本發(fā)明涉及化工設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種光化學(xué)微通道設(shè)備的制備方法和光化學(xué)微通道設(shè)備及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、微化工技術(shù)是近二十年來發(fā)展起來備受研究者和產(chǎn)業(yè)界關(guān)注的新技術(shù)，微通道技術(shù)在精細(xì)化工等領(lǐng)域具有明顯優(yōu)勢。在光化學(xué)和光催化的連續(xù)流反應(yīng)中，微通道技術(shù)也表現(xiàn)出明顯高于傳統(tǒng)攪拌釜工藝更高光化學(xué)效率的優(yōu)勢。光化學(xué)和光催化的微通道又分為在平板上的微通道和盤管/螺旋管式微通道兩大類型。平板式光反應(yīng)器制造難度較低，通過刻蝕不同透明材質(zhì)(玻璃、pmma、pc)再用平板平壓的密封，或者是刻蝕不透明材質(zhì)(如不銹鋼、各種塑料、碳化硅等)并用透明材料平壓密封。盤管式微通道光反應(yīng)器在實(shí)驗(yàn)室和小試研究中應(yīng)用更廣

2、3d的螺旋管通道一直是未能解決的技術(shù)難題，主要在于3d通道界面的密封技術(shù)較平板解決難度大。現(xiàn)有技術(shù)主要是采用現(xiàn)成高分子或玻璃管子纏繞的方式來實(shí)現(xiàn)。但其由于管壁厚度限制，實(shí)際物料占設(shè)備體積比較低；而且不同波段的透光率受很大影響，且加工成本貴。如何低成本的制造高有效容積、高光效率的光化學(xué)微通道設(shè)備一直是急待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、(一)發(fā)明目的

2、本發(fā)明的目的是提供一種制造成本較低、有效容積較高且光效率較高的光化學(xué)微通道設(shè)備的制備方法和光化學(xué)微通道設(shè)備及應(yīng)用。

3、(二)技術(shù)方案

4、為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種光化學(xué)微通道設(shè)備的制備方法，包括：

