[发明专利]一种光反应微反应器及方法

说明书

本发明公开了一种光反应微反应器及方法，它解决了现有技术中光化学微反应器存在光源浪费且采用玻璃材质导致反应范围大大受限的问题，具有满足多种光化学反应要求，传热效率高的有益效果，其方案如下：一种光反应微反应器，包括光源发生单元，发射光源能量；微反应单元，包括设有反应通道的反应片，反应片非透光设置，反应片的一侧设置透光件，光源发生单元发射的光传送至透光件处从而向反应通道提供光源以实现光化学反应。

技术领域

本发明涉及微反应装置，特别是涉及一种光反应微反应器及方法。

背景技术

光化学反应是指由一个原子、分子、自由基或离子吸收一个光子所引发的化学反应。光化学反应又称光化作用，是指物质由于光的作用而引起的化学反应。例如碳水化合物的合成，染料在空气中的褪色，胶片的感光作用等。范围很广，可能是化合、分解、氧化、还原等化学反应。

目前微反应器主要分为两种，一种是玻璃材质的；另一种是金属材质的；对于玻璃材质的微反应器来说，可以进行光化学反应，但是由于玻璃热导率低，导致总的传热效率低，不适合放热剧烈的反应。对于金属材质的微反应器来说，虽然换热效率高，但是不透光，不适用于光化学反应。

现有技术中为了实现光化学反应，为了提高微反应器的工作效率，所有反应片均采用玻璃材质，并设置多个照明模块(如模块化光化学流动反应器系统CN106457197A)，这类微反应器存在如下的问题：

1)因玻璃材质本身承压力不足，只能适用于部分光化学反应，反应范围大大受限，一但反应过程中产生的压力和温度过高，整套微反应器就容易损坏，导致生产成本提高。

2)设置多组照明模块导致整体反应器不仅占用空间大，同时光源发光过程中会产生大量的热能，对光反应过程温度造成影响，从而影响到反应结果。

3)因为整体反应器采用玻璃材质，玻璃传热效率低，不适合放热剧烈的反应。

4)设置多组玻璃和多组照明模块，光束并不集中传导，导致光源利用效率低，只有少数光源被用于反应，相应需要更多的光源能量。

因此，需要对一种光反应微反应器进行新的研究设计。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种光反应微反应器，能实现反应器内光化学反应，结构紧凑，节省生产用地，充分利用光源能量。

一种光反应微反应器的具体方案如下：

一种光反应微反应器，包括：

光源发生单元，发射光源光子；

微反应单元，包括设有反应通道的反应片，反应片非透光设置，反应片具有反应通道的一侧设置透光件，光源发生单元发射的光传送至透光件处从而向反应通道提供光源光子以实现光化学反应。

上述的微反应单元，通过透光件将光束发送至反应通道处，提供光源光子，并非直接将光源设于反应片的一侧直接照射，光源利用效率高，整体结构紧凑，设置合理。

作为优选方案，所述反应片的材质为金属材料，金属材料传热效率高，有利于剧烈的光化学反应。

在本发明一种方案中，所述透光件设于密封板，密封板在透光件的一侧和/或周侧设置反射层以将光源反射至反应片的方位。

或者，在本发明另一种方案中，所述光源发生单元设于密封板内所述透光件相对于所述反应片的另一侧，反应片为金属材料，透光件设于光源发生单元与反应片之间，光束直接通过透光件为反应通道提供光源。

进一步地，所述密封板设置凹槽，所述透光件设于凹槽内，这样反应片与透光件无直接连接点，不会破坏透光件的应力点，可相应延长透光件的使用寿命。