CN112871103A - 一种内涂覆水滑石膜毛细管式微通道反应器的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种内涂覆水滑石膜毛细管式微通道反应器的制备方法：将镁盐和铝盐溶于去离子水中，然后加入碱性物质，形成的均相溶液作为MgAl水滑石涂覆液；将所得MgAl水滑石涂覆液注满经过预处理的石英毛细管，封闭毛细管两端，经水热反应即可在石英毛细管内壁上原位生长一层MgAl水滑石膜，之后通入氮气吹扫清空石英毛细管，烘干后放入马弗炉于400℃煅烧6h，即得内涂覆水滑石膜毛细管式微通道反应器；本发明采用原位晶体生长的方法制备水滑石涂层，只需水热反应一定时间，即可得到相对廉价并具有催化效果的水滑石膜毛细管微通道反应器，该方法具有操作简单、原料廉价易得且无需复杂昂贵仪器装置等优点。
Description
技术领域
本发明涉及微通道反应器的制备方法，尤其涉及一种内涂覆水滑石膜毛细管式微通道反应器的制备方法。
背景技术
近年来，安全与绿色发展已经成为化工行业的大势所趋，在此背景下，微通道反应技术依靠其特有的传质传热优势成为化工反应器设计方向的研究热点。传统釜式反应器的面积体积比(S/V)约在1000m2/m3，而微通道反应器则能达到10000-50000m2/m3，在实现高通量的同时仍能实现良好的传质与传热性能。典型微通道反应器结构一般是具有较大的长径比的几十到几百微米的通道，通道内流型通常为层流，可以视为平推流反应器，具有比表面积大，传质和传热效率高等优点。因此，同时具有微量和连续流动优点的微通道反应技术不仅将产能和设备体积脱钩，而且将产能与生产效率有效结合，为精细化工本质安全水平及其经济性的提高开辟了新道路。
水滑石作为一种阴离子粘土近年来受到广泛关注，具有低成本、高比表面积、特殊的阴离子型层柱状结构及带负电荷的层间可交换阴离子，具有孔径可调变的择形吸附的催化性能，在吸附、催化、医药、功能高分子材料、添加剂及造纸等方面已得到广泛的应用。典型的水滑石类化合物是镁铝水滑石，如果在层板中引入了各种各样的金属，水滑石层板，可合成三元、四元或多元LDH。如果能够将具有催化效果的水滑石作为催化涂层涂敷于微通道反应器内表面，则可以得到一种内涂覆水滑石膜毛细管式微通道反应器，在工业催化、药物合成和污染检测行业具有广泛的应用前景。
目前，微通道反应器内催化层的制备方法较多，如磁力固定磁性复合材料催化层(Zhang T,Zhang X,et al.Synthesis of Fe3O4@ZIF-8magnetic core–shellmicrospheres and their potential application in a capillary microreactor[J].Chem.Eng.J.2013,228:398-404.)，溶胶凝胶热沉积法固载催化层(Cherkasova N.,Ibhadona A.O.,et al.Solvent-free semihydrogenation of acetylene alcohols in acapillaryreactor coated with a Pd-Bi/TiO2 catalyst[J].Applied Catalysis A:General 2016,515:108-115.)，小分子或聚合物分子刷等辅助制备催化层(Zhang L,LiuZ,et al.Facile immobilization of Ag nanoparticles on microchannel walls inmicroreactors for catalytic applications[J].Chem.Eng.J.2017,309:691-699.)，原位溶剂热合成生长法(Zhang G-C,Zhang X-F,et al.Zeolite capillary microreactorby flow synthesis method[J].Catal.Today 2012,193:221-225.)，上述所制备的催化层均具有较好的稳定性，但是过程都比较复杂，相关合成材料成本较高，不适合工业级放大。
发明内容
针对现有微通道反应器内催化层制备存在的不足，本发明提供了一种内涂覆水滑石膜毛细管式微通道反应器的制备方法，该法具有操作简单、原料廉价易得且无需复杂昂贵仪器装置等优点。
本发明的技术方案如下：
一种内涂覆水滑石膜毛细管式微通道反应器的制备方法，按照如下步骤进行：
(1)将镁盐和铝盐溶于去离子水中，然后加入碱性物质，形成的均相溶液作为MgAl水滑石涂覆液；
所述镁盐、铝盐、碱性物质的物质的量之比为1～4：1：3～12；
所述去离子水的体积用量以铝盐的质量计为80～210mL/g；
所述镁盐可以为氯化镁或其水合物、硝酸镁或其水合物、硫酸镁或其水合物中的任意一种或两种以上任意比例的混合物；
