• 1、納米顆粒制備 Nano Process Development

    2、脂質(zhì)體 Liposomes

    3、連續結晶 Crystallization

    4、電化學(xué) Electrochemistry

    一、技術(shù)背景

            21世紀化學(xué)工業(yè)發(fā)展的一個(gè)趨勢就是安全、清潔、高效、節能和可持續性,盡可能地將原材料全部轉化為符合要求的最終產(chǎn)品,實(shí)現生產(chǎn)過(guò)程的零排放。要達到這一目標,既可以從化學(xué)反應本身著(zhù)手,通過(guò)采用新的催化劑或合成路線(xiàn)來(lái)實(shí)現,即化學(xué)的方法;又可以從化學(xué)工程角度出發(fā),采用新的設備或技術(shù),通過(guò)強化化工生產(chǎn)過(guò)程來(lái)實(shí)現,即工程的方法(過(guò)程強化)。


         “微反應器“也被稱(chēng)為“微通道”反應器(Microreactor,Micro-channelreactor),是微反應器、微混合器、微換熱器、微控制器等微通道化工設備的通稱(chēng)。微反應連續流技術(shù)的一大特點(diǎn)是快速工藝開(kāi)發(fā),微反應連續流小試工藝開(kāi)發(fā)平臺自動(dòng)化程度高,一天內可以輕輕松松完成幾十組實(shí)驗,極大地提升工藝開(kāi)發(fā)的效率。微反應連續流技術(shù)的另一特點(diǎn)是工藝轉化中沒(méi)有放大效應。小試工藝,無(wú)需中試,可以直接放大生產(chǎn)??梢源蟠罂s短時(shí)間從而滿(mǎn)足市場(chǎng)的需求。


        微反應連續流技術(shù)的使用可以節省占地、人員成本,新技術(shù)自動(dòng)化程度高,過(guò)程可控性大,生產(chǎn)更加安全,生產(chǎn)效率高,運行費用低,產(chǎn)品質(zhì)量有保障。新技術(shù)的使用可促進(jìn)國內技術(shù)的快速升級,提升產(chǎn)品在國際市場(chǎng)的地位。


        連續流合成范圍及領(lǐng)域不斷擴展,不但包括傳統的反應類(lèi)型及醫藥及精細化工行業(yè),還延展到電化學(xué)、光化學(xué)、微波化學(xué)、納米材料以及功能材料等領(lǐng)域。

        相對于傳統的批次反應工藝,微反應器具有高速混合、高效傳熱、窄的停留時(shí)間分布、重復性好、系統響應迅速、便于自動(dòng)化控制、幾乎無(wú)放大效應以及高的安全性能等優(yōu)勢。

        據統計,在有機合成和催化反應中有大約30%的反應工藝可以通過(guò)微反應技術(shù)在產(chǎn)率、選擇性 活安全性等方面得到優(yōu)化和提升與傳統技術(shù)相比,該技術(shù)通過(guò)將結構特征尺寸達到微米級來(lái)實(shí)現其各項優(yōu)點(diǎn)。


    連續流微通道反應器優(yōu)勢

    微反應器技術(shù)(MRT)已經(jīng)變?yōu)榛瘜W(xué)合成的多功能工具。相較于批處理過(guò)程,微結構設備極大地提高了混合及加熱能力,從而改進(jìn)產(chǎn)品的性能并提高了產(chǎn)率。微反應器通常以連續流模式運行。在反應器體積小于1毫升的情況下,流動(dòng)化學(xué)可以在一天內進(jìn)行從g級到kg級的無(wú)尺度合成。較小的反應器體積有助于安全和容易地控制危險或不穩定的材料以及高熱反應??焖俸?jiǎn)單的參數篩選使得微反應器技術(shù)成為工藝開(kāi)發(fā)的一個(gè)理想工具。

    微結構反應器中的連續流合成 — 一種化學(xué)合成的新思維。

    有機化學(xué)家通常會(huì )在開(kāi)發(fā)新材料的合成路線(xiàn)上花費大量的時(shí)間。需要找出最優(yōu)路線(xiàn),并優(yōu)化反應條件。一旦一個(gè)產(chǎn)品成功了并且需求量增長(cháng),整個(gè)合成過(guò)程都需要再次修正和調整以適應更大批量的生產(chǎn)。

    該常規方法顯示了傳統的批量合成的一個(gè)典型的問(wèn)題:批量合成是一個(gè)空間分辨過(guò)程。反應的輸出由反應容器的大小決定 — 容器越大則反應的輸出越大。

    與批處理模式形成鮮明對比的是,在流動(dòng)化學(xué)中,化學(xué)合成是一個(gè)時(shí)間分辨過(guò)程。試劑流持續地被泵入流反應器中進(jìn)行混合和反應, 同時(shí)產(chǎn)物也即時(shí)從反應器中持續流出。因此,合成規模只由流速和運行時(shí)間來(lái)決定。內部體積小于一毫升的相同的反應器可以在較快流速下運行一整天以產(chǎn)出千克級的材料,或者運行幾分鐘以得到較小的微克級的產(chǎn)出。

    其他參數,不是大小,決定了微反應器的性能以及它是否能夠提供比傳統的間歇式反應器更好的性能。首先,需要選擇反應器的材料。微反應器可以很容易地使用金屬、玻璃或硅來(lái)制造??紤]到價(jià)格和溶劑兼容性或熱傳導性,每種材料都具有獨特的優(yōu)勢和劣勢。我們優(yōu)先選擇的材料是玻璃。對于侵蝕性的介質(zhì)和溶劑,玻璃可以提供很高的兼容性。玻璃微反應器的制造成本不高,且可以透過(guò)材料觀(guān)察到堵塞或其他問(wèn)題。

    除了反應器材料之外,微反應器具有兩個(gè)主要的特點(diǎn),使其明顯的區別于典型的間歇式反應器。


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