專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于非均相催化的微反應(yīng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及微反應(yīng)設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種用于非均相催化的微反應(yīng)裝置。
背景技術(shù)：
一直以來(lái)，非均相催化反應(yīng)在藥物制備、化工原料生產(chǎn)、染料合成等多個(gè)領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。然而傳統(tǒng)的非均相催化反應(yīng)卻依然存在著催化效率不高、副產(chǎn)物較多、以及催化劑的分離回收困難等問(wèn)題，這些問(wèn)題嚴(yán)重制約了非均相催化反應(yīng)的 商業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用。近年來(lái)，隨著微流控技術(shù)的日益成熟，由于微反應(yīng)器自身存在的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，基于微反應(yīng)器的非均相催化反應(yīng)也日益得到了人們的關(guān)注?；谖⒎磻?yīng)器的非均相催化反應(yīng)，不僅具有高的催化效率、低的催化劑消耗等優(yōu)勢(shì)，而且通過(guò)將催化劑固定于微反應(yīng)器的微反應(yīng)空間內(nèi)，還可以輕松的解決催化劑的分離回收問(wèn)題。但微反應(yīng)器卻仍然存在著產(chǎn)物產(chǎn)量較小，不宜大量生產(chǎn)的缺點(diǎn)，并且微反應(yīng)器成本較高這也嚴(yán)重制約了其在非均相催化反應(yīng)方面的應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用于非均相催化的微反應(yīng)裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，制造成本低，以實(shí)現(xiàn)非均相催化反應(yīng)的高效、快速、量化生產(chǎn)。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是提供一種用于非均相催化的微反應(yīng)裝置，包括微量注射泵、反應(yīng)加熱控溫箱、玻璃毛細(xì)管微反應(yīng)通道和產(chǎn)物接收容器，所述的反應(yīng)加熱控溫箱的內(nèi)部有個(gè)微反應(yīng)腔，所述的微反應(yīng)腔中兩邊對(duì)稱(chēng)安裝有兩個(gè)T型連接器，所述的T型連接器上均勻排列安裝有若干個(gè)T型連接管，所述的兩邊的相對(duì)應(yīng)的T型連接管之間平行均勻安裝有5根玻璃毛細(xì)管，所述的微量注射泵放置在反應(yīng)加熱控溫箱的左邊，其上端連接安裝有注射器，所述的注射器通過(guò)原料輸送管與左邊的T型連接器相連，所述的右邊的T型連接器通過(guò)產(chǎn)物輸送管道與右邊的產(chǎn)物接收容器相連。所述的微量注射泵為可調(diào)節(jié)推速的單通道微量注射泵。所述的原料輸送管及產(chǎn)物輸出管道為聚四氟乙烯管。所述的玻璃毛細(xì)管微反應(yīng)通道的內(nèi)表面垂直生長(zhǎng)有非均相催化劑包覆的ZnO納米棒陣列。所述的反應(yīng)加熱控溫箱為鼓風(fēng)式干燥箱或真空式干燥箱。所述的T型連接器上的T型連接管的數(shù)量與微反應(yīng)腔的大小及微反應(yīng)的需求量相配。有益.效果本實(shí)用新型涉及一種用于非均相催化的微反應(yīng)裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，利用對(duì)玻璃毛細(xì)管的內(nèi)表面進(jìn)行修飾可實(shí)現(xiàn)非均相催化反應(yīng)的連續(xù)、高效、快速進(jìn)行，并可避免常規(guī)非均相反應(yīng)的催化劑回收分離問(wèn)題。此外，通過(guò)將多組相同的玻璃毛細(xì)管微通道進(jìn)行整合集成，使其共用原料輸送裝置、反應(yīng)加熱控溫裝置、以及產(chǎn)物接收裝置，不僅節(jié)約了能源和空間，降低了設(shè)備成本，而且也便于微反應(yīng)的批量化擴(kuò)大生產(chǎn)，成功避免了微反應(yīng)產(chǎn)量較低的問(wèn)題。
