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微反应技术的应用

微反应器是一种借助于特殊微加工技术以固体基质制造的可用于进行化学反应的三维结构元件。微反应器通常含有小的通道尺寸(当量直径小于500 ?m)和通道多样性,流体在这些通道中流动,并要求在这些通道中发生所要求的反应。这样就导致了在微构造的化学设备中具有非常大的表面积/体积比率。微反应器具有比表面积大、传质传热效率高、安全性高、放大效应小等优点,使得微反应器研究成为现代化工方面研究的热点。


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微反应器技术是一个多学科间交叉的新兴技术,对很多传统反应器很难操作的反应,微反应器技术提供了崭新的解决方案。

 

1、在化工反应中的应用 


许多化工反应中,有的反应要求在零下数十度甚至更低温度下进行,有的反应要求在很高的温度下进行,而有的反应很难控制。这些反应的共有特征是,对温度要求比较严格,温度一旦高出设定值,导致副产物生成,收率和选择性大幅下降。严格的温度控制在小实验中不难实现,但是,在扩大生产时,如果利用常规反应器设备投资和能耗就会很高,反应的操作比较繁琐,比较难以实现,利用微反应器就可以比较容易实现。


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2、在纳米颗粒制备中的应用


微反应器利用微孔作为分散介质,分散相在压力作用下通过孔均匀分布在连续相中,由于混合尺度很小,可以达到毫秒级快速均匀混合,非常适合于快反应的纳米颗粒制备工艺。研究表明采用微反应器法制备纳米颗粒,如果选择适当的表面活性剂及合适的微乳液,可以得到粒径小而分散均匀的颗粒,而且所选择的表面活性剂成本低且易回收。应用微反应器来进行酰胺化优化,达到提高产品质量、降低消耗、提高效益的目的。

 

3、在基础研究中的应用


微反应器由于其几何体积、传质、传热等方面的优势,能够迅速而稳定的混合反应物,因此可以减少反应物的消耗,特别是比较昂贵或稀少的物质,提高反应的效率。



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手持式PDMS打孔器