5、選取基體材料，所述基體材料為圓筒形；

6、在所述基體材料外周壁刻蝕螺旋微通道；

7、選取密封材料，所述密封材料具有受誘導(dǎo)變形性能；

8、利用所述密封材料具有受誘導(dǎo)變形性能將所述基體材料外周壁進(jìn)行貼合密封，獲得光化學(xué)微通道設(shè)備。

9、本發(fā)明的另一方面，優(yōu)選地，

10、所述受誘導(dǎo)變形性能包括受熱收縮性能；

11、對(duì)所述密封材料加熱，使所述密封材料受熱收縮，與所述基體材料貼合。

12、本發(fā)明的另一方面，優(yōu)選地，還包括：

13、在所述基體材料的兩端設(shè)置第一通孔和第二通孔；

14、所述螺旋微通道的兩端分別與第一通孔和第二通孔連通。

15、本發(fā)明的另一方面，優(yōu)選地，還包括：

16、所述螺旋微通道的兩端與所述基體材料外周壁的兩端之間分別留有預(yù)定區(qū)域；

17、在所述預(yù)定區(qū)域的外周壁周向分別刻蝕一周，為第一圈和第二圈；

18、所述密封材料沿所述基體材料軸向延伸于第一圈和第二圈之間；

19、利用所述密封材料具有受誘導(dǎo)變形性能將所述基體材料外周壁進(jìn)行密封過程中，在第一圈和第二圈位置形成小于所述基體材料外徑的縮口；

20、所述第一通孔和第二通孔與所述第一圈和第二圈不連通，所述螺旋微通道與所述第一圈和第二圈不連通。

21、本發(fā)明的另一方面，優(yōu)選地，還包括：

22、根據(jù)預(yù)設(shè)的功能，對(duì)所述基體材料和/或密封材料進(jìn)行改性；

23、所述預(yù)設(shè)的功能包括：防腐蝕改性、親疏水型改性、增透膜改性和負(fù)載光化學(xué)催化劑的改性中的至少一種；

24、還包括：

25、將所述基體材料外周壁進(jìn)行密封前，在有螺旋微通道的基體材料外周壁涂抹第一透明粘連劑；和/或

26、將所述基體材料外周壁進(jìn)行密封后，在光化學(xué)微通道設(shè)備外周壁涂抹第二透明粘連劑進(jìn)行固化。

27、本發(fā)明的另一方面，優(yōu)選地，

28、所述的螺旋微通道的截面包括u型、矩形、圓形或橢圓形；

29、所述螺旋微通道間的間隙為0.1-10mm；

30、所述螺旋微通道為單螺旋微通道、雙螺旋微通道或多螺旋微通道。

31、本發(fā)明的另一方面，優(yōu)選地，所述基體材料包括光學(xué)透明材料或光學(xué)非透明材料；

32、所述光學(xué)透明材料包括：玻璃材料或透明高分子材料；

33、所述玻璃材料包括：高硼硅玻璃或石英玻璃；

34、所述透明高分子材料包括：pmma、pc、pvc、pfa或efp；

35、所述光學(xué)非透明材料包括金屬材料、工程塑料或陶瓷材料；

36、所述金屬材料包括不銹鋼、銅或鋁；

37、所述陶瓷材料包括碳化硅。

38、本發(fā)明的另一方面，優(yōu)選地，

39、所述密封材料為高分子材料；

40、所述高分子材料包括彈性高分子材料或受誘導(dǎo)收縮的高分子材料；

41、所述的彈性高分子材料包括透明彈性高分子材料；

42、所述透明彈性高分子材料包括硅膠或硅橡膠；

43、所述受誘導(dǎo)收縮的高分子材料包括熱縮材料；

44、所述熱縮材料包含pfa、eva、fep或pvc。

45、本發(fā)明的另一方面，優(yōu)選地，一種光化學(xué)微通道設(shè)備，利用如上所述制備方法制備獲得。

46、本發(fā)明的另一方面，優(yōu)選地，如上所述制備方法制備獲得的光化學(xué)微通道設(shè)備在光化學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。

47、(三)有益效果

48、本發(fā)明的上述技術(shù)方案具有如下有益的技術(shù)效果：

49、本發(fā)明在圓筒形基體材料外周壁刻蝕螺旋微通道，利用密封材料具有受誘導(dǎo)變形性能將基體材料外周壁進(jìn)行密封，確保了微通道設(shè)備的穩(wěn)定性和密封性，防止了反應(yīng)物的泄漏和外界污染物的進(jìn)入；簡化了螺旋微通道的制備過程，并且制造成本較低；相較于傳統(tǒng)用pfa等材料微管纏繞的方式，大幅提高螺旋微通道在光照面上的有效面積，減少光在微管-空氣界面上的由于弧形界面而導(dǎo)致的反射，從而大幅提高螺旋微通道內(nèi)物料的光照總強(qiáng)度；本發(fā)明為大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用螺旋微通道光化學(xué)連續(xù)流工藝提供了可能。

技術(shù)特征：

1.一種光化學(xué)微通道設(shè)備的制備方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，還包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，還包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，還包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，

9.一種光化學(xué)微通道設(shè)備，其特征在于，利用如權(quán)利要求1-8任意一項(xiàng)所述制備方法制備獲得。

10.如權(quán)利要求1-8任意一項(xiàng)所述制備方法制備獲得的光化學(xué)微通道設(shè)備在光化學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及化工設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種光化學(xué)微通道設(shè)備的制備方法和光化學(xué)微通道設(shè)備及應(yīng)用，包括：選取基體材料，基體材料為圓筒形；在基體材料外周壁刻蝕螺旋微通道；選取密封材料，密封材料具有受誘導(dǎo)變形性能；利用密封材料具有受誘導(dǎo)變形性能將基體材料外周壁進(jìn)行貼合密封，獲得光化學(xué)微通道設(shè)備。本發(fā)明確保了微通道設(shè)備的穩(wěn)定性和密封性，防止了反應(yīng)物的泄漏和外界污染物的進(jìn)入；制造成本較低；相較于傳統(tǒng)用PFA等材料微管纏繞的方式，大幅提高螺旋微通道在光照面上的有效面積，減少光在微管?空氣界面上的由于弧形界面而導(dǎo)致的反射，從而大幅提高光照總強(qiáng)度；為大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用螺旋微通道光化學(xué)連續(xù)流工藝提供了可能。

技術(shù)研發(fā)人員：陳桂光
受保護(hù)的技術(shù)使用者：陳桂光
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10