微通道反應(yīng)器是將反應(yīng)通道縮小至微觀尺度的一種化學(xué)反應(yīng)器,具有高效、高選擇性、可控性強(qiáng)等優(yōu)良特性。隨著微納技術(shù)的發(fā)展,在化學(xué)反應(yīng)、催化反應(yīng)、材料制備等領(lǐng)域已經(jīng)有了廣泛應(yīng)用。
與傳統(tǒng)宏觀反應(yīng)器相比,微通道反應(yīng)器通道更小,反應(yīng)物與催化劑濃度更高,反應(yīng)物更加充分地接觸,因此反應(yīng)速度更快,傳質(zhì)效率更高,廢物產(chǎn)生也更少。
其次是提高選擇性。反應(yīng)器的通道形式復(fù)雜,可根據(jù)需要控制反應(yīng)物在通道中的流動(dòng)速度、混合程度等參數(shù),從而在反應(yīng)中提高產(chǎn)物選擇性,減少或避免副反應(yīng)的發(fā)生。
可控性強(qiáng)。在反應(yīng)器中,流體、熱傳導(dǎo)和質(zhì)量傳遞等都可以通過微觀尺度控制。這些調(diào)控方式可以被用來加速反應(yīng)、控制反應(yīng)速率,使反應(yīng)得到精細(xì)控制。
其各項(xiàng)優(yōu)勢(shì)使得其在許多領(lǐng)域得到了應(yīng)用,如有機(jī)化學(xué)合成、無機(jī)化學(xué)反應(yīng)、光化學(xué)反應(yīng)、催化反應(yīng)、多相反應(yīng)、環(huán)境凈化等領(lǐng)域。不僅能夠制備有機(jī)小分子化合物,而且還可以制備有機(jī)高分子,如聚合物。此外,還可用于生物化學(xué)反應(yīng),如蛋白質(zhì)折疊、DNA擴(kuò)增、藥物篩選等。 這些應(yīng)用表明,微通道反應(yīng)器在科技創(chuàng)新方面已有了廣泛的應(yīng)用。
微通道反應(yīng)器在制備納米復(fù)合材料和微納米中也具有優(yōu)勢(shì)。通道設(shè)計(jì)的合理和反應(yīng)體系的合適可以制備出具有高比表面積、均勻性好、分散性優(yōu)的納米、微級(jí)復(fù)合材料、高效催化劑等。制備出粒徑控制在納米級(jí)別的金屬或金屬氧化物基催化劑,使用其可以大大提高催化活性和催化性能。