超聲波催化的化學促進作用，并非是聲場與反應物分子的直接作用結(jié)果，而是源于超聲空化現(xiàn)象?？栈梢钥醋魇蔷奂暷艿囊环N形式，能夠在微觀尺度內(nèi)模擬反應器內(nèi)的高溫高壓反應，為一般條件難以實現(xiàn)或不可能實現(xiàn)的催化反應提供了一種非常特殊的物理化學環(huán)境，使得催化反應可以在較溫和的環(huán)境下進行。液液均相反應體系中，在室溫、常壓或稍高的條件下，聲空化即有利于反應物的裂解，進而引發(fā)一系列化學反應，加快化學反應速率，并提高了產(chǎn)率。液—固非均相催化體系起到了很好的沖擊作用。氣泡崩潰產(chǎn)生高溫高壓的同時，還伴隨有強烈的沖擊波和速度可達100m/s 的微射流。超聲波加速催化反應、提高產(chǎn)率的應用面很廣，主要由：金屬表面上的催化、相轉(zhuǎn)移催化反應、酶催化反應。

超聲催化：超聲波催化反應無論在實驗室還是在工業(yè)生產(chǎn)中均具有首要作用，然而多數(shù)的催化反應需要用貴金屬作為催化劑。超聲場的介入對于激活低活性金屬，降低費用帶來了希望。沖擊波和微射流可不斷剝除催化劑表面吸附的反應物和雜質(zhì)，強烈時則可侵蝕固體表面；導致分子問強烈的相互碰撞和聚集，使催化劑的結(jié)構(gòu)、組成及反應活性產(chǎn)生顯著的變化；強化傳質(zhì)過程，所以超聲對體系的作用主要在于增加了反應的表面積，從而加速化學反應。超聲波可用于催化劑的再生，尤其對燒結(jié)和結(jié)焦引起失活的催化劑的再生，效果更為顯著。

傳統(tǒng)工業(yè)：催化體系及其復雜，對于液一液非均相反應，其反應條件相當苛刻(如高溫條件)，需要強烈的機械攪拌。但是即便如此，反應速度仍然較慢，產(chǎn)率不高，副反應多。在上業(yè)生產(chǎn)中，尤其足在一些大型工廠中，催化劑價值高達幾百萬美元。

超聲波催化設(shè)備由超聲波振動部件和超聲波專用驅(qū)動電源和反應釜三大部分構(gòu)成：超聲波振動部件主要包括大功率超聲波換能器、變幅桿、工具頭（發(fā)射頭），用于產(chǎn)生超聲波振動，并將此振動能量向液體中發(fā)射。換能器將輸入的電能轉(zhuǎn)換成機械能，即超聲波。其表現(xiàn)形式是換能器在縱向作來回伸縮運動，振幅一般在幾個微米。這樣的振幅功率密度不夠，是不能直接使用的。變幅桿按設(shè)計需要放大振幅，隔離反應溶液和換能器，同時也起到固定整個超聲波振動系統(tǒng)的作用。工具頭與變幅桿相連，變幅桿將超聲波能量振動傳遞給工具頭，再由工具頭將超聲波能量發(fā)射到化學反應液體中。

超聲波催化設(shè)備功能

1.超音波振動源（驅(qū)動電源）：把50-60Hz的市電轉(zhuǎn)化為高功率的高頻率（15kHz—100kHz）電源，提供給換能器。

2.換能器（controller, transducer）：把高頻率電能轉(zhuǎn)化為機械振動能。

3.變幅桿：聯(lián)接并固定換能器與工具頭，將換能器之振幅放大后傳送到工具頭。

4.工具頭（導入桿）：把機械能和壓力傳至工作物，同時也有振幅放大的功能。

5.連接螺栓：將以上各組件緊密地連接。

優(yōu)勢：

1.改善催化劑分散性。

2.促使溶劑深入到固體內(nèi)部，產(chǎn)生所謂的夾雜反應。

3.超聲波空蝕金屬表面，沖擊波導致金屬晶格的變形和內(nèi)部應變區(qū)的形成，提高金屬的化學反應活性。

4.分散反應物系。

5.沖擊波可能破壞反應物結(jié)構(gòu)。

沖擊波和微射流對固體表面(如催化劑)有解吸作用，可去除表面反應產(chǎn)物或中間物及催化劑表面鈍化層。

6.高溫高壓條件有利于反應物裂解，形成更為活潑的反應物種。