超声波的分散、乳化、破碎、萃取能应用在哪些地方？

一、定义：

超声波声化学是指大功率超声波处理系统（设备）在介入液体物质中，会产生一种特殊的物理化学反应现象-”空化效应“。

空化效应：液体声空化过程是利用功率超声20~40kHz高频振动声场能量，通过超声发射头释放于液体中，当声压达到一定值时，在超声发射头周围形成空化气泡并崩溃-闭合。在此过程中，短时间内在空化气泡的极小空间内，产生约3000K以上的高温和大约5.05 ×108Pa 的高压，速度变化率高达1010K/s ，并伴随产生强烈的冲击波和形成时速高达400km的微射流。这就为在一般工况条件下难以实现或不能实现的化学物理加工处理方式，提供了一种新的特殊的途径和手段。

空化效应

二、应用：

依据超声波声化学理论，目前有相关的超声波液体处理系统（设备）已广泛应用于科研机构及其生产加工领域，如：分散、搅拌、萃取、乳化、细胞破碎、提纯、清洗等。

1、分散：针对纳米材料降粘、防沉淀、团聚、均质

1.1 在新能源材料的多晶硅、石墨烯制备，超声波空化效应（20–40 kHz）打破颗粒团聚，提升沉积速率30%，纯度显著提高，同时降低能耗40%。

1.2电子与磁性材料的超细软磁粉体：高频超声波（>100 kHz）穿透性强，分散铁氧体等纳米颗粒，防止团聚，提升磁导率。

1.3颜料分散：超声空化微射流破碎有机/无机颜料团聚体，提升着色力与光泽度，应用于汽车漆、印刷油墨。

2、搅拌：破碎混合、乳化、分散搅拌、消泡脱气

搅拌加速反应物传递，超声波空化持续活化催化剂表面（如镍粉催化烯烃加氢，反应速率提升10⁵倍）。

3、萃取：萃取与分离、提取活性成分

3.1 植物多糖与精 油：超声辅助溶剂萃取破坏细胞壁，麦冬多糖提取率提升至1.99%，耗时缩短至分钟级；玫瑰精 油萃取保留热敏性成分。

3.2中药有效成分：黄酮类、皂苷的溶出率提高30–50%，减少有机溶剂用量。

3.3食品工业，如茶多酚、蜂胶黄酮，低温操作避免营养降解。

4、乳化：加速反应，混合不相溶的液体

4.1生物制药， 制造微乳液和纳米乳液，用于包裹疏水性药物，提高其溶解度和生物利用度，实现靶向或缓释给药。

4.2化工材料，乳化水油、树脂、颜料、助剂等，生产水性涂料、印刷油墨、喷墨墨水，改善性能和稳定性。

5、细胞破碎：精准释放生物活性物质

5.1蛋白质提取：破碎细胞释放胞内蛋白质，用于后续的纯化、功能研究等。

6、提纯：高效分离与杂质去除

6.1多糖纯化，超声预处理麦冬粗多糖，结合DEAE-52纤维素柱纯化，蛋白质/核酸残留量降至检测限以下。

6.2超声空化去除电极吸附杂质，镀层硬度提升20%，光洁度改善。

除以上应用领域外，超声波声化学在材料科学、纳米技术、环境修复、化学合成、生物医药、食品加工等各领域，它都展现出高效、绿色的显著优势。

三、超声波声化学处理系统（典型设备）

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