本發(fā)明涉及化工設備領域，具體涉及一種光化學微通道設備的制備方法和光化學微通道設備及應用。

背景技術：

1、微化工技術是近二十年來發(fā)展起來備受研究者和產(chǎn)業(yè)界關注的新技術，微通道技術在精細化工等領域具有明顯優(yōu)勢。在光化學和光催化的連續(xù)流反應中，微通道技術也表現(xiàn)出明顯高于傳統(tǒng)攪拌釜工藝更高光化學效率的優(yōu)勢。光化學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。平板式光反應器制造難度較低，通過刻蝕不同透明材質(玻璃、pmma、pc)再用平板平壓的密封，或者是刻蝕不透明材質(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器在實驗室和小試研究中應用更廣

2、3d的螺旋管通道一直是未能解決的技術難題，主要在于3d通道界面的密封技術較平板解決難度大?，F(xiàn)有技術主要是采用現(xiàn)成高分子或玻璃管子纏繞的方式來實現(xiàn)。但其由于管壁厚度限制，實際物料占設備體積比較低；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、高光效率的光化學微通道設備一直是急待解決的問題。

技術實現(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微通道設備的制備方法和光化學微通道設備及應用。

3、(二)技術方案

4、為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種光化學微通道設備的制備方法，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變形性能；

8、利用所述密封材料具有受誘導變形性能將所述基體材料外周壁進行貼合密封，獲得光化學微通道設備。

9、本發(fā)明的另一方面，優(yōu)選地，

10、所述受誘導變形性能包括受熱收縮性能；

11、對所述密封材料加熱，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定區(qū)域；

17、在所述預定區(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變形性能將所述基體材料外周壁進行密封過程中，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)預設的功能，對所述基體材料和/或密封材料進行改性；

23、所述預設的功能包括：防腐蝕改性、親疏水型改性、增透膜改性和負載光化學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行密封后，在光化學微通道設備外周壁涂抹第二透明粘連劑進行固化。

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透明材料或光學非透明材料；

32、所述光學透明材料包括：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，一種光化學微通道設備，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微通道設備在光化學領域的應用。

47、(三)有益效果

48、本發(fā)明的上述技術方案具有如下有益的技術效果：

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變形性能將基體材料外周壁進行密封，確保了微通道設備的穩(wěn)定性和密封性，防止了反應物的泄漏和外界污染物的進入；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致的反射，從而大幅提高螺旋微通道內物料的光照總強度；本發(fā)明為大規(guī)模商業(yè)化應用螺旋微通道光化學連續(xù)流工藝提供了可能。

技術特征：

1.一種光化學微通道設備的制備方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，

3.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，還包括：

4.根據(jù)權利要求3所述的制備方法，其特征在于，還包括：

5.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，還包括：

6.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，

7.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，

8.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，

9.一種光化學微通道設備，其特征在于，利用如權利要求1-8任意一項所述制備方法制備獲得。

10.如權利要求1-8任意一項所述制備方法制備獲得的光化學微通道設備在光化學領域的應用。

技術總結
本發(fā)明涉及化工設備領域，具體涉及一種光化學微通道設備的制備方法和光化學微通道設備及應用，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變形性能；利用密封材料具有受誘導變形性能將基體材料外周壁進行貼合密封，獲得光化學微通道設備。本發(fā)明確保了微通道設備的穩(wěn)定性和密封性，防止了反應物的泄漏和外界污染物的進入；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致的反射，從而大幅提高光照總強度；為大規(guī)模商業(yè)化應用螺旋微通道光化學連續(xù)流工藝提供了可能。

技術研發(fā)人員：陳桂光
受保護的技術使用者：陳桂光
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/10/10