微反应器的材质及其用途

微流控芯片

微反应器的材质选择对其性能和适用性有着重要影响。以下是几种常见的微反应器材质及其用途：

1. 硅材料

硅材料最初主要应用于微电子芯片中，近年来开始应用于微反应器的制造过程中。硅价格相对低廉，化学惰性好，传热能力强，是制造微反应器常用的一种材料。工业中许多重要的气/液相反应都采用硅基微反应器，但其加工工艺复杂，附加成本偏高。

2. 聚合物基材料

聚合物基微反应器具有性能可调、成本低、易于制造等优点。常用于微反应器制造的聚合物大致分为两类：聚二甲基硅氧烷（PDMS）及其改性形式的热塑性聚合物，如聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、聚碳酸酯（PC）等。尽管这些材料成本低且易于制造，但它们的导热性和热稳定性较差，通常只适用于常温常压的反应类型。

3. 玻璃材料

玻璃的化学性质和结构功能稳定，便于观察反应器内部的真实情况。在玻璃基微反应器中，可使多种极性溶剂产生电渗流过程（EOF），从而促进有机合成反应，同时其在光催化反应方面也具有独特的优势。然而，玻璃容易发生应力及张力断裂，且不耐高温，不适合采用原有的制造工艺。

4. 陶瓷材料

陶瓷材料具有较好的化学稳定性和热稳定性，在一些苛刻环境下仍能保持较好的性能。因此，陶瓷基微反应器除了适合于微化工反应，还可以实现催化剂负载的三相反应。

5. 金属材料

金属基微反应器主要采用机械加工的方式进行制备，能满足中试和企业的需求，但其耐酸碱和耐高温性能仍有待提高。金属材料的微反应器在一些特定的应用场景下表现出色，但其制造成本和技术要求相对较高。

不同材质的微反应器各有优缺点，适用于不同的反应条件和应用场景。选择合适的材质对于提高微反应器的性能和延长其使用寿命至关重要。在实际应用中，通常会根据具体的反应需求和工艺条件来选择最适合的微反应器材质。

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