微通道反应器在纳米材料设计上的应用

直接沉淀法制备纳米材料是一个快速反应,反应器的微观混合效果直接影响目标产物的品质。微通道反应器有优良的传热传质性能,可用于高品质纳米材料合成。本文主要对微反应器在纳米材料设计和制备上做出研究和分析。

银纳米颗粒（又称“纳米银”）在很多领域，如气体传感器、光学器件、电子元件、催化剂以及生物医药等方面具有广泛的用途。

银纳米颗粒的合成有很多种方法，如果你还在使用普通的方法合成银纳米颗粒，那你就“Out”了。研究科学家等人，以硝酸银（AgNO3）和硼氢化钠（NaBH4）为原料，使用微通道反应器进行了银纳米颗粒的合成。

众多科学家们等考察了反应总流速、原料浓度和表面活性剂浓度等参数对银纳米颗粒大小和粒度分布的影响。发现控制反应条件，可以对银纳米颗粒的大小和粒度分布进行控制。

降低总流速（延长停留时间），银纳米颗粒的大小和粒度分布从5.4±3.4nm降低到3.1±1.6nm；增加表面活性剂的浓度，银纳米颗

粒的大小和粒度分布从8.5±6.9nm降低到4.1±1.1nm；增大硝酸银的浓度，银纳米颗粒的大小和粒度分布从9.3±3.0nm降低到3.7±0.8nm （下图）。

不同浓度硝酸银溶液制得的银纳米颗粒透射电镜照片和粒度分布结果(A) 0.05 mm，(B) 0.15mm, (C) 0.25 mm and (D) 0.4 mm。表面活性剂柠檬酸钠浓度0.5 mm,硼氢化钠浓度0.3 mm. 物料总流速 2.5 ml/min, 微通道内尺寸0.556mm.

与传统的方法相比较，使用微通道反应器进行纳米粒子的合成主要有以下优势：

1）一般微通道反应器在宏观上为平推流设计，无“返混”现象，有利于缩小纳米粒子的粒度分布范围；

2）高效的混合效果，有利于反应物料之间的均匀混合，提高产品的纯度、防止产品中包夹其它杂质；

3）操作简单，可以快速对反应的停留时间、反应温度、物料浓度以及添加剂浓度和种类等参数进行调节，高效地优化工艺参数。

但传统的微通道反应器，由于通道尺寸在微米级，在纳米材料合成的工艺开发过程中，还是容易形成堵塞；另外，传统的微通道反应器还存在放大效应等问题。

采用微通道反应器，由于通道尺寸在微米级所以可以处理小于200微米的颗粒。由于其具有优良的性能所以使其在纳米材料合成领域具有明显的优势。

上海惠和化德生物科技有限公司，是一家专注于微反应器连续工艺开发及工业化的创新性高科技公司。公司于2015年6月在中国（上海）自由贸易试验区内成立，随着业务的发展，公司于2019年10月整体搬迁至上海化学工业园内。公司上海本部实验室配备十余套微反应器，并与梅特勒托利多共建化学过程联合实验室、与沈阳化工研究院和上海化工研究院共建过程安全联合体、与南大淮安高新技术研究院共建特殊反应实验室等。公司主要服务于国内外精细化工企业，帮助客户进行微反应器连续流工艺咨询与评估、工艺开发、工业化项目投资和管理等。公司立足于客户具体项目，以“以终为始”的项目开发思路为指导，着眼于“双赢”和共同发展。目前，公司已经完成

了多个项目的工业化，有丰富的工程化经验。完善的设施，丰富的经验覆盖工艺开发到工业化的各个阶段。惠和化德是您理想的合作伙伴！