流动化学 Flow Chemistry

连续反应器中进行特殊工艺的基础设施。在某些情况下,当发生独特的反应时-极高的热量释放或高选择性批次,操作会受到极端条件的影响。在这种情况下,分批操作需要非常低的温度,较长的操作时间,并且最终收率低。对于这种反应,我们有特殊的设备。

流动反应器(或微型反应器):微型反应器通过使用典型横向尺寸小于1 mm的微型制造模块(混合器,热交换器等)实现连续的流动反应。它用于混合,反应和萃取等过程。表面加热/冷却面积与反应器的体积比很高,接近2000-2500。该属性允许维持高度放热反应所必需的等温条件。

通过在诸如金属,玻璃或其他类型的陶瓷的基板上蚀刻通道来制造微反应器。这些通道是使用光刻(光刻),放电机械或激光微加工等技术构建的。流体模块由薄玻璃或陶瓷板的夹层结构制成,玻璃或陶瓷板具有刻蚀到两侧的微通道或流体通道。每个板都有两个外层,用于热交换流体再循环。这项技术可以使反应器在最高18 bar的压力和-60ºC至300°C的温度范围内运行。通过出色的混合(相对于流速),微反应器中的性能可在较短的停留时间内实现化学混合物试剂之间的高质量转移。

绿色化学新兴领域的目标是节约能源,并尽可能减少有害化学物质的使用。

模块化综合装置/分散生产概念:国际竞争,动荡的市场和更快的产品周期是生产化学工业的挑战,特别是在精细化学和特种化学领域。例如,基于小型移动工厂和模块化工厂概念(用于生产反应性中间体的模块化合成装置)更灵活的生产概念就是对这些挑战的回应。

与模块化小型工厂的其他可能应用:

生产格氏化合物

生产锂有机化合物。


连续合成/Continuous Synthesis

药剂基于具有最大纯度的精细化学品。在大多数情况下,合成是在常规容器中使用均相催化剂进行的,均相催化剂基于具有特殊适应性配体的贵金属配合物。因此,这些催化剂发挥其特定的作用方式和选择性,例如在试剂中或使用可见光作为能源的光催化剂中形成手性中心。

利用微反应技术,我们能够开发出具有固定化催化剂的专用反应器概念,除了可以进行连续合成之外,还可以改善工艺控制和可靠性。使用固定化催化剂具有获得高产品纯度的巨大优势,而无需在合成后进行复杂的催化剂分离

催化剂应用的烧结工艺仅在高温下才可将贵金属催化剂固定在耐热表面上。在此过程中,任何碳基材料或配体都会燃烧。因此,将完全排除从均相对映选择性合成中使用的复杂手性催化剂已知的化学选择性。在低温下通过等离子体聚合用有机聚合物薄膜涂覆微结构化反应器组件,以用作催化剂的载体材料。聚合物薄膜的官能团又可以用于将各种催化剂牢固地锚定在表面上。为了进行广泛的反应,可以部署催化剂如:a)贵金属纳米粒子,b)手性有机催化剂等。(等离子聚合的聚合物薄膜作为纳米催化剂的载体结构)

具有合成价值的反应类别:

-碳偶联反应,

(对映选择性)氢化,

光驱动的反应。

 

纳米粒子的合成与表征

连续合成过程可再现质量

由无机和有机/聚合物材料制成的纳米颗粒具有独特的特性,这些特性已在材料科学和生命科学的各种应用中得到证明。这包括涂料,粘合剂,聚合物,催化,纸张,组装和包装技术,纺织品,食品,化妆品和药品。当合成纳米颗粒时,主要目标之一是高再现性。材料性能以及产品质量通常直接取决于粒度和粒度分布。尽管可重现性是常规批量合成中最大的挑战之一,但连续合成可以利用一系列固有优势来消除此问题。这允许获得高质量的均匀颗粒。我们正在开发用于不同纳米粒子系统的模块化反应器,以用于连续合成路线,例如快速混合的液相反应,以及在需要时达到例如400°C的高温。设置的核心部分是我们的微流体混合器以及温度控制的反应区。集成的在线过程分析可提供有关关键产品参数的宝贵信息,因此可以进行实时质量控制。我们根据客户的要求优化并建立纳米颗粒的连续合成工艺。设置的核心部分是我们的微流体混合器以及温度控制的反应区。集成的在线过程分析可提供有关关键产品参数的宝贵信息,因此可以进行实时质量控制。我们根据客户的要求优化并建立纳米颗粒的连续合成工艺。设置的核心部分是我们的微流体混合器以及温度控制的反应区。集成的在线过程分析可提供有关关键产品参数的宝贵信息,因此可以进行实时质量控制。我们根据客户的要求优化并建立纳米颗粒的连续合成工艺。

