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3D印打印不锈钢微反应器

3D印打印不锈钢微反应器
国际研究人员正在探索在“ 简单3D打印不锈钢微反应器中进行在线质谱分析 ”中创建微反应器。在这项研究中,他们分析了不锈钢微反应器的功能,使用逆电子需求Diels-Alder和随后的逆Diels-Alder反应进行测试。
由于仅需要稀有试剂来分析微流体装置的化学反应,所以材料非常珍贵,特别是当实验室可能没有大量资金时,或者这些试剂不能商业化时。微反应器通常与质谱、NMR光谱、液相色谱和UV-Vis光谱相关联。

W2.png“流动化学允许使用与质谱联用的非破坏性检测方法,”研究人员表示。“用于微反应器的最常见的质谱方法是电喷雾电离,质谱(ESI-MS),这可以通过将微反应器连接到商业ESI离子源或通过将ESI尖端与反应器结合来完成。”

带有ESI尖端的不锈钢微反应器。(a)微反应器和X射线图像的3D模型,(b)用于尺寸比较的1欧元硬币的微反应器的照片,和(c)具有类似通道设计的反应器的通道横截面的光学显微照片。图2a-b中的微反应器。
微型反应器和微流体是通过微技术创建的,需要光刻和粘合两个步骤。可能只有一组芯片可用,从硅到玻璃到另一种类型的聚合物。当然,3D打印也是微流体技术的新兴技术; 然而,很少有金属制成。
为了在研究中进行测试,该团队使用了EOS仪器。通道采用等边三角形轮廓,侧面为1.2毫米,体积由重量、水等决定。
“在尝试将微型反应器与质谱仪结合使用之前,我们确定了可以获得电喷雾的流速。将80:20的乙腈:水与0.1vol%的甲酸的混合物泵入微反应器中,该微反应器连接到高压电源上。
在其他人可以使用微反应器之前注意到流速,研究人员注意到ESI的许多限制,甚至声称它通常不能很好地与含盐量高的溶剂一起使用。
 “制造设备不需要洁净室工作,这是一个额外的好处。另一个好处是,通过快速原型制作过程,可以轻松定制设备以满足特定需求。”
以下是一些重要的优点:
改善温度控制
混合时间更短
反应器中的温度控制良好
反应物体积小
分析检测技术可与在线检测相结合
“尽管存在上述问题,但简单的不锈钢微反应器现在已经可以用作某些应用中的一次性装置。由于通道中粗糙表面引起的记忆效应,它们不能完全适用于研究反应动力学和机理,但可以重复或连续地执行相同的反应,特别是对于ESI,反应通道更长,定义更好的尖端结构”研究人员总结道。
“制造设备不需要洁净室工作,这是一个额外的好处。另一个好处是,通过快速原型制作过程,可以轻松定制设备以满足特定需求。一些研究人员也可能发现非常有利的事实是这些装置由机械坚固的材料制成,可以很容易地加热到几百摄氏度,以提高反应速度。基于这些原因,我们预计将进一步研究改进这些不锈钢微反应器。”

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