微反应器介绍

一、微反应器的定义
微反应器，即微通道反应器，是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。这里的“微”表示工艺流体的通道在微米级别，而非指微反应设备的外形尺寸小或产品的产量小。微反应器中可包含成百万上千万的微型通道，所以能实现很高的产量。
二、微反应器的分类
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。
三、微反应器的性能优势
极大的比表面积：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。
良好的传热和传质能力：能够实现物料的瞬间均匀混合和高效的传热，许多在常规反应器中无法实现的反应都可以在微反应器中实现。反应床层几近恒温，有利于各种化学反应的进行，例如在一些需要高传热效率的反应中表现出色，像苯胺氧化成氧化偶氮苯的反应、一氧化碳的选择氧化反应等，也适用于加氢反应、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。
适合小规模光化学过程：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。
在生物工程领域的优势：在生物工程领域，能提供良好的细胞生长环境，提高细胞繁殖效率，还能够实现快速筛选和优化细胞培养条件。
在医药领域的优势：在医药领域，可实现对药物的有效筛选和优化，提高药物研发效率，降低成本。

四、微反应器的应用领域
化工领域：
在化学工业中被广泛应用于各种化学反应过程，如有机合成、无机合成、高分子合成等，可以大大提高反应效率，减少能源消耗，同时降低废物的产生。
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。
德国美因兹微技术研究所开发的一种平行盘片结构的电化学微反应器，提高了由4 - 甲氧基甲苯合成对甲氧基苯甲醛反应的选择性。
生物工程领域：广泛应用于细胞培养、基因工程、蛋白质结晶等研究中。
医药领域：广泛应用于药物研发、药物合成、药物分析等过程中。
微米和纳米材料的制备和日用化学品的生产：也是微反应器的主要应用领域之一。
五、微反应器的发展趋势
智能化与自动化：随着物联网技术的发展，未来微反应器将更加智能化、自动化，能够实现远程控制和监测，提高实验数据的准确性和实验效率3。
环境友好型：随着环保意识的不断提高，未来微反应器将更加注重环保和可持续发展，采用更加环保的材料制造，减少废物的产生，降低对环境的影响。
多功能化：未来将实现更多功能，如多步合成、分离纯化、检测分析等，成为一种多功能化的实验平台，应用领域将进一步拓展。

审核编辑 黄宇