[实用新型]一种微反应器

说明书

本申请属于化学合成设备技术领域，具体涉及一种微反应器专利申请。该反应器用来实现液滴或微乳液的聚合并反应生产纳米颗粒，具体结构包括：依次连接的T型微混合区、微反应通道和出口管；其中T型微混合区为一中空腔体结构，并且T型微混合区对立两侧侧壁分别设有依次连接的进口管和分配室，其中分配室紧邻T型微混合区侧壁。本申请所制备的微反应器，结构设计较为合理，可根据需要适应于需要多种前驱体纳米颗粒材料制备，具有高通量、混合效果好、反应时间短、操作简便等技术优势，适用于液滴或微乳液体系的、大规模可控连续制纳米材料制备应用，同时由于可较好避免通道染或堵塞通道现象发生，因此具有较好的实用价值和推广应用意义。

技术领域

本申请属于化学合成设备技术领域，具体涉及一种微反应器专利申请。

背景技术

纳米颗粒材料因其特殊物理或化学性能，在生产、生活中得到了广泛应用。也因此，对于大规模制备分散性好、粒径分布窄的纳米颗粒的制备方法的研究也得到了广泛关注。现有技术中，制备纳米级粒径纳米颗粒材料时，主要制备方法有：沉淀法、水热法、溶胶-凝胶法、微乳液法等方法，但应用效果表明，这些常规的合成方法存在混合效率低下和缺乏对混合、成核过程的精确控制等问题，同时放大过程也存在周期长、过程复杂等问题，因此限定了其实际应用范围。

与传统的纳米颗粒合成技术相比，微流控技术具有明显的反应简单、放大过程安全、放大效应小的技术优势。其主要原因为，与常规合成方法用反应器相比，微反应器的大比表面积强化了传热和传质过程，而高效的混合过程为微反应器中反应制备获得高分散性的纳米颗粒提供了极大的优势，因此使得在纳米颗粒材料制备汇总，微结构化工设备的制备效率要远高于现有传统化工设备。

现有技术中，利用微反应器合成纳米颗粒主要分为两种策略：连续流和分段流（液滴流）。连续流具有操作简单、产量高、易于控制、温度适应性强等优点，但是也存在混合不良而导致颗粒分布不均匀和与管道壁直接接触易造成堵塞等缺点，由此限制了连续流策略在纳米颗粒制备中的应用。而基于液滴的分段流具有高比表面积、高效混合和快速传质等优点，此外，由于液滴内的反应物与通道管壁没有直接接触，因此可避免污染反应通道或导致通道堵塞现象的发生。但分段流策略也存在相对低体积流量、低产量、高成本的缺陷，也由此限制了基于液滴的分段流的微反应器的工业化应用。

总之，由于不同纳米颗粒材料制备所需材料、以及反应过程的不同，结合不同微反应器中制备策略的优点，开发设计新的微反应器设备仍然具有十分重要的应用意义。

发明内容

本申请目的在于提供一种微反应器装置，从而为相关纳米颗粒材料制备奠定一定技术基础。

本申请所采取的技术方案详述如下。

一种微反应器，该反应器用来实现液滴或微乳液的大规模聚合并反应生产纳米颗粒，具体结构包括：依次连接的T型微混合区、微反应通道和出口管；

其中T型微混合区为一中空腔体结构，并且T型微混合区对立两侧侧壁分别设有依次连接的进口管和分配室（分配室紧邻T型微混合区侧壁），优选设计中，分配室与T型微混合区之间设有微筛孔板；

所述微反应通道，可设计为蛇形弯曲通道，通道宽度可设计在0.2~10mm之间，通道高度可设计在0.5~5mm之间，通道长度可设计在10~200mm之间。

所述微筛孔板，具体设计时，微筛孔的开孔率为10%~30%，微筛孔的水力学直径在5微米到100微米之间，筛孔的孔间距在0.2~2mm之间。

所述T型微混合区，具体设计时，可采用直管单通道结构，通道宽度可设计在0.2~10mm之间，通道高度可设计在0.5~5mm之间。

所述微反应器，具体设计中，为确保反应过程的顺利进行，分配室体积为T型为混合区内混合通道总体积的10~50倍。