JP2004195292A - Microchemistry reactor apparatus for gaseous reaction - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a microchemistry reactor apparatus for gaseous reaction capable of certainly carrying out an operation on an electrostatic conveying chip. <P>SOLUTION: The microchemistry reactor apparatus for gaseous reaction is provided with an electrode 13 formed on a ceiling 12 of a bubble reaction tank 10 filled with an inert liquid 16; and a controller 15 for applying a voltage to the electrode 13. At least bubble samples 17, 18 of the samples set in the bubble reaction tank 10 are handled by control of the applied voltage to the electrode 13 by the controller 15. The bubble samples 17 and 18 are united to carry out a chemical synthesis. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気体反応用マイクロ化学リアクタ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
現在、本願発明者らは、ドット型電極をチップ上に配置して、不活性な液中に生成させた微小液滴の静電搬送ならびに化学合成の研究を行なっており、既に、液体中に微粒子を生成し、その微小粒子を移動させる提案を行っている(下記
【特許文献1】参照)。
【0003】
図15はかかる従来の液体微粒子のハンドリング装置の断面模式図である。
【0004】
ここでは、電極線2を2次元的に配置した絶縁層3を有する基板1上に、不活性な液4中に生成させた微小液滴5を置き、電極線2の電圧をコントローラで制御することにより、2次元の任意の方向に微小液滴5をハンドリングすることができる。
【0005】
【特許文献1】
国際公開 WO 02/066992 A1 第6−7頁 第3図
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明者らは、液槽の天井に電極線を配線し、不活性な液中に生成させた微小気泡を微小液滴や微小固体に作用させて、静電搬送ならびに化学合成を可能にする気体反応用マイクロ化学リアクタ装置の開発を行った。
【0007】
本発明は、上記状況に鑑み、静電搬送チップ上で確実に操作を行うことができる気体反応用マイクロ化学リアクタ装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔1〕気体反応用マイクロ化学リアクタ装置において、不活性の液体が充填される気泡反応槽の天井に形成される電極と、この電極に電圧を印加するコントローラとを備え、前記気泡反応槽内にセットされる複数の試料のうち少なくとも気泡試料を前記コントローラによる前記電極への印加電圧の制御によりハンドリングして、前記気泡反応槽内にセットされる他の試料と合体させて、化学的合成を行わせることを特徴とする。
【0009】
〔2〕上記〔1〕記載の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置において、前記気泡反応槽内にセットされる複数の気泡試料を前記コントローラによる前記電極への印加電圧の制御によりハンドリングして、前記複数の気泡試料を合体させて、化学的合成を行わせることを特徴とする。
【0010】
〔3〕上記〔1〕記載の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置において、前記気泡反応槽の天井の高さを低く(液層の深さを浅く)して、この気泡反応槽内にセットされる気泡試料と液体試料とを前記コントローラによる前記電極への印加電圧の制御によりハンドリングして、前記気泡試料と液体試料とを合体させて、化学的合成を行わせることを特徴とする。
【0011】
〔4〕上記〔1〕記載の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置において、前記気泡反応槽の天井の高さを低く(液層の深さを浅く)して、この気泡反応槽内にセットされる気泡試料と固体試料とを前記コントローラによる前記電極への印加電圧の制御によりハンドリングして、前記気泡試料と固体試料とを合体させて、化学的合成を行わせることを特徴とする。
【0012】
〔5〕気体反応用マイクロ化学リアクタ装置において、不活性の液体が充填される気泡反応槽の天井に形成される第1の電極と、前記気泡反応槽の底部に形成される第2の電極と、前記電極に電圧を印加するコントローラとを備え、前記気泡反応槽内にセットされる気泡試料を前記コントローラによる第1の電極への印加電圧の制御により、液滴試料を前記コントローラによる第2の電極への印加電圧の制御により、それぞれハンドリングして、前記気泡試料と液滴試料を合体させて、化学的合成を行わせることを特徴とする。
【0013】