所述铝盐可以为氯化铝或其水合物、硝酸铝或其水合物、硫酸铝或其水合物中的任意一种或两种以上任意比例的混合物；
所述碱性物质为尿素或氨水等弱碱；
(2)将步骤(1)所得MgAl水滑石涂覆液注满经过预处理的石英毛细管，封闭毛细管两端，经水热反应即可在石英毛细管内壁上原位生长一层MgAl水滑石膜，之后通入氮气吹扫清空石英毛细管，烘干(100℃，12h)后放入马弗炉于400℃煅烧6h，即得内涂覆水滑石膜毛细管式微通道反应器；
所述石英毛细管的预处理方法为：先以1M氢氧化钠溶液冲洗石英毛细管内壁，接着用去离子水冲洗至中性后再以1M盐酸溶液冲洗，然后用去离子水冲洗管内壁残留盐酸，最后在氮气气氛下烘干备用；
所述水热反应的温度在90～140℃(优选120℃)，对于MgAl水滑石涂覆液的水热时间没有特别要求，一般大于12h即可(优选12h)，本领域技术人员可根据涂层预期厚度和实际情况进行设定。
本发明制备的内涂覆水滑石膜毛细管式微通道反应器可用于微通道催化反应和吸附应用，例如NaBH4还原4-硝基苯酚的反应应用微通道反应器后，在流速为30μL/min，4-硝基苯酚的浓度为2mM时，持续运行100h，4-硝基苯酚的转化率保持在100％。
与现有的催化层制备方法相比，本发明方法采用原位晶体生长的方法制备水滑石涂层，只需水热反应一定时间，即可得到相对廉价并具有催化效果的水滑石膜毛细管微通道反应器。该方法具有操作简单、原料廉价易得且无需复杂昂贵仪器装置等优点。
附图说明
图1为实施例1中涂覆前空毛细石英管内壁和涂覆镁铝水滑石膜后的微通道反应器内壁SEM对比图。
图2为对比例1中微通道反应器内壁SEM图。
图3为对比例2中微通道反应器内壁SEM图。
具体实施方式
下面通过具体实施例进一步描述本发明，但本发明的保护范围并不仅限于此。
以下实施例中使用的石英毛细管购自河北邯郸市诺恒光缆有限公司，内径530μm，外径690μm，壁厚50μm，涂层30μm，管长30cm。
石英毛细管使用前经过如下预处理：配置1M氢氧化钠溶液以0.25ml/min冲洗石英毛细管内壁，接着用去离子水冲洗至中性后再以1M盐酸溶液冲洗，然后用去离子水冲洗管内壁残留盐酸，最后在氮气气氛下烘干备用。
实施例1
将0.4066克(4.27mmol)MgCl2和0.2414克(1.81mmol)AlCl3溶于50毫升去离子水中形成MgAl水滑石涂覆液，并取0.3603克(6mmol)尿素溶于涂覆液中；搅拌至均匀混合，无固体颗粒残留。然后将MgAl水滑石涂覆液以稳定的流量(25ul/min)注满预处理完毕的石英毛细管；封闭毛细管两端，在120度下水热反应12h后即可在石英毛细管内壁上原位生长一层MgAl水滑石膜，水热结束后清空石英毛细管，再放入烘箱烘干，最后放入马弗炉煅烧，即可得到内涂覆水滑石膜毛细管式微通道反应器。涂覆水滑石膜的微通道反应器的扫描电镜图如图1所示。
实施例2
将0.6099克(6.41mmol)MgCl2和0.3621克(2.72mmol)AlCl3溶于50毫升去离子水中形成MgAl水滑石涂覆液，并取0.7207克(12mmol)尿素溶于涂覆液中；搅拌至均匀混合，无固体颗粒残留。然后将MgAl水滑石涂覆液以稳定的流量(25ul/min)注满预处理完毕的石英毛细管；封闭毛细管两端，在120度下水热反应12h后即可在石英毛细管内壁上原位生长一层MgAl水滑石膜，水热结束后清空石英毛细管，再放入烘箱烘干，最后放入马弗炉煅烧，即可得到内涂覆水滑石膜毛细管式微通道反应器。
实施例3
将0.5128克(3.46mmol)Mg(NO3)2和0.3751克(1.76mmol)Al(NO3)3溶于50毫升去离子水中形成MgAl水滑石涂覆液，并取0.3603克(6mmol)尿素溶于涂覆液中；搅拌至均匀混合，无固体颗粒残留。然后将MgAl水滑石涂覆液以稳定的流量(25ul/min)注满预处理完毕的石英毛细管；封闭毛细管两端，在120度下水热反应12h后即可在石英毛细管内壁上原位生长一层MgAl水滑石膜，水热结束后清空石英毛细管，再放入烘箱烘干，最后放入马弗炉煅烧，即可得到内涂覆水滑石膜毛细管式微通道反应器。
实施例4
将0.7692克(5.19mmol)Mg(NO3)2和0.5627克(2.64mmol)Al(NO3)3溶于50毫升去离子水中形成MgAl水滑石涂覆液，并取0.7207克(12mmol)尿素溶于涂覆液中；搅拌至均匀混合，无固体颗粒残留。然后将MgAl水滑石涂覆液以稳定的流量(25ul/min)注满预处理完毕的石英毛细管；封闭毛细管两端，在120度下水热反应12h后即可在石英毛细管内壁上原位生长一层MgAl水滑石膜，水热结束后清空石英毛细管，再放入烘箱烘干，最后放入马弗炉煅烧，即可得到内涂覆水滑石膜毛细管式微通道反应器。
实施例5
