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超声波催化的化学促进作用，并非是声场与反应物分子的直接作用结果，而是源于超声空化现象。空化可以看作是聚集声能的一种形式，能够在微观尺度内模拟反应器内的高温高压反应，为一般条件难以实现或不可能实现的催化反应提供了一种非常特殊的物理化学环境，使得催化反应可以在较温和的环境下进行。液液均相反应体系中，在室温、常压或稍高的条件下，声空化即有利于反应物的裂解，进而引发一系列化学反应，加快化学反应速率，并提高了产率。液—固非均相催化体系起到了很好的冲击作用。气泡崩溃产生高温高压的同时，还伴随有强烈的冲击波和速度可达100m/s 的微射流。超声波加速催化反应、提高产率的应用面很广，主要由：金属表面上的催化、相转移催化反应、酶催化反应。

超声催化：超声波催化反应无论在实验室还是在工业生产中均具有首要作用，然而多数的催化反应需要用贵金属作为催化剂。超声场的介入对于激活低活性金属，降低费用带来了希望。冲击波和微射流可不断剥除催化剂表面吸附的反应物和杂质，强烈时则可侵蚀固体表面；导致分子问强烈的相互碰撞和聚集，使催化剂的结构、组成及反应活性产生显著的变化；强化传质过程，所以超声对体系的作用主要在于增加了反应的表面积，从而加速化学反应。超声波可用于催化剂的再生，尤其对烧结和结焦引起失活的催化剂的再生，效果更为显著。

传统工业：催化体系及其复杂，对于液一液非均相反应，其反应条件相当苛刻(如高温条件)，需要强烈的机械搅拌。但是即便如此，反应速度仍然较慢，产率不高，副反应多。在上业生产中，尤其足在一些大型工厂中，催化剂价值高达几百万美元。

超声波催化设备由超声波振动部件和超声波专用驱动电源和反应釜三大部分构成：超声波振动部件主要包括大功率超声波换能器、变幅杆、工具头（发射头），用于产生超声波振动，并将此振动能量向液体中发射。换能器将输入的电能转换成机械能，即超声波。其表现形式是换能器在纵向作来回伸缩运动，振幅一般在几个微米。这样的振幅功率密度不够，是不能直接使用的。变幅杆按设计需要放大振幅，隔离反应溶液和换能器，同时也起到固定整个超声波振动系统的作用。工具头与变幅杆相连，变幅杆将超声波能量振动传递给工具头，再由工具头将超声波能量发射到化学反应液体中。

超声波催化设备功能

1.超音波振动源（驱动电源）：把50-60Hz的市电转化为高功率的高频率（15kHz—100kHz）电源，提供给换能器。

2.换能器（controller, transducer）：把高频率电能转化为机械振动能。

3.变幅杆：联接并固定换能器与工具头，将换能器之振幅放大后传送到工具头。

4.工具头（导入杆）：把机械能和压力传至工作物，同时也有振幅放大的功能。

5.连接螺栓：将以上各组件紧密地连接。

优势：

1.改善催化剂分散性。

2.促使溶剂深入到固体内部，产生所谓的夹杂反应。

3.超声波空蚀金属表面，冲击波导致金属晶格的变形和内部应变区的形成，提高金属的化学反应活性。

4.分散反应物系。

5.冲击波可能破坏反应物结构。

冲击波和微射流对固体表面(如催化剂)有解吸作用，可去除表面反应产物或中间物及催化剂表面钝化层。

6.高温高压条件有利于反应物裂解，形成更为活泼的反应物种。