圖I是本實(shí)用新型的連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型所述的T型連接管和玻璃毛細(xì)管的連接圖；圖3是本實(shí)用新型所述的玻璃毛細(xì)管的內(nèi)表面上非均相催化劑包覆的ZnO納米棒陣列示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用新型講授的內(nèi)容
之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。如圖1-3所示，本實(shí)用新型的實(shí)施方式涉及一種用于非均相催化的微反應(yīng)裝置，包括微量注射泵I、反應(yīng)加熱控溫箱5、玻璃毛細(xì)管微反應(yīng)通道8和產(chǎn)物接收容器10，所述的反應(yīng)加熱控溫箱5的內(nèi)部有個(gè)微反應(yīng)腔4，所述的微反應(yīng)腔4中兩邊對(duì)稱(chēng)安裝有兩個(gè)T型連接器6，所述的T型連接器6上均勻排列安裝有若干個(gè)T型連接管7，所述的兩邊的相對(duì)應(yīng)的T型連接管7之間平行均勻安裝有5根玻璃毛細(xì)管微反應(yīng)通道8，所述的微量注射泵I放置在反應(yīng)加熱控溫箱5的左邊，其上端連接安裝有注射器2，所述的注射器2通過(guò)原料輸送管3與左邊的T型連接器6相連，所述的右邊的T型連接器6通過(guò)產(chǎn)物輸送管道9與右邊的產(chǎn)物接收容器10相連，所述的微量注射泵I為可調(diào)節(jié)推速的單通道微量注射泵，所述的原料輸送管3及產(chǎn)物輸出管道9為聚四氟乙烯管，所述的玻璃毛細(xì)管微反應(yīng)通道8的內(nèi)表面垂直生長(zhǎng)有非均相催化劑包覆的ZnO納米棒陣列。實(shí)施例I(I)微流反應(yīng)器件的組裝截取15根長(zhǎng)約30cm，內(nèi)徑為530 μ m，外徑為700 μ m的玻璃毛細(xì)管微反應(yīng)通道8。利用O. IM硝酸鋅和O. IM六亞甲基四胺溶液在其內(nèi)表面制備垂直生長(zhǎng)的ZnO納米棒，接著向玻璃毛細(xì)管微反應(yīng)通道8內(nèi)輸送20μ g/ml的鈀單質(zhì)溶膠，時(shí)間為3小時(shí)，真空干燥后即得到內(nèi)壁長(zhǎng)有鈀單質(zhì)包覆ZnO納米棒陣列的玻璃毛細(xì)管微反應(yīng)通道8。將5根內(nèi)壁長(zhǎng)有鈀單質(zhì)包覆ZnO納米棒陣列的玻璃毛細(xì)管微反應(yīng)通道8并列排列，并用兩個(gè)T型連接管7通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂膠連接起來(lái)，其中T型連接管7內(nèi)徑為Imm外徑為2mm。依次將三組上述毛細(xì)管組通過(guò)另外兩個(gè)T型連接器6安裝于鼓風(fēng)式烘箱內(nèi)(烘箱兩側(cè)面預(yù)留有兩個(gè)出管口)，并將T型連接器6的管口通過(guò)烘箱側(cè)面的出管口放置于烘箱外偵U。用環(huán)氧樹(shù)脂膠將各個(gè)T型連接器6的管口連接上一根長(zhǎng)約30cm、內(nèi)徑約400 μ m、外徑約600 μ m的聚四氟乙烯微管。其中烘箱一側(cè)的聚四氟乙烯微管與放置于微量注射泵I上的注射器2相連作為原料輸送管3，另一側(cè)的聚四氟乙烯微管作為產(chǎn)物輸送管道9，接入一產(chǎn)物接收瓶10中。(2)在微反應(yīng)器內(nèi)高效、批量生產(chǎn)二苯乙烯將反應(yīng)原料混合后裝入注射器2內(nèi)，放置于微量注射泵I上。其中原料的配比為3mmol碘苯,5mmol苯乙烯,6mmol三乙胺,8mlN, N- 甲基甲酰胺。將烘箱溫度設(shè)定在130°C,設(shè)定微量注射泵I推速為 ο μ 1/min，緩慢將溶液推入反應(yīng)腔內(nèi)，即可在容量接收器中接收到產(chǎn)物二苯乙烯。
