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多功能微通道反應(yīng)器利用精密加工技術(shù)制造的特征尺寸在10到300微米（或者1000微米）之間的微型反應(yīng)器，微反應(yīng)器的“微”表示工藝流體的通道在微米級(jí)別，而不是指微反應(yīng)設(shè)備的外形尺寸小或產(chǎn)品的產(chǎn)量小。微反應(yīng)器是一個(gè)比較廣泛的概念，并有很多形式，既包括傳統(tǒng)的微量反應(yīng)器，也包括聚合反應(yīng)器、反相膠束條紋反應(yīng)器、微聚合反應(yīng)器和固體模板微反應(yīng)器等。這些微反應(yīng)器的對(duì)化學(xué)反應(yīng)的共同特點(diǎn)是將其控制在極其微小的空間內(nèi)，反應(yīng)通道的平均尺寸一般為微米甚至納米。微反應(yīng)器中可以包含有成百萬上千萬的微型通道，因此也實(shí)現(xiàn)很高的產(chǎn)量。
多功能微通道反應(yīng)器的特性介紹：
?。?）多功能微通道反應(yīng)器微通道的比表面積一般為5000—50000m2m-3,而在常規(guī)反應(yīng)容器內(nèi),比表面積約為100m2m-3,少數(shù)為1000m2m-3。微通道的比表面積大,具有很大的熱交換效率,即使是激烈的放熱反應(yīng),瞬間釋放出大量反應(yīng)熱也能及時(shí)移出,維持反應(yīng)溫度在安全范圍內(nèi)。由于反應(yīng)物總量少,傳熱快,特別適用于研究異常激烈的合成反應(yīng)而避免爆炸的危險(xiǎn)。
?。?）可以將各種催化劑固定在芯片微通道中得到高比表面積的微催化床,提高催化效率。
?。?）在多功能微通道反應(yīng)器中進(jìn)行合成反應(yīng)時(shí),反應(yīng)物配比、溫度、壓力、反應(yīng)時(shí)間和流速等反應(yīng)條件容易控制。反應(yīng)物在流動(dòng)過程中發(fā)生反應(yīng),濃度不斷降低,生成物濃度不斷提高,副反應(yīng)較少。
?。?）多功能微通道反應(yīng)器采用連續(xù)流動(dòng)的方式進(jìn)行反應(yīng),對(duì)于反應(yīng)速度很快的化學(xué)反應(yīng),可以通過調(diào)節(jié)反應(yīng)物流速和微通道的長(zhǎng)度,精確控制它們?cè)诙喙δ芪⑼ǖ婪磻?yīng)器中的反應(yīng)時(shí)間。
?。?）由于多功能微通道反應(yīng)器中微通道寬度和深度比較小,一般為幾十到幾百微米,使反應(yīng)物間的擴(kuò)散距離大大縮短,傳質(zhì)速度快,反應(yīng)物在流動(dòng)的過程中短時(shí)間內(nèi)即可充分混合
?。?）在多功能微通道反應(yīng)器中進(jìn)行合成反應(yīng)時(shí),需要反應(yīng)物用量甚微,不但能減少昂貴、有毒、有害反應(yīng)物的用量,反應(yīng)過程中產(chǎn)生的環(huán)境污染物也極少,實(shí)驗(yàn)室基本無污染,是一種環(huán)境友好、合成研究新物質(zhì)的技術(shù)平臺(tái)。
（7）在多功能微通道反應(yīng)器中得到產(chǎn)物的量與近代分析儀器,如GC、GC2MS、HPLC及NMR的進(jìn)樣量相匹配,使近代分析儀器可用于直接在線監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)行的程度,大大提高了研究合成路線的速度。
?。?）隨著微加工技術(shù)的發(fā)展,由微傳感器、微熱交換器、微混合器、微分離器、微反應(yīng)單元、微流動(dòng)裝置等組成的集成系統(tǒng),在合成反應(yīng)研究中受到越來越多的關(guān)注。
?。?）多功能微通道反應(yīng)器微流控芯片高通量、大規(guī)模、平行性等特點(diǎn)使多個(gè)或大量微反應(yīng)器的集成化與平行操作成為可能,從而提高了合成新物質(zhì)、篩選新藥物的效率,大幅度地降低了研究成本
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