“微反應(yīng)器(microreactor)”最初是指一種用于催化劑評(píng)價(jià)和動(dòng)力學(xué)研究的小型管式反應(yīng)器，其尺寸約為10 mm。隨著本來(lái)發(fā)展用于電路集成的微制造技術(shù)逐漸推廣應(yīng)用于各種化學(xué)領(lǐng)域，前綴“micro”含義發(fā)生變化, 專門修飾用微加工技術(shù)制造的化學(xué)系統(tǒng)。此時(shí)的“微反應(yīng)器”是指用微加工技術(shù)制造的一種新型的微型化的化學(xué)反應(yīng)器，但由小型化到微型化并不僅僅是尺寸上的變化，更重要的是它具有一系列新特性，隨著微加工技術(shù)在化學(xué)領(lǐng)域的推廣應(yīng)用而發(fā)展并為人所重視。

微加工技術(shù)起源于航天技術(shù)的發(fā)展，曾推動(dòng)了微電子技術(shù)和數(shù)字技術(shù)的迅速發(fā)展。這給科學(xué)技術(shù)各個(gè)分支的研究帶來(lái)新的視點(diǎn)，尤其是在化學(xué)、分子生物學(xué)和分子醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。較早引入微加工技術(shù)的是生物和化學(xué)分析領(lǐng)域。自從1993 年Richar Mathies 首先在微加工技術(shù)制造的生物芯片上分離測(cè)定了DNA 片段[8]后，生物芯片技術(shù)與計(jì)算機(jī)的結(jié)合，促成了基因排序這一偉大的科學(xué)成就；而化學(xué)分析方面，差不多同時(shí)發(fā)展了在組合化學(xué)、催化劑篩選和手提分析設(shè)備等方面有著誘人應(yīng)用前景的微全分析系統(tǒng)(μTAS) [9]。而把微加工技術(shù)應(yīng)用于化學(xué)反應(yīng)的研究始于1996年前后, Lerous[10]和Ehrfeld 等[11]各自撰文系統(tǒng)闡述了微反應(yīng)器在化學(xué)工程領(lǐng)域的應(yīng)用原理及其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)?，F(xiàn)在微反應(yīng)技術(shù)吸引了眾多學(xué)者在各個(gè)領(lǐng)域展開深入的研究，形式多樣的新型微反應(yīng)器層出不窮，成為化學(xué)工程學(xué)科發(fā)展的一個(gè)新突破點(diǎn)。盡管如此，國(guó)外對(duì)微反應(yīng)器的研究尚不成熟，對(duì)微反應(yīng)器的原理及應(yīng)用前景的看法也不盡一致，而國(guó)內(nèi)對(duì)微反應(yīng)器的研究還剛剛開始。

國(guó)外研究現(xiàn)狀

       據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前，世界上已有幾十家微反應(yīng)器技術(shù)與設(shè)備供應(yīng)商，其中歐洲公司占了約60%。歐洲幾家有代表性的微反應(yīng)器技術(shù)供應(yīng)商和他們所提供的微反應(yīng)器系統(tǒng)，代表了當(dāng)前微反應(yīng)器設(shè)計(jì)與制造的先進(jìn)水平和發(fā)展方向。

       Ehrfeld公司提供的微反應(yīng)器模塊都可以很方便地拆裝和清洗。2006年法國(guó)康寧公司向市場(chǎng)推出了他們的微反應(yīng)器Mini-lab系統(tǒng)，這是一個(gè)高度集成的模塊化裝置，它包括混合、反應(yīng)、換熱、等功能模塊，所有模塊均由玻璃制造。西門子也推出了他們的微反應(yīng)器系統(tǒng)——Siprocess。這也是一個(gè)集成的模塊化系統(tǒng)，其特點(diǎn)是每個(gè)模塊都安裝了用于測(cè)量和控制的電子系統(tǒng)，使得人們對(duì)反應(yīng)過(guò)程的控制更加容易、更加精確。德國(guó)美因茲學(xué)院率先研制了一種用于從對(duì)甲氧基苯甲烷合成甲氧基苯甲醛的電化學(xué)微反應(yīng)器。美國(guó)麻省理工學(xué)院發(fā)展了一種用于氣液固三相催化反應(yīng)的微填充反應(yīng)器。英國(guó)Hull大學(xué)則設(shè)計(jì)了一種T形液液相微反應(yīng)器，該反應(yīng)器最大的特點(diǎn)是用電滲所法輸送流體。麻省理工學(xué)院設(shè)計(jì)制作的T形薄壁微反應(yīng)器是具有代表性的氣相微反應(yīng)器。

國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

       華東理工大學(xué)化工機(jī)械研究所制作的一臺(tái)用于甲醇蒸汽重整制氫微反應(yīng)器的板片。中國(guó)科技大學(xué)利用燒結(jié)方法研制出了陶瓷微反應(yīng)器并進(jìn)行了乙醇水氣重整微反應(yīng)器并進(jìn)行了乙醇水氣重整微反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，取得了欣喜效果。陜西師范大學(xué)提出根據(jù)兩相催化H₂O₂氧化深度脫硫的基本原理，通過(guò)將具有催化活性的雙核過(guò)氧鎢酸鉀與負(fù)載于高分子水凝膠微球表面的季銨鹽發(fā)生離子交換作用，構(gòu)筑具有核/殼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的兩相催化微反應(yīng)器，有效提高H₂O₂氧化效率的同時(shí)，解決產(chǎn)品難于純化、催化劑難于回收和再利用問題。北京化工大學(xué)針對(duì)目前宏觀反應(yīng)體系還不能對(duì)超低濃度污染物進(jìn)行有效的處理。研究了并制備了軟殼微反應(yīng)器，同時(shí)與高級(jí)氧化技術(shù)-Fenton反應(yīng)相結(jié)合的一種有效處理低濃度染料水的新方法。大連理工大學(xué)把沸石和沸石膜引入微反應(yīng)器中，可實(shí)現(xiàn)沸石催化、膜催化和微反應(yīng)技術(shù)的多重優(yōu)勢(shì)結(jié)合。

       近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外雖然對(duì)微反應(yīng)器進(jìn)行了系統(tǒng)研究，已在微反應(yīng)器的設(shè)計(jì)、制造、集成和放大等關(guān)鍵技術(shù)上取得了突破性進(jìn)展。尤其在微反應(yīng)器的設(shè)計(jì)和制造方面，已經(jīng)開發(fā)出微泵、微混合器、微反應(yīng)器、微換熱器、微分離器和具有控制單元的完全耦合型芯片反應(yīng)系統(tǒng)等。但是，微反應(yīng)器要真正取代傳統(tǒng)反應(yīng)器應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)，還需要解決一些列難題。其中，微反應(yīng)器的集成放大雖然看似簡(jiǎn)單，要實(shí)現(xiàn)卻是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。