微反應器：現(xiàn)代化學中的新技術

第1章 微反應技術的發(fā)展現(xiàn)狀1 
 11 定義1 
  111 以微反應器為核心的微系統(tǒng)1 
  112 微反應器的結(jié)構(gòu)層次1 
  113 按功能分類的微反應器3 
  114 分析和反應系統(tǒng)的區(qū)別4 
 12 微反應器的主要優(yōu)點4 
  121 小型分析系統(tǒng)的主要優(yōu)點4 
  122 納尺度反應器的主要優(yōu)點4 
  123 物理尺寸的減小為微反應器帶來的優(yōu)勢5 
  124 單元數(shù)的增加為微反應器帶來的優(yōu)勢6 
 13 微反應器在應用中的潛在優(yōu)勢8 
 參考文獻1 
第2章 微反應器的現(xiàn)代微制造技術14 
 21 可用于制造微反應器的微加工技術14 
 22 技術的適用性評價14 
 23 硅材料的各向異性濕法蝕刻16 
 24 硅的干法蝕刻17 
 25 LIGA過程18 
 26 注模技術19 
 27 玻璃濕法化學蝕刻2 
 28 先進機械加工技術2 
  281 鉆石工具的表面切割21 
  282 碾磨、翻轉(zhuǎn)及鉆孔21 
  283 沖壓21 
  284 壓花22 
 29 金屬薄片的各向同性濕法化學蝕刻技術22 
 21 導電材料的電子放電機械加工23 
  211 鋼絲鉗腐蝕及開模24 
  212 μ-EDM鉆孔25 
 211 激光微型機械加工25 
 212 連接技術26 
  2121 金屬薄片的微型疊片技術26 
 213 功能涂層28 
  2131 抗腐蝕的功能涂層29 
  2132 防止污垢形成的功能涂層29 
 參考文獻3 
第3章 微混合器36 
 31 混合規(guī)則和宏觀混合設備的分類36 
 32 混合規(guī)則和小型混合器分類38 
 33 微型混合設備的潛在優(yōu)勢4 
 34 T形混合結(jié)構(gòu)中兩股支流的接觸43 
  341 T形混合結(jié)構(gòu)43 
  342 雙T形混合結(jié)構(gòu)44 
 35 通過高能支流的碰撞實現(xiàn)噴射和霧化作用46 
  351 微型噴射反應器中三股支流的碰撞46 
 36 一種組分的多股支流注入另一組分的主流體中46 
  361 多股微型噴射流的注入46 
 37 兩組分兩種流體層多次分叉及重新匯合48 
  371 由流道形變產(chǎn)生的流體多次分割和重新組合48 
  372 叉形元件實現(xiàn)流體多次分叉及重新匯合5 
  373 采用分離板實現(xiàn)流體多次分割及重組52 
  374 采用坡形通道實現(xiàn)流體的多次分割及重組53 
 38 兩組分的多股支流注入實現(xiàn)混合55 
  381 交叉型通道結(jié)構(gòu)中流體層的多次分層55 
  382 采用V形噴嘴陣列實現(xiàn)流體層的多次垂直分層63 
  383 采用微結(jié)構(gòu)堆疊平板實現(xiàn)分層混合65 
  384 采用含星形開孔的堆疊平板實現(xiàn)多次分層68 
 39 通過提高流速縮垂直于流動方向的擴散路徑69 
  391 通過水力學聚焦減小流體層厚69 
 31 通過攪拌、超聲波、電能及熱能等外部手段強化傳質(zhì)71 
  311 采用磁性球進行動態(tài)混合71 
 參考文獻71 
第4章 微型換熱器75 
 41 帶寬而扁平通道的微型換熱器77 
  411 堆疊平板設備中的錯流熱交換77 
  412 基于錯流混合的錯流式換熱器79 
  413 堆疊板式逆流換熱器81 
  414 電加熱堆疊式板型設備83 
 42 帶有窄而深通道的微型換熱器85 
  421 含單側(cè)通道結(jié)構(gòu)的換熱器85 
  422 含雙面通道結(jié)構(gòu)的換熱器85 
 43 含穿透通道的微型換熱器87 
 44 軸向熱傳導88 
  441 材料選擇對傳熱效率影響的數(shù)值計算89 
  442 熱模塊結(jié)構(gòu)的應用9 
 45 采用翅片不斷形成入口流91 
 46 利用正弦波形微通道產(chǎn)生周期性流動分布91 
 47 基于微型技術的化學熱泵92 
 48 微型換熱器的性能測定93 
  481 利用紅外相機測量微型換熱器中的溫度分布93 
 參考文獻95 
第5章 微分離系統(tǒng)和特殊分析模塊98 
