट्रासोनिक प्रशोधन प्रयोग गरे।बायोडिजेलको उत्पादन ५ मिनेटमा ९९% नाघेको छ, जबकि परम्परागत ब्याच रिएक्टर प्रणालीले १ घण्टाभन्दा बढी समय लियो।