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連續(xù)流玻璃光微反應(yīng)器的工作原理

更新時間:2025-07-08      點擊次數(shù):149

微通道反應(yīng)器3.jpg

連續(xù)流玻璃光微反應(yīng)器是一種將微反應(yīng)技術(shù)與光催化技術(shù)深度融合的高效反應(yīng)裝置,其工作原理可從微通道設(shè)計、光能激發(fā)、連續(xù)流操作三個核心維度展開:

1. 微通道設(shè)計:強化傳質(zhì)與傳熱
反應(yīng)器主體由高硼硅玻璃制成,內(nèi)部集成微米級通道(寬度0.1-1mm),通道結(jié)構(gòu)包括心形、螺旋形或多層盤管等設(shè)計。這種結(jié)構(gòu)使反應(yīng)物在流動中形成薄層流體,顯著縮短分子擴散距離,傳質(zhì)效率較傳統(tǒng)反應(yīng)器提升10倍以上。同時,玻璃的高熱導(dǎo)率(約1.0 W/m·K)配合微通道的大比表面積(可達24380 m?1),實現(xiàn)毫秒級溫度響應(yīng),精準(zhǔn)控制反應(yīng)溫度(±0.5℃),減少副反應(yīng)。

2. 光能激發(fā):驅(qū)動光催化反應(yīng)
玻璃材質(zhì)對紫外-可見光(320-800nm)透光率超90%,可匹配LED面光源實現(xiàn)全通道均勻照射。光催化劑(如TiO?、金屬有機框架材料)負載于通道內(nèi)壁,吸收光子后產(chǎn)生電子-空穴對,激活反應(yīng)物分子。

3. 連續(xù)流操作:實現(xiàn)高效穩(wěn)定生產(chǎn)
反應(yīng)物通過微型泵以0.1-100 mL/min流速連續(xù)輸入,在微通道內(nèi)完成混合、反應(yīng)、分離全過程,產(chǎn)物實時流出。這種模式避免傳統(tǒng)間歇式反應(yīng)的批次差異,原料利用率提高至95%以上,同時減少危險中間體的積累,安全性顯著提升,實現(xiàn)從實驗室到工業(yè)生產(chǎn)的無縫放大。

技術(shù)優(yōu)勢

該技術(shù)已廣泛應(yīng)用于納米材料合成、藥物中間體制備、環(huán)保催化等領(lǐng)域,成為綠色化學(xué)與過程強化的重要工具。


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