La frua apliko de ultrasono en biokemio devus esti frakasi la ĉelan muron per ultrasono por liberigi ĝian enhavon.Postaj studoj montris, ke malalt-intensa ultrasono povas antaŭenigi la biokemian reakcian procezon.Ekzemple, ultrasona surradiado de likva nutra bazo povas pliigi la kreskorapidecon de algoj ĉeloj, tiel pliigante la kvanton de proteino produktita de ĉi tiuj ĉeloj trifoje.

Kompare kun la energia denseco de kavitacia bobelo-kolapso, la energia denseco de ultrasona sonkampo estis pligrandigita de bilionoj da tempoj, rezultigante grandegan koncentriĝon de energio;Sonokemiaj fenomenoj kaj sonoluminesko kaŭzitaj de alta temperaturo kaj premo produktitaj de kavitaciaj vezikoj estas unikaj formoj de energio kaj materiala interŝanĝo en sonokemio.Sekve, ultrasono ludas ĉiam pli gravan rolon en kemia eltiro, biodizela produktado, organika sintezo, mikroba traktado, degenero de venenaj organikaj malpurigaĵoj, kemia reakcia rapideco kaj rendimento, kataliza efikeco de katalizilo, biodegrada traktado, ultrasona skalo preventado kaj forigo, biologia ĉela dispremado. , disperso kaj aglomerado, kaj sonokemia reago.

1. ultrasonic plibonigita kemia reago.

Ultrasono plibonigita kemia reago.La ĉefa mova forto estas ultrasona kavitacio.La kolapso de kavitanta bobelkerno produktas lokan altan temperaturon, altan premon kaj fortan efikon kaj mikrojeton, kiu provizas novan kaj tre specialan fizikan kaj kemian medion por kemiaj reakcioj malfacile aŭ neeblaj en normalaj kondiĉoj.

2. Ultrasona kataliza reago.

Kiel nova esplorkampo, ultrasona kataliza reago altiris pli kaj pli da intereso.La ĉefaj efikoj de ultrasono sur kataliza reago estas:

(1) Alta temperaturo kaj alta premo estas favoraj al la krakado de reakciantoj en liberajn radikalojn kaj divalentan karbonon, formante pli aktivajn reagspecojn;

(2) Ŝok-ondo kaj mikro-jeto havas malsorbajn kaj purigajn efikojn sur solida surfaco (kiel katalizilo), kiuj povas forigi surfacajn reakciajn produktojn aŭ intermediatojn kaj katalizilan surfacan pasivan tavolon;

(3) Ŝok ondo povas detrui reaktan strukturon

(4) Dispusa reaktantsistemo;

(5) Ultrasona kavitacio erodas la metalan surfacon, kaj la ŝokondo kondukas al la deformado de la metala krado kaj la formado de la interna streĉa zono, kiu plibonigas la kemian reakcian agadon de la metalo;

6) Antaŭenigi la solvilon por penetri en la solidon por produkti la tiel nomatan inkluzivan reagon;

(7) Por plibonigi la disvastigon de katalizilo, ultrasona estas ofte uzata en la preparado de katalizilo.Ultrasona surradiado povas pliigi la surfacareon de katalizilo, fari la aktivajn komponantojn disvastiĝi pli egale kaj plibonigi la katalizan aktivecon.

3. Ultrasona polimera kemio

La apliko de ultrasona pozitiva polimerkemio altiris vastan atenton.Ultrasona traktado povas degradi makromolekulojn, precipe polimerojn de alta molekula pezo.Celulozo, gelateno, kaŭĉuko kaj proteino povas esti degraditaj per ultrasona traktado.Nuntempe oni ĝenerale kredas, ke la ultrasona degradado-mekanismo ŝuldiĝas al la efiko de forto kaj la alta premo kiam la cavitacio-veziko krevas, kaj la alia parto de la degradado povas esti pro la efiko de varmo.Sub certaj kondiĉoj, potenca ultrasono ankaŭ povas komenci polimerigon.Forta ultrasona surradiado povas komenci la kopolimerigon de polivinila alkoholo kaj akrilonitrilo por prepari blokkopolimerojn, kaj la kopolimerigon de polivinilacetato kaj polietilena oksido por formi greftkopolimerojn.

4. Nova kemia reakcia teknologio plibonigita de ultrasona kampo

La kombinaĵo de nova kemia reakcia teknologio kaj ultrasona kampa plibonigo estas alia ebla evoludirekto en la kampo de ultrasona kemio.Ekzemple, la superkritika fluido estas uzata kiel la medio, kaj la ultrasona kampo estas uzata por plifortigi la katalizan reagon.Ekzemple, superkritika likvaĵo havas la densecon similan al likvaĵo kaj la viskozecon kaj difuzkoeficienton similan al gaso, kiu igas ĝian dissolvon ekvivalenta al likvaĵo kaj ĝia mastransiga kapacito ekvivalenta al gaso.La malaktivigo de heterogena katalizilo povas esti plibonigita uzante la bonan solveblecon kaj disvastigajn proprietojn de superkritika fluido, sed ĝi estas sendube la glaciaĵo sur la kuko se ultrasona kampo povas esti uzata por plifortigi ĝin.La ŝokondo kaj mikro-jeto generitaj de ultrasona kavitacio povas ne nur multe plibonigi la superkritan fluidon por solvi iujn substancojn, kiuj kondukas al katalizila malaktivigo, ludi la rolon de malsorbado kaj purigado, kaj teni la katalizilon aktiva dum longa tempo, sed ankaŭ ludi la. rolo de kirlado, kiu povas disvastigi la reakcian sistemon, kaj fari la masan translokigon de superkritika fluida kemia reakcio al pli alta nivelo.Krome, la alta temperaturo kaj alta premo ĉe la loka punkto formita de ultrasona kavitacio estos favoraj al la krakado de reakciantoj en liberajn radikalojn kaj multe akcelos la reakcirapidecon.Nuntempe, ekzistas multaj studoj pri la kemia reago de superkritika fluido, sed malmultaj studoj pri la plibonigo de tia reago per ultrasona kampo.

5. apliko de alta potenco ultrasonic en biodiesel produktado

La ŝlosilo al la preparado de biodizelo estas la kataliza transesterificación de grasacida glicerido kun metanolo kaj aliaj malaltkarbonaj alkoholoj.Ultrasono povas evidente plifortigi la transesterigan reagon, precipe por heterogenaj reagaj sistemoj, ĝi povas signife plibonigi la efikon de miksado (emulsigo) kaj antaŭenigi la nerektan molekulan kontaktan reagon, tiel ke la reago origine bezonata esti efektivigita sub alta temperaturo (alta premo) kondiĉoj. povas esti kompletigita ĉe ĉambra temperaturo (aŭ proksime al ĉambra temperaturo), Kaj mallongigi la reagtempon.Ultrasona ondo ne nur estas uzata en la transesterificación procezo, sed ankaŭ en la apartigo de reakcia miksaĵo.Esploristoj de Mississippi State University en Usono uzis ultrasonan pretigon en la produktado de biodizelo.La rendimento de biodizelo superis 99% ene de 5 minutoj, dum la konvencia bata reaktorsistemo daŭris pli ol 1 horon.