微反應(yīng)器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

第1章微流體的移動(dòng)現(xiàn)象
1.1基礎(chǔ)知識(shí)002
1.1.1無量綱數(shù)及相似準(zhǔn)則002
1.1.2量綱分析方法003
1.1.3尺度效應(yīng)004
1.2微流體的流動(dòng)005
1.2.1微通道內(nèi)流體的速度分布005
1.2.2微通道的壓損006
1.2.3微通道特有的流動(dòng)現(xiàn)象007
1.3微流體的傳熱008
1.3.1微通道內(nèi)流體的溫度分布008
1.3.2微通道內(nèi)熱交換過程009
1.3.3微通道內(nèi)增強(qiáng)傳熱效果的方法011
1.4微流體的傳質(zhì)012
1.4.1通量和費(fèi)克定理012
1.4.2擴(kuò)散方程式013
1.4.3氣液、液液界面之間的傳質(zhì)過程013
參考文獻(xiàn)014

第2章微流體的混合
2.1宏觀混合與微觀混合016
2.1.1微觀混合對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響018
2.1.2預(yù)混合對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響019
2.2混合操作021
2.2.1攪拌操作021
2.2.2微混合023
2.2.3微混合器的分類023
2.3基于微團(tuán)尺度的微混合器設(shè)計(jì)027
2.3.1微團(tuán)尺度027
2.3.2微混合器的設(shè)計(jì)過程028
2.4T形微混合器的設(shè)計(jì)030
2.4.1T形微混合器的簡化模型030
2.4.2T形微混合器的優(yōu)化設(shè)計(jì)033
2.4.3設(shè)計(jì)案例分析033
2.5Y形微混合器的設(shè)計(jì)035
2.5.1混合性能評(píng)價(jià)方法036
2.5.2Y形微混合器結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)036
2.5.3Y形微混合器混合效果的強(qiáng)化設(shè)計(jì)039
2.6微混合器的應(yīng)用與實(shí)踐040
2.6.1基于微流控芯片的免疫凝集檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用041
2.6.2氣動(dòng)微閥在DNA雜交反應(yīng)中的應(yīng)用043
參考文獻(xiàn)045

第3章微反應(yīng)器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用
3.1微反應(yīng)器的特點(diǎn)048
3.1.1層流特性048
3.1.2比表面積特性049
3.1.3微反應(yīng)器適合反應(yīng)類型的特征050
3.1.4微反應(yīng)器的利用局限051
3.2常規(guī)反應(yīng)器的設(shè)計(jì)051
3.2.1反應(yīng)器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)051
3.2.2反應(yīng)器設(shè)計(jì)的基本衡算式053
3.2.3管道式平推流反應(yīng)器的設(shè)計(jì)054
3.3微反應(yīng)器的設(shè)計(jì)055
3.3.1微反應(yīng)器的混合性能055
3.3.2微反應(yīng)器的設(shè)計(jì)思想055
3.3.3微反應(yīng)器的設(shè)計(jì)方法056
3.4非等溫微反應(yīng)器的設(shè)計(jì)063
3.5微反應(yīng)器的應(yīng)用066
3.5.1微反應(yīng)器中常用的流體驅(qū)動(dòng)技術(shù)066
3.5.2適合微反應(yīng)器的均相化學(xué)反應(yīng)068
參考文獻(xiàn)070

第4章微通道中的液液異相系操作
4.1乳化液滴的制備072
4.1.1液滴直徑分布的支配因素分析075
4.1.2微通道設(shè)計(jì)077
4.1.3微液滴的應(yīng)用080
4.2微萃取082
4.2.1微萃取系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和評(píng)價(jià)指標(biāo)083
4.2.2萃取通道內(nèi)微結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)084
4.3相轉(zhuǎn)移反應(yīng)085
4.3.1微反應(yīng)器通道寬度和流速對(duì)流型的影響087
4.3.2微反應(yīng)器通道結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)088
4.4基于彈狀流分析的微反應(yīng)器設(shè)計(jì)089
4.4.1混合前反應(yīng)物配置方式對(duì)混合速率的影響091
4.4.2彈狀流截面形狀對(duì)混合速率的影響091
4.4.3彈狀流直徑和長度對(duì)混合速率的影響093
4.4.4混合速率與無量綱數(shù)Peclet數(shù)的關(guān)系093
參考文獻(xiàn)096