〔6〕気体反応用マイクロ化学リアクタ装置において、不活性の液体が充填される気泡反応槽の天井に形成される第1の電極と、前記気泡反応槽の底部に形成される第2の電極と、前記電極に電圧を印加するコントローラとを備え、前記気泡反応槽内にセットされる気泡試料を前記コントローラによる第1の電極への印加電圧の制御により、固体試料を前記コントローラによる第2の電極への印加電圧の制御により、それぞれハンドリングして、前記気泡試料と固体試料を衝突させて、化学的合成を行わせることを特徴とする。
【0014】
〔7〕上記〔1〕から〔6〕のいずれか1項記載の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置において、化学合成を実施する光照射手段を備えることを特徴とする。
【0015】
〔8〕上記〔1〕から〔6〕のいずれか1項記載の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置において、化学合成を実施する加熱手段を備えることを特徴とする。
【0016】
〔9〕上記〔1〕から〔6〕のいずれか1項記載の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置において、化学合成を実施する加圧手段を備えることを特徴とする。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【0018】
図1は本発明の第1実施例を示す気泡と気泡の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置の断面模式図、図2は本発明の第1実施例を示す気泡の直径と移動速度との関係を示す図、図3は印加電圧と気泡の速度とを示す図である。
【0019】
これらの図において、10は気泡反応槽、11は気泡反応槽の底面、12は気泡反応槽の絶縁性の天井、13はその絶縁性の天井12内に埋められた電極、14は電極13が形成されている上基板、15は電極13に電圧を印加するコントローラ、16は気泡反応槽10内の不活性な液体、17はその不活性な液体16内にセットされる第1の気泡、18はその第1の気泡と化学的に合成される第2の気泡である。
【0020】
ここで、気泡17,18は不活性な液体(シリコンオイル、アルカン類、フロリナートなど)16に対して浮くため、電極13は気泡反応槽の天井12に設ける。
【0021】
そこで、第2の気泡18は電極13によって気泡反応槽の絶縁性の天井12に保持されており、これに対して、第1の気泡17は電極13への印加電圧の切り換えによって気泡反応槽10の天井12に接触しながら第2の気泡18側へと移動する。
【0022】
その際に、図2に示すように、気泡の略大きさが大きくなると、その移動速度は遅くなる。また、図3に示すように、電極に印加される電圧が大きくなると、その気泡の移動速度は早くなることが分かる。
【0023】
図4は本発明の第1実施例を示す気体反応用マイクロ化学リアクタ装置の部分拡大断面図、図5は本発明の第1実施例の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置において、気泡が反応する様子を示す気泡反応槽の底面から天井を見た図面代用写真である。ここでは、第2の気泡18は触媒19上に保持されて、第1の気泡17と化学的合成を行うように構成されている。
【0024】
そこで、例えば、図5に示すように、第1の気泡としてのNO21が、気泡反応槽10の天井12に保持されている第2の気泡としてのO2 22の方に電極13への印加電圧の切り換えによって移動して、徐々に両者は接近し、遂には、第1の気泡としてのNO21と第2の気泡としてのO2 22が合体して、NO2 23が化学的に合成される。
【0025】
図6は本発明の第1実施例のマイクロチャネルによる気体反応用マイクロ化学リアクタ装置の模式図(気泡反応槽の天井面を示す図)である。
【0026】
この図において、31は気泡反応槽、32はその天井、33はその天井32に形成されたドット型電極、34は第1のマイクロチャネル、35はその第1のマイクロチャネル34の本流となる通路、36はその第1のマイクロチャネル34に合流する第1の気体路、37は第2のマイクロチャネル、38はその第2のマイクロチャネル37の本流となる通路、39はその第2のマイクロチャネル37に合流する第2の気体路、41は第1の気泡、42は第2の気泡であり、これらの気泡41と42がドット型電極33への印加電圧の切り換えによりハンドリングされて、化学的に合成される。
【0027】
ここでは、第1のマイクロチャネル34の本流となる通路35と第1のマイクロチャネル34に合流する第1の気体路36により、第1の気泡41が生成され、第2のマイクロチャネル37の本流となる通路38と第2のマイクロチャネル37に合流する第2の気体路39により、第2の気泡42が生成され、それぞれ気泡反応槽31に供給され、そこで、第1の気泡41と第2の気泡42とのドット型電極33への電圧の選択的印加により、ハンドリングされて、第1の気泡41と第2の気泡42との化学的合成が行われる。
【0028】
図7は本発明の第2実施例を示す気泡と液滴の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置の断面模式図である。
【0029】
この図において、50は気泡反応槽、51はその気泡反応槽の絶縁性の底面、52は気泡反応槽の絶縁性の天井、53はその天井52内に埋められた電極、54は電極53が形成される上基板、55は気泡反応槽の絶縁性の底面51内に埋められた電極、56は電極55が形成される下基板、57は電極53,55に接続され、電圧を印加するコントローラ、58は気泡反応槽50内の不活性な液体、59はその不活性な液体58内にセットされる気泡、60は不活性な液体58内を移動する液滴、61は天井面に配置される触媒である。
【0030】
そこで、上記したように、気泡59は、不活性な液体58に対して浮くために、気泡反応槽50の天井52上に形成された触媒61上に保持しておき、液滴60は不活性な液体58に対して沈むため、液滴60を気泡反応槽の底面51に形成された電極55の電圧の切り換えにより、右方向へハンドリングして、その液滴60を気泡59に衝突させて化学的合成を行う。例えば、液滴60がBaOH2 、気泡59がCO2 である場合には、BaCO3 が化学的に合成される。
