微反应器内的有机合成前沿进展

微反应器一般是指特征尺寸为微米至百微米级的微型反应器,是微化工系统的核心设备之一。与传统的釜式反应器相比,微反应器在危险或易燃易爆产品的合成过程及快反应过程中体现出独特优势。凭借其优异的传热传质性能,微反应器技术使这些危险化工过程变得更精准、更高效、更安全,具有重要的工业应用价值,也是化工领域的重点发展方向之一。本文主要介绍了近年来微反应器技术在医药、农药、染颜料合成等精细化工领域的进展,重点综述了在霍夫曼重排、环加成、重氮化和偶合、烷基化、氮氧化等典型“强放热快反应”有机合成方向的研究进展,并展望了其发展前景。     

微反应器内连续重氮化/偶合反应进展

微反应器一般是指通过微加工和精密加工技术制造的小型反应器,其为微化工技术的核心部件之一。与传统的釜式反应器相比,微反应器具有很大的优势,顺应了高技术含量和可持续发展的要求。在化学化工、材料、生物等诸多领域的研究和生产过程中,微反应器都有着广泛的应用前景,这其中一大部分涉及到了危险或不稳定物质的合成过程及高放热反应过程等。本文主要介绍了国内外利用微反应器技术进行重氮化反应连续化的研究进展,以及利用微反应器进行连续重氮化/偶合反应合成偶氮染料及颜料的研究进展。微反应器技术使化学反应过程变得更快速、更安全、更环保,所以具有很高的工业应用价值,也是化工领域未来的发展方向之一。     

微反应器内连续重氮化/偶合反应进展

微反应器一般是指通过微加工和精密加工技术制造的小型反应器,其为微化工技术的核心部件之一。与传统的釜式反应器相比,微反应器具有很大的优势,顺应了高技术含量和可持续发展的要求。在化学化工、材料、生物等诸多领域的研究和生产过程中,微反应器都有着广泛的应用前景,这其中一大部分涉及到了危险或不稳定物质的合成过程及高放热反应过程等。本文主要介绍了国内外利用微反应器技术进行重氮化反应连续化的研究进展,以及利用微反应器进行连续重氮化/偶合反应合成偶氮染料及颜料的研究进展。微反应器技术使化学反应过程变得更快速、更安全、更环保,所以具有很高的工业应用价值,也是化工领域未来的发展方向之一。     

微反应器在含能材料合成与品质提升中的应用

含能材料是一类含有爆炸性基团或含有氧化剂和可燃物、能独立进行化学反应并输出能量的化合物或混合物。由于含能材料的特殊性，其合成过程具有强烈放热、对温度敏感的特点，同时，在实际应用中武器装药对含能材料的粒度控制也有很高的要求。微反应器具有传热传质效率高、安全性高、设备微型化和集成化、环境污染小等优点，十分适合于含能材料的合成过程与粒度控制，近年来成为国内外含能材料领域研究的热点与重点之一。本文第一部分介绍了硝酸酯、硝基、叠氮、氮杂环四类含能化合物的微反应合成，点明了微反应器可以显著提高合成安全性、加快合成效率和安全性；第二部分总结了微化工技术在含能材料微纳米化、球形化以及复合含能材料制备方面的应用，发现了微反应器具有粒度控制更精确、球形度高等特点。最后指出了微反应器在含能材料领域具有广阔的应用潜力，并对未来研究的重点及改进方向进行了展望。     

微反应器在化学化工领域中的应用

微反应器是微型化学反应系统,具有换热和传质效率高、严格控制反应时间、易于放大、安全性能好等特点。和传统搅拌反应器相比,这些特点使得微反应器在缩短反应时间、大幅度提高化学反应的转化率和产品收率等方面展现出一定的优势。但微反应器也存在易堵塞,催化剂负载、微通道的设计与制造难度大等问题。本文介绍了近年来快速发展的微反应器技术,回顾了微反应器的特点,重点探讨微反应器在化学化工领域的应用以及微反应器在精细化工和制药工业、生物化工领域的应用实例,讨论了微反应器目前存在的诸多挑战。微反应器目前是化学和化工学科的前沿和热点方向,分析表明微反应器仍然有很大的发展空间,有潜力改变化学化工前景。提出应进一步深入系统地认识微反应器内化学反应以及微通道设计的基本规律和机理,将微反应器技术引入更广泛的反应体系中,加强微反应器的集成化水平。     