第5章微反應(yīng)器在微粒制備中的應(yīng)用
5.1微粒的形成機(jī)理099
5.1.1超溶解度曲線與成核過程099
5.1.2微粒生長過程100
5.1.3LaMer圖101
5.2擴(kuò)散混合型微反應(yīng)器的設(shè)計(jì)(Ⅰ)103
5.2.1成核區(qū)域的計(jì)算104
5.2.2影響成核區(qū)域的要素分析107
5.3擴(kuò)散混合型微反應(yīng)器的設(shè)計(jì)(Ⅱ)108
5.3.1微反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和特征109
5.3.2微粒生成的機(jī)理分析110
5.3.3微反應(yīng)器操作條件對(duì)微粒直徑和分布的影響111
5.3.4微反應(yīng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)微粒直徑和分布的影響114
5.4微反應(yīng)器在納米顆粒制備中的應(yīng)用117
5.4.1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及相關(guān)理論117
5.4.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析及實(shí)驗(yàn)改進(jìn)118
5.4.3微波輻射在納米顆粒制備中的應(yīng)用119
參考文獻(xiàn)120

第6章催化反應(yīng)在微反應(yīng)器中的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
6.1催化反應(yīng)的機(jī)理122
6.2液固相催化反應(yīng)在微反應(yīng)器中的應(yīng)用——反應(yīng)器設(shè)計(jì)125
6.2.1微反應(yīng)器中催化劑的放置125
6.2.2微反應(yīng)器類型對(duì)催化反應(yīng)進(jìn)程的影響127
6.2.3微反應(yīng)器尺寸對(duì)催化反應(yīng)結(jié)果的影響130
6.3液固相催化反應(yīng)在微反應(yīng)器中的應(yīng)用——優(yōu)化操作132
6.3.1流段配置方式對(duì)不可逆平行反應(yīng)的影響134
6.3.2流段配置方式對(duì)可逆平行反應(yīng)的影響135
6.3.3流段配置方式對(duì)串聯(lián)平行反應(yīng)的影響135
6.4 氣固相催化反應(yīng)在微反應(yīng)器中的應(yīng)用——催化劑137
6.4.1微型反應(yīng)器中催化劑非均勻分布對(duì)制氫過程的影響138
6.4.2催化涂層種類分布對(duì)制氫過程的影響143
6.5氣固相催化反應(yīng)在微反應(yīng)器中的應(yīng)用145
6.5.1基于無量綱參數(shù)的微反應(yīng)器設(shè)計(jì)146
6.5.2費(fèi)托合成催化微反應(yīng)器的應(yīng)用151
參考文獻(xiàn)156

第7章微反應(yīng)器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
7.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本流程158
7.2微反應(yīng)器的形狀優(yōu)化設(shè)計(jì)161
7.2.1最優(yōu)壓損條件下的微反應(yīng)器形狀設(shè)計(jì)161
7.2.2流量一致性條件下的微反應(yīng)器形狀設(shè)計(jì)162
7.2.3考慮溫度分布的微反應(yīng)器形狀設(shè)計(jì)165
7.3微反應(yīng)器系統(tǒng)的控制167
7.3.1全流量控制和差壓控制168
7.3.2差壓控制的不同模式169
7.4一個(gè)典型微反應(yīng)器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)172
7.4.1Andrussov過程合成HCN的工藝開發(fā)試驗(yàn)173
7.4.2Andrussov過程的開發(fā)研究174
7.4.3Andrussov過程的概念設(shè)計(jì)175
7.5微反應(yīng)器系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化177

參考文獻(xiàn)181