微反应器

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定义

微反应器，即微通道反应器，利用精密加工技术制造的特征尺寸在10到300微米（或者1000微米）之间的微型反应器，微反应器的“微”表示工艺流体的通道在微米级别，而不是指微反应设备的外形尺寸小或产品的产量小。微反应器中可以包含有成百万上千万的微型通道，因此也实现很高的产量。

应用

微反应器独特的结构给它带来了一系列优质的性能，故它被应用到许多领域中。例如对于小规模的光化学过程，采用透明的微反应器可有利于薄流体层靠近辐射源。德国美因兹微技术研究所开发了一种平行盘片结构的电化学微反应器。使用这个装置，提高了由4一甲氧基甲苯合成对甲氧基苯甲醛反应的选择性。

由于微反应器高的传热效率，使反应床层几近恒温，有利于各种化学反应的进行。Wan等在微反应器中将苯胺氧化成氧化偶氮苯，DelSman等在微系统中研究了一氧化碳的选择氧化，同时微反应器也被应用到加氢反应、氨的氧化、甲醇氧化制甲醛、水煤气变换以及光催化等一系列反应。另外，微反应器还可用于某些有毒害物质的现场生产，进行强放热反应的本征动力学研究以及组合化学如催化剂、材料、药物等的高通量筛选。

缺点

微反应器的微结构最大的缺点是固体物料无法通过微通道，如果反应中有大量固体产生，微通道极易堵塞，导致生产无法连续进行。

目前这一问题主要是通过改进反应器的设计来解决。例如拜耳-埃尔费尔德微技术公司开发的阀式混合器（反应器）可以用于快速沉淀反应，基于这一技术，拜耳公司成功开发了商业化生产工艺，用于生产高性能的微米材料和纳米材料。

用途

微反应器设备根据其主要用途或功能可以细分为微混合器，微换热器和微反应器。由于其内部的微结构使得微反应器设备具有极大的比表面积，可达搅拌釜比表面积的几百倍甚至上千倍。微反应器有着极好的传热和传质能力，可以实现物料的瞬间均匀混合和高效的传热，因此许多在常规反应器中无法实现的反应都可以微反应器中实现。

目前，微反应器在化工工艺过程的研究与开发中已经得到广泛的应用，商业化生产中的应用正日益增多。其主要应用领域包括有机合成过程，微米和纳米材料的制备和日用化学品的生产。在化工生产中，最新的Miprowa技术已经可以实现每小时上万升的流量。

前景展望

21世纪由于环境恶化以及能源枯竭等一系列问题，使化学工业面临前所未有的机遇和挑战，由于微反应器表现出的诸多优点，科学界致力于探索新的反应途径使化工生产更加经济和环保，所以我们有必要相信微反应器将在化学工业中发挥出巨大的作用。

迄今为止国内外学术界对微反应器已进行了广泛的研究，对它的原理和特性有了较好的认识，且在微反应器的设计、制造、集成和放大等方面都取得了可喜的成绩。但是对它的研究还不够成熟，传统的“三传一反”理论必须进行修正、补充和创新，反应的一些原理还没有探讨清楚，还需要大量的工作。另外在它的制造、催化剂的壁载和系统的自动控制方面还存在许多技术难点，有必要进行微反应系统中表面和界面现象、传递规律、反应特性和放大集成的深人研究。

微反应器类样例

高性能全自动压汞仪高性能全自动压汞仪

产品简介
AutoPore IV系列压汞仪使用汞侵入法来测定总孔体积、孔径分布、孔隙率、密度和传输性。内置强大的数据处理和报告程序包，快速升压、灵活、可控的真空系统，和高性能的低/高压系统。
技术特点
· 孔径范围：0.003到 1000 μm
· 可选择2个低压站和1个高压站或者4个低压站和2个高压站，以满足多种样品的检测
· 高级别安全防护，即使在高压和有毒的物质汞环境下仍可放心使用
· 可选择压力33,000 psi或者压力60,000 psi型号
· 低噪音，高压系统
· 增强的数据处理包，包括弯曲度、渗透性、压缩系数、孔喉比、分形维数，Mayer-Stowe粒径分布等
· 可进行扫描模式或速率平衡模式操作
· 收集极高分辨率的数据; 进汞或退汞体积精度优于0.1μL
· 封闭式汞系统 –用汞量低
产品应用
压汞仪用来测定粉末和固体重要的物理特性，如孔径分布、总孔体积、总孔表面积、中值孔径、样品的密度（真密度和堆密度）、流体导电性和机械性能。