将0.4929克(4.09mmol)MgSO4和0.3332克(0.97mmol)Al2(SO4)3溶于50毫升去离子水中形成MgAl水滑石涂覆液，并取0.3603克(6mmol)尿素溶于涂覆液中；搅拌至均匀混合，无固体颗粒残留。然后将MgAl水滑石涂覆液以稳定的流量(25ul/min)注满预处理完毕的石英毛细管；封闭毛细管两端，在120度下水热反应12h后即可在石英毛细管内壁上原位生长一层MgAl水滑石膜，水热结束后清空石英毛细管，再放入烘箱烘干，最后放入马弗炉煅烧，即可得到内涂覆水滑石膜毛细管式微通道反应器。
实施例6
将0.7394克(6.14mmol)MgSO4和0.4998克(1.46mmol)Al2(SO4)3溶于50毫升去离子水中形成MgAl水滑石涂覆液，并取0.7207克(12mmol)尿素溶于涂覆液中；搅拌至均匀混合，无固体颗粒残留。然后将MgAl水滑石涂覆液以稳定的流量(25ul/min)注满预处理完毕的石英毛细管；封闭毛细管两端，在120度下水热反应12h后即可在石英毛细管内壁上原位生长一层MgAl水滑石膜，水热结束后清空石英毛细管，再放入烘箱烘干，最后放入马弗炉煅烧，即可得到内涂覆水滑石膜毛细管式微通道反应器。
对比例1
将0.4066克(4.27mmol)MgCl2和0.2414克(1.81mmol)AlCl3溶于50毫升去离子水中形成MgAl水滑石涂覆液，并取0.3603克(6mmol)尿素溶于涂覆液中；搅拌至均匀混合，无固体颗粒残留。然后将MgAl水滑石涂覆液以稳定的流量(25ul/min)注满预处理完毕的石英毛细管；封闭毛细管两端，在120度下水热反应6h后，水热结束后清空石英毛细管，再放入烘箱烘干，最后放入马弗炉煅烧，即可得到内涂覆水滑石膜毛细管式微通道反应器。
由于水热时间不足12h，水滑石晶体生长不完全，水滑石成膜效果不佳，如图2。
对比例2
将0.4066克(4.27mmol)MgCl2和0.2414克(1.81mmol)AlCl3溶于50毫升去离子水中形成MgAl水滑石涂覆液，并取0.3603克(6mmol)尿素溶于涂覆液中；搅拌至均匀混合，无固体颗粒残留。然后将MgAl水滑石涂覆液以稳定的流量(25ul/min)注满预处理完毕的石英毛细管；封闭毛细管两端，在80度下水热反应12h，水热结束后清空石英毛细管，再放入烘箱烘干，最后放入马弗炉煅烧，即可得到内涂覆水滑石膜毛细管式微通道反应器。
由于水热温度不足90度，达不到尿素水解温度，无法释放氢氧根达到晶体生长条件，几乎没有水滑石晶体生成，水滑石成膜效果不佳，如图3。
Claims (6)
1.一种内涂覆水滑石膜毛细管式微通道反应器的制备方法，其特征在于，所述制备方法按照如下步骤进行：
(1)将镁盐和铝盐溶于去离子水中，然后加入碱性物质，形成的均相溶液作为MgAl水滑石涂覆液；
所述镁盐、铝盐、碱性物质的物质的量之比为1～4：1：3～12；
所述碱性物质为尿素或氨水；
(2)将步骤(1)所得MgAl水滑石涂覆液注满经过预处理的石英毛细管，封闭毛细管两端，经水热反应即可在石英毛细管内壁上原位生长一层MgAl水滑石膜，之后通入氮气吹扫清空石英毛细管，烘干后放入马弗炉于400℃煅烧6h，即得内涂覆水滑石膜毛细管式微通道反应器；
所述水热反应的温度在90～140℃，水热时间大于12h。
2.如权利要求1所述内涂覆水滑石膜毛细管式微通道反应器的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述去离子水的体积用量以铝盐的质量计为80～210mL/g。
3.如权利要求1所述内涂覆水滑石膜毛细管式微通道反应器的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述镁盐为氯化镁或其水合物、硝酸镁或其水合物、硫酸镁或其水合物中的任意一种或两种以上任意比例的混合物。
4.如权利要求1所述内涂覆水滑石膜毛细管式微通道反应器的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述铝盐为氯化铝或其水合物、硝酸铝或其水合物、硫酸铝或其水合物中的任意一种或两种以上任意比例的混合物。
5.如权利要求1所述内涂覆水滑石膜毛细管式微通道反应器的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述石英毛细管的预处理方法为：先以1M氢氧化钠溶液冲洗石英毛细管内壁，接着用去离子水冲洗至中性后再以1M盐酸溶液冲洗，然后用去离子水冲洗管内壁残留盐酸，最后在氮气气氛下烘干备用。
6.如权利要求1所述内涂覆水滑石膜毛细管式微通道反应器的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述水热反应的温度在120℃，水热时间为12h。