權(quán)利要求1.一種用于非均相催化的微反應(yīng)裝置，包括微量注射泵(I)、反應(yīng)加熱控溫箱(5)、玻璃毛細(xì)管微反應(yīng)通道(8)和產(chǎn)物接收容器(10)，其特征在于，所述的反應(yīng)加熱控溫箱(5)的內(nèi)部有個(gè)微反應(yīng)腔(4)，所述的微反應(yīng)腔(4)中兩邊對(duì)稱(chēng)安裝有兩個(gè)T型連接器(6)，所述的T型連接器(6)上均勻排列安裝有若干個(gè)T型連接管(7)，所述的兩邊的相對(duì)應(yīng)的T型連接管(7)之間平行均勻安裝有5根玻璃毛細(xì)管微反應(yīng)通道(8)，所述的微量注射泵(I)放置在反應(yīng)加熱控溫箱(5)的左邊，其上端連接安裝有注射器(2)，所述的注射器(2)通過(guò)原料輸送管(3)與左邊的T型連接器(6)相連，所述的右邊的T型連接器(6)通過(guò)產(chǎn)物輸送管道(9)與右邊的產(chǎn)物接收容器(10)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于非均相催化的微反應(yīng)裝置，其特征在于，所述的微量注射泵(I)為可調(diào)節(jié)推速的單通道微量注射泵。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于非均相催化的微反應(yīng)裝置，其特征在于，所述的原料輸送管(3)及產(chǎn)物輸出管道(9)為聚四氟乙烯管。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于非均相催化的微反應(yīng)裝置，其特征在于，所述的玻璃毛細(xì)管微反應(yīng)通道(8)的內(nèi)表面垂直生長(zhǎng)有非均相催化劑包覆的ZnO納米棒陣列。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于非均相催化的微反應(yīng)裝置，其特征在于，所述的反應(yīng)加熱控溫箱(5)為鼓風(fēng)式干燥箱或真空式干燥箱。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于非均相催化的微反應(yīng)裝置，其特征在于，所述的T型連接器(6)上的T型連接管(7)的數(shù)量與微反應(yīng)腔(4)的大小及微反應(yīng)的需求量相配。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于非均相催化的微反應(yīng)裝置，包括微量注射泵、反應(yīng)加熱控溫箱和產(chǎn)物接收容器，反應(yīng)加熱控溫箱的內(nèi)部有個(gè)微反應(yīng)腔，微反應(yīng)腔中兩邊安裝有兩個(gè)T型連接器，T型連接器上均勻排列安裝有若干個(gè)T型連接管，兩邊T型連接管之間平行均勻安裝有5根玻璃毛細(xì)管微反應(yīng)通道，反應(yīng)加熱控溫箱左邊的微量注射泵上的有注射器通過(guò)原料輸送管與左邊的T型連接器相連，右邊的T型連接器通過(guò)產(chǎn)物輸送管道與產(chǎn)物接收容器相連。本實(shí)用新型通過(guò)對(duì)微反應(yīng)通道整合集成，使其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，制造成本降低，可實(shí)現(xiàn)非均相催化反應(yīng)的高效、快速、量化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)B01J8/02GK202683189SQ201220247978
公開(kāi)日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月29日
發(fā)明者張權(quán), 王亞齊, 張飛, 宗源, 吳欣, 王宏志 申請(qǐng)人:東華大學(xué)