 51 微萃取器98 
  511 通道部分重疊98 
  512 楔形流接觸器11 
  513 由微機械膜分開的微通道接觸器13 
  514 微通道由篩板狀隔板分開的微接觸器17 
  515 微混合-澄清系統(tǒng)17 
 52 微過濾器11 
  521 等篩孔微過濾器11 
  522 錯流微過濾器111 
 53 氣體純化微系統(tǒng)111 
 54 氣體分離微設備113 
 55 微反應器特殊分析模塊114 
  551 原位紅外光譜分析模塊114 
  552 快速GC分析模塊114 
 參考文獻117 
第6章 液相反應微系統(tǒng)121 
 61 液相微反應器的種類122 
 62 復合式微設備內(nèi)維生素中間體的液液合成122 
 63 微反應器內(nèi)丙烯酸酯聚合反應127 
 64 Grignard試劑酮還原反應13 
 65 微混合器/管式反應器內(nèi)的小規(guī)模有機合成134 
 66 用水力學聚焦的混合器和高縱橫的換熱器實現(xiàn)Dushman 
反應136 
 67 連續(xù)分段流管式反應器內(nèi)的微晶合成138 
 68 電化學微反應器139 
  681 板式電極微反應器內(nèi)合成4-甲氧基苯甲醛139 
  682 封閉式微電池系統(tǒng)142 
 參考文獻143 
第7章 氣相反應微系統(tǒng)146 
 71 微反應器的催化劑146 
 72 氣相微反應器的類型149 
 73 微通道催化結(jié)構(gòu)15 
  731 微通道催化反應器中的流動分布15 
  732 丙烯部分氧化制丙烯醛15 
  733 環(huán)三烯選擇性部分加氫151 
  734 H2/O2反應155 
  735 苯的選擇性部分加氫157 
  736 丁烯選擇性氧化制馬來酸酐157 
  737 乙烯選擇性氧化制環(huán)氧乙烯158 
  738 周期操作的影響158 
 74 集成催化劑結(jié)構(gòu)層和換熱器的微系統(tǒng)162 
  741 乙醇氧化脫氫162 
  742 異氰酸甲酯和多種其他危險氣體的合成165 
  743 H2/O2體系在爆炸濃度范圍內(nèi)的反應168 
 75 集成催化結(jié)構(gòu)層和混合器的微系統(tǒng)171 
  751 環(huán)氧乙烷的合成171 
 76 集成催化劑結(jié)構(gòu)層、換熱器和傳感器的微系統(tǒng)175 
  761 氨氣氧化175 
  762 H2/O2反應18 
 77 集成混合器、熱交換器、催化劑結(jié)構(gòu)層和傳感器的微系統(tǒng)181 
  771 通過Andrussov過程合成HCN181 
 參考文獻187 
第8章 氣/液微反應器193 
 81 氣/液接觸原理和微型化接觸裝置的類型193 
 82 T形混合構(gòu)件內(nèi)氣/液相的接觸195 
  821 單股氣體和液體支流的注入混合195 
  822 多個氣體和液體支流注入一個共同通道197 
  823 多個氣體和液體支流注入一個填充通道198 
  824 多股氣體支流注入含催化劑壁面的液體通道2 
  825 多種氣體和液體支流注入多通道21 
 83 降膜微反應器內(nèi)薄膜的生成26 
 參考文獻215 
第9章 能源制造微系統(tǒng)218 
 91 液態(tài)燃料氣化微器件218 
 92 氣化燃料部分氧化制合成氣的微設備221 
  921 部分氧化制氫氣221 
  922 疊片式微系統(tǒng)內(nèi)甲烷的部分氧化221 
  923 微通道反應器內(nèi)甲烷部分氧化223 
 93 蒸汽重整制備合成氣的微器件225 
  931 微結(jié)構(gòu)板式器件內(nèi)甲醇的蒸汽重整225 
 參考文獻227 
第1章 催化劑和材料篩選微系統(tǒng)229 
 11 在微通道反應器內(nèi)非均相催化劑的平行篩選229 
 12 傳統(tǒng)小尺度反應器用于平行篩選非均相催化劑232 
 參考文獻233 
第11章 分散式生產(chǎn)方法235 
 111 迷你工廠概念235 
  1111 生產(chǎn)HCN的迷你工廠概念236 
  1112 可丟棄的間歇式迷你工廠237 
 112 大型化設計向迷你設計的觀念變化238 
 參考文獻24 
索引242