【0031】
図8は本発明の第3実施例を示す気泡と固体の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置の断面模式図である。
【0032】
この図において、70は気泡反応槽、71はその気泡反応槽の絶縁性の底面、72は気泡反応槽の絶縁性の天井、73はその天井72内に埋められた電極、74は電極73が形成される上基板、75は気泡反応槽の絶縁性の底面71内に埋められた電極、76は電極75が形成される下基板、77は電極73,75に接続され、電圧を印加するコントローラ、78は気泡反応槽70内の不活性な液体、79はその不活性な液体78内にセットされる気泡、80は不活性な液体78内を移動する固体、81は天井面に配置される触媒である。
【0033】
そこで、上記したように、気泡79は、不活性な液体78に対して浮くために、気泡反応槽70の天井72上に形成された触媒81上に保持しておき、固体80は不活性な液体78に対して沈むため、固体80を気泡反応槽の底面71に形成された電極75の電圧の切り換えにより、右方向へハンドリングして、その固体80を気泡79に衝突させて化学的合成を行う。例えば、酸化バナジウムV8 5 を触媒81として、固体80がナフタレンC108 、気泡79がO2 である場合には、フタル酸C8 6 4 が化学的に合成される。
【0034】
触媒…酸化バナジウム V2 5
ナフタレン(C108 )+気泡(O2 )→フタル酸(C8 6 4
図9は本発明の第4実施例を示す気泡と液滴の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置の断面模式図である。
【0035】
この図において、90は気泡反応槽、91はその気泡反応槽の絶縁性の底面、92はその気泡反応槽の天井の高さが低い(液層の深さが浅い)絶縁性の天井、93はその天井92内に埋められた電極、94は電極93が形成される上基板、95は電極93に接続され、電圧を印加するコントローラ、96は気泡反応槽90内の不活性な液体、97はその不活性な液体96内にセットされる気泡、98は不活性な液体96内を移動する液滴である。
【0036】
液滴98と気泡97とを合体させる場合には、液滴98が不活発な液体96に対して沈むため、気泡反応槽90の天井の高さを低く(液層の深さを浅く)して、片側の電極93で気泡97と液滴98の両方をハンドリングする必要がある。
【0037】
この実施例では、気泡反応槽の絶縁性の天井92を低く(液層の深さを浅く)することで、底面側に電極を設けなくても、天井92内に埋められた電極93へのコントローラ95による電圧印加制御のみにより、気泡97は勿論のこと、液滴98をもハンドリングすることができ、装置の簡易化を図ることができる。なお、その作用効果は上記第2実施例と同様である。
【0038】
実験では、ともに直径が700μmの気泡97と液滴98を用いたため不活性な液体96の液層の深さを1mmとした。実験に用いた電極93には、Petフィルムに銀ペーストをシルクスクリーン印刷した平行電極(ピッチ0.5mm、電極幅0.2mm)を、液層にはシリコンオイル(粘度2cs)を用いた。
【0039】
図10は本発明の第5実施例を示す気泡と固体の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置の断面模式図である。
【0040】
この図において、100は気泡反応槽、101はその気泡反応槽の絶縁性の底面、102はその気泡反応槽の天井の高さが低い(液層の深さが浅い)絶縁性の天井、103はその天井102内に埋められた電極、104は電極103が形成される上基板、105は電極103に接続され、電圧を印加するコントローラ、106は気泡反応槽100内の不活性な液体、107はその不活性な液体106内にセットされる気泡、108は不活性な液体106内を移動する固体である。なお、固体108も第4実施例における液滴98と同様に不活性な液体106に対して沈む。
【0041】
この実施例でも、気泡反応槽の絶縁性の天井を低く(液層の深さを浅く)するので、底面側に電極を設けなくても、天井102内に埋められた電極103へのコントローラ105による電圧印加制御のみにより、気泡107は勿論のこと、固体108をもハンドリングすることができ、装置の簡易化を図ることができる。なお、その作用効果は上記第3実施例と同様である。
【0042】
上記したように第4及び第5実施例では、簡素な構造の静電搬送チップにより、試料間の化学的合成を行うことができる。
【0043】
図11は本発明の第6実施例を示す気泡と各種の液滴や固体試料とを化学的に合体させる気体反応用マイクロ化学リアクタ装置の模式図である。
【0044】
この図において、110は気泡反応槽、111は第1のマイクロチャネル、112は第2のマイクロチャネル、113は気泡反応槽の天井(逆に下から見て示されている)、114はある合体点に基づいて多段に配置されるアーチ状案内電極、115はストライプ状導出用電極、116はアーチ状案内電極114及びストライプ状導出用電極115に接続され、電圧を印加するためのコントローラ、117は第1のマイクロチャネル111より導出される第1の気泡、118は第2のマイクロチャネル112より導出される第2の気泡、119は第1の気泡117と第2の気泡118とが合体してできた化学的合成気泡である。
【0045】
このように、同期をとって、複数のマイクロチャネル111,112から導出された気泡117,118は、アーチ状案内電極114に案内されて、1箇所で合体し、化学的合成気泡119を生成させることができる。また、第1のマイクロチャネル111からは気泡を導出し、第2のマイクロチャネル112からは液