静态微通道反应器结构与应用研究进展

近年来,化工生产环节中的节能减排尤为重要,化工生产设备的微型化是一个优秀的解决方案。微通道反应器相对于常规规模的反应器在能源效率、反应速率和产率、安全性、可靠性、可扩展性和过程控制的精细程度等方面有较大的优势,因此微通道反应器是目前工程技术领域重点研究方向之一。本文概述了微通道反应器的特点,详细阐述了五种不同的静态微通道反应器的不同混合结构的特性及应用,并展望了其发展前景。     

微通道反应器中精细化学品合成危险工艺研究进展

卤化、氧化、重氮化、硝化以及催化加氢是精细化工生产中的重要反应,通常以间歇方式在釜式反应器中进行,存在安全隐患,并且反应效率低。微通道反应器技术的发展为解决上述问题提供了有效途径,因此,发展基于微通道反应器的安全高效合成工艺成为当前精细化工领域的研究热点之一。该文综述了近年来微通道反应器中涉及精细化工产品合成危险工艺的研究进展,并指出了微通道反应器存在的不足和今后研究的方向。     

微反应器研究最新进展

微化工系统是实现化工过程绿色、安全、高效的重要方法,微反应器作为微化工系统的核心已经成为科学研究的热点之一.近年来,随着微尺度下"三传一反"研究的进展,微尺度流体的性能得到了深入揭示,微反应器技术也被广泛应用于科学研究和工业生产领域.本文以液相微反应器性能和应用为中心,重点讨论微反应器研究的最新进展.     

液液微分散及其用于标准颗粒制备的研究进展

液液分散与液滴生成是化工生产最典型的多尺度动态过程之一，针对该类过程的精准控制是化工研究的难点与重点。近年来，伴随机械微加工与流体微量输运技术的快速兴起，基于微米尺度作用的微化工技术在液液分散与液滴生成的调控中展现出了显著优势，成为化工研究的前沿方向。本文针对近年来在微分散基本规律、微分散动态界面现象与微分散标准颗粒材料等领域的研究进展进行综述：围绕微分散基本规律，介绍了微尺度液滴破碎的主导作用力、液液微分散流型及微分散数值模拟方法；围绕微分散动态界面现象，分析了动态界面张力的变化规律及其影响因素；围绕微分散标准颗粒制备，简述了微分散颗粒制备的主流技术及其适用范围。同时，针对相关领域的发展方向进行了展望。     

微化工技术的研究与应用

微化工技术是化学、机械、物理、电子、材料等多学科交叉,集成了化学化工、微电子、机械电子、集成电路、微型传感器等技术于一体的高新化学技术,主要研究对象是数量级为微米到毫米间的微型化工反应器,本文通过对微化工技术的定义、特点、优势及其研究与应用进行阐述,为微化工技术的发展提供一定的理论和方向指导。     

连续微反应加氢技术在有机合成中的研究进展

加氢反应是有机合成中很常见的一种反应类型,采用常规的间歇加氢釜具有反应效率低、操作烦琐和安全性差等问题。而连续加氢微反应器进行非均相催化加氢反应能提供更高的传质性能,催化剂的回收利用与产物的纯化也更为方便,能极大地提高生产效率,减少贵金属催化剂的损失。因为这些优点,连续微反应加氢技术得到了越来越多的关注。本文阐述了连续微反应加氢技术中常用的微反应器与固体金属催化剂类型,以及不同官能团非均相高效催化加氢的研究进展,在此基础,对该技术在精细化工领域的应用进行了展望。连续微反应加氢技术使得加氢过程可以在更安全、更高效、更环保的条件下完成,具有很高的工业应用价值,是未来化学化工领域重点发展的方向之一。     