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Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103623752A (zh) * | 2013-11-25 | 2014-03-12 | 华东理工大学 | 一种糖甲基化用氢氧化钠涂覆毛细管空心微反应器的制备与应用 |
| CN104709931A (zh) * | 2013-12-13 | 2015-06-17 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种纳米类水滑石的制备方法 |
| CN104941553A (zh) * | 2015-06-12 | 2015-09-30 | 衢州学院 | 纳米二氧化钛修饰的微通道反应器的制备方法 |
| CN105214583A (zh) * | 2014-06-20 | 2016-01-06 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种用于甲醇无氧脱氢反应的微反应器及其制备和应用 |
| CN107456958A (zh) * | 2017-08-24 | 2017-12-12 | 武汉大学 | 一种层状双金属氢氧化物修饰的毛细管电色谱柱及其制备方法和应用 |
| CN107519829A (zh) * | 2016-10-13 | 2017-12-29 | 中央民族大学 | 基于功能化石墨烯的毛细管电色谱酶微反应器及制备方法 |
| WO2019014441A1 (en) * | 2017-07-12 | 2019-01-17 | EMULATE, Inc. | SURFACE FUNCTIONALIZATION |
| CN109248639A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-01-22 | 浙江工业大学上虞研究院有限公司 | 一种磺化石墨烯修饰的微通道反应器及其制备方法 |
| CN109647303A (zh) * | 2018-12-11 | 2019-04-19 | 浙江工业大学 | 全氟磺酸树脂/铜锰复合物微纤化微通道反应器的制备方法和应用 |
-
2021
- 2021-01-14 CN CN202110047231.8A patent/CN112871103A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103623752A (zh) * | 2013-11-25 | 2014-03-12 | 华东理工大学 | 一种糖甲基化用氢氧化钠涂覆毛细管空心微反应器的制备与应用 |
| CN104709931A (zh) * | 2013-12-13 | 2015-06-17 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种纳米类水滑石的制备方法 |
| CN105214583A (zh) * | 2014-06-20 | 2016-01-06 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种用于甲醇无氧脱氢反应的微反应器及其制备和应用 |
| CN104941553A (zh) * | 2015-06-12 | 2015-09-30 | 衢州学院 | 纳米二氧化钛修饰的微通道反应器的制备方法 |
| CN107519829A (zh) * | 2016-10-13 | 2017-12-29 | 中央民族大学 | 基于功能化石墨烯的毛细管电色谱酶微反应器及制备方法 |
| WO2019014441A1 (en) * | 2017-07-12 | 2019-01-17 | EMULATE, Inc. | SURFACE FUNCTIONALIZATION |
| CN107456958A (zh) * | 2017-08-24 | 2017-12-12 | 武汉大学 | 一种层状双金属氢氧化物修饰的毛细管电色谱柱及其制备方法和应用 |
| CN109248639A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-01-22 | 浙江工业大学上虞研究院有限公司 | 一种磺化石墨烯修饰的微通道反应器及其制备方法 |
| CN109647303A (zh) * | 2018-12-11 | 2019-04-19 | 浙江工业大学 | 全氟磺酸树脂/铜锰复合物微纤化微通道反应器的制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 陈佑宁: "《物理化学实验》", 31 July 2019, 西安交通大学出版社 * |
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