 

您的优势

 

通过内部放大,并行化和外部编号展示了可扩展性,

精确控制过程参数,例如流速和温度,

根据材料的粒径,范围从几纳米到几毫米,

纳米材料的批量和在线分析专业化。

我们的成功因素

 

在化学微过程工程领域以及流化学中连续化学过程的设计和实施方面具有长期经验,

通过亲水和疏水表面功能化扩展我们材料的范围,

纳米粒子表征中方法的多样性,例如电子显微镜,动态光散射,静态光散射,分析离心,光谱学(透射,吸收,荧光,热FTIR),流动电势和Zeta电势。

我们为您的颗粒提供所需的特性,分别是荧光,磁性,催化活性,结垢抑制,耐久性(例如针对温度,湿度,热,光),抗菌表面,蛋白质排斥性,生物相容性或离子和气体选择性。我们正在研究的特定粒子系统例如是荧光量子点,单核氧化铁纳米粒子以及聚合物粒子和由聚丙烯酸酯,聚氨酯和交联多糖制成的胶囊。

 

典型问题

 

客户特定的合成和无机和聚合物基纳米颗粒制造工艺的验证,

封装活性成分以进行原位释放,

粒子的功能化,以提高目标部位释放活性物质的特异性和有效性,

将批处理过程转换为连续的合成过程,包括放大,

开发用于材料表征,进一步处理和处理的协议,

液体和固体介质中纳米颗粒的表征。

催化剂开发

高效稳定的化学过程助手

 

在化学工业中使用催化剂已有一百多年的历史。根据威廉·奥斯特瓦尔德(Wilhelm Ostwald)的说法,它们提高了化学反应的速度,而不会被自己消耗,也不会改变各个反应的最终热力学平衡。仅考虑汽车中的催化转化器,显然催化剂是我们日常生活中不可或缺的一部分。尽管催化剂通常在大规模工艺中用作挤出物,但它们在汽车中用作墙面涂料。我们还在微结构化反应器中采用了这类壁涂层。它们的特征性外部特征是大量的通道或腔,其至少一个维度在微米或更低的毫米范围内。

 

我们可以为您开发理想的催化剂和催化剂涂层,最适合用于微结构,最适合您的反应器类型和工艺规模。催化剂可以例如在固定床反应器中作为粉末或作为整体或微结构化基材上的一层进行测试。出于实验室目的和原型制造,施加层的过程通常是手动过程。

 

您的优势

 

微型结构化反应器中的通道尺寸小,可实现更快的传热和传质,

与常规反应器相比,相对于内部容积而言,内部表面积要大得多,

在选择性和活性方面优化现有催化剂配方,

催化剂稳定,可在实际和苛刻的工艺环境中稳健使用,

可用于各种非均相催化气相反应的大量长期稳定的催化剂配方。

我们的成功因素

 

从中试阶段和初始批生产开始,使用自行开发的丝网印刷工艺,以实现更大数量,微米级的将催化剂精确地掺入微通道中,

通过先进的在线测量技术(GC,µ-GC,MS,GC-MS,FTIR)确定我们的催化剂性能和稳定性的9个试验台,

提供用于测试目的的各种实验室反应器。

万一我们手边的设备无法满足您的要求,我们可以根据您的特定需求开发合适的反应器进行催化剂筛选。此外,我们通过BET,SEM,TEM和TGA对催化剂进行了基本的理化表征。对于其他研究,我们依靠强大的外部合作伙伴网络。

 

典型问题

 

通过碳氢化合物(甲烷,沼气,丙烷,丁烷,柴油)和醇(甲醇,乙醇,多元醇)的重整反应制氢,

通过丙烷和沼气的部分氧化产生氢气,

氢纯化,即通过水煤气变换反应除去一氧化碳并选择性氧化一氧化碳,

VOC的废气的催化燃烧和含一氧化碳或氢的废气的净化,

板式换热器内部加热的催化燃烧,

一氧化碳转化为甲烷(电力转化为天然气)。