光化学微反应技术的基础及研究进展

光化学转化是有效利用光能实现化学反应的重要途径,微反应技术为提高其过程效率提供了一个强有力的平台。本文首先指出微反应器相比于传统釜式光反应器,在光强分布、过程放大、光能利用效率等诸多方面存在明显的优势,能够实现光化学反应过程的高效强化。简要地介绍了光化学转化及光化学微反应技术的基本特征,然后系统地综述了光化学微反应器的设计构建及其在有机合成、聚合等方面的应用,并详细介绍了自动化控制的光化学微反应系统及应用。重点介绍了微反应技术在紫外光、可见光辐照下的光化学合成进展及其过程放大。最后,对光化学微反应技术的研究进展进行总结,并对其发展趋势进行了展望。     

微反应器在化工行业中的应用

微反应器工艺技术应用在化工行业中是未来的—个重要发展趋势,微流体技术的出现为化工工艺的发展提供了策略。微反应器同普通的反应器相比具有过程强化、安全性提高、产品性能提高、易实现工业化生产等优势。纳米材料与微反应器技术相结合为进一步研究新型的纳米材料和新型反应器提供了巨大的机会和推动力。本文概述了微反应器的优点,并重点对微反应器在化工行业中制备纳米颗粒物质的应用进行了综述。     

微反应器制备催化材料的研究进展及展望

近年来,微化工技术作为化学合成中的一个新兴领域、过程强化的有效手段,引起了人们的广泛关注。微反应器在微尺度通道下具有高比表面积/体积比、优良的传质传热性能,能够实现反应物的快速混合,对反应过程实现精确控制。概述了微通道反应器的特点。总结了近年来部分类型微反应器在制备催化材料方面的研究进展,包括撞击流微反应器、膜分散微反应器、微孔管式微反应器。同时参照微反应器近年来在工业生产中的应用实例,提出了结合计算机模拟系统,设计高效、稳定、低成本、多功能的连续流微反应器将是开发新型高性能催化材料及其工业化应用的重要保障。     

Experimental Investigation and Modeling Approach of the Phenylacetonitrile Alkylation Process in a Microreactor

The application of microreaction technology has the potential to intensify chemical processes. It is therefore of great interest to investigate the operating efficiency of a multiphase process such as the alkylation of phenylacetonitrile in a microreactor and to compare the performance to a batch reactor. The undeniable advantages of continuous microreactor systems for this process were demonstrated. Furthermore, the influence of the organic to aqueous phase ratio in the microreactor was investigated. A model of the reaction course was formulated based on experimental data. This model was used in the analysis and modeling of the alkylation process in a microreactor and found to be adequate. The optimal microreactor performance conditions were determined using the numerical optimization technique (Harrington's desirability function) and confirmed by experiments.     

微反应器技术在精细化工中的应用

近年来,微反应器技术已逐渐成为国际精细化工技术领域的研究热点。该文介绍了微反应器技术的最新研究进展;通过分析微反应器的内在结构特征,阐明了微反应器技术的特殊优势;分析了微反应器适合的化学反应类型;列举了大量微反应器技术应用的成功范例;通过微反应器技术和常规反应器技术的比较,说明了微反应器技术在精细化工领域的巨大价值和动人前景。     

Dynamics and control of integrated microchemical systems with application to micro-scale fuel processing

Microchemical systems are a new generation of miniature chemical systems that carry out chemical reactions and separations in precisely fabricated three dimensional microreactor configurations in the size range of a few microns to a few hundred microns. Typical microchemical systems combine fluid handling and reaction capabilities with electronic sensing and actuation, are fabricated using integrated circuit (IC) manufacturing techniques and use silicon and related IC industry materials, polymers, ceramics, glass or quartz as their material of construction. The use of such systems for in situ and on-demand chemical production is gaining increasing importance as the field of microreaction engineering transitions from a theoretical concept to a technology with significant industrial applications. In this paper, we present a review of our work on MEMS-based microfabrication, modeling and control of micro-reformers for hydrogen delivery systems in micro-fuel cells and put it in the context of a number of reported studies in the literature on this topic. The paper concludes by suggesting possible areas of future research.