微反應器介紹

一、微反應器的定義
微反應器，即微通道反應器，是利用精密加工技術制造的特征尺寸在10到300微米（或者1000微米）之間的微型反應器。這里的“微”表示工藝流體的通道在微米級別，而非指微反應設備的外形尺寸小或產品的產量小。微反應器中可包含成百萬上千萬的微型通道，所以能實現很高的產量。
二、微反應器的分類
微反應器設備根據其主要用途或功能可以細分為微混合器，微換熱器和微反應器。
三、微反應器的性能優(yōu)勢
極大的比表面積：其內部的微結構使得微反應器設備具有極大的比表面積，可達攪拌釜比表面積的幾百倍甚至上千倍。
良好的傳熱和傳質能力：能夠實現物料的瞬間均勻混合和高效的傳熱，許多在常規(guī)反應器中無法實現的反應都可以在微反應器中實現。反應床層幾近恒溫，有利于各種化學反應的進行，例如在一些需要高傳熱效率的反應中表現出色，像苯胺氧化成氧化偶氮苯的反應、一氧化碳的選擇氧化反應等，也適用于加氫反應、氨的氧化、甲醇氧化制甲醛、水煤氣變換以及光催化等一系列反應。
適合小規(guī)模光化學過程：對于小規(guī)模的光化學過程，采用透明的微反應器可有利于薄流體層靠近輻射源。
在生物工程領域的優(yōu)勢：在生物工程領域，能提供良好的細胞生長環(huán)境，提高細胞繁殖效率，還能夠實現快速篩選和優(yōu)化細胞培養(yǎng)條件。
在醫(yī)藥領域的優(yōu)勢：在醫(yī)藥領域，可實現對藥物的有效篩選和優(yōu)化，提高藥物研發(fā)效率，降低成本。

四、微反應器的應用領域
化工領域：
在化學工業(yè)中被廣泛應用于各種化學反應過程，如有機合成、無機合成、高分子合成等，可以大大提高反應效率，減少能源消耗，同時降低廢物的產生。
用于某些有毒害物質的現場生產，進行強放熱反應的本征動力學研究以及組合化學（如催化劑、材料、藥物等）的高通量篩選。
德國美因茲微技術研究所開發(fā)的一種平行盤片結構的電化學微反應器，提高了由4 - 甲氧基甲苯合成對甲氧基苯甲醛反應的選擇性。
生物工程領域：廣泛應用于細胞培養(yǎng)、基因工程、蛋白質結晶等研究中。
醫(yī)藥領域：廣泛應用于藥物研發(fā)、藥物合成、藥物分析等過程中。
微米和納米材料的制備和日用化學品的生產：也是微反應器的主要應用領域之一。
五、微反應器的發(fā)展趨勢
智能化與自動化：隨著物聯(lián)網技術的發(fā)展，未來微反應器將更加智能化、自動化，能夠實現遠程控制和監(jiān)測，提高實驗數據的準確性和實驗效率3。
環(huán)境友好型：隨著環(huán)保意識的不斷提高，未來微反應器將更加注重環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展，采用更加環(huán)保的材料制造，減少廢物的產生，降低對環(huán)境的影響。
多功能化：未來將實現更多功能，如多步合成、分離純化、檢測分析等，成為一種多功能化的實驗平臺，應用領域將進一步拓展。

審核編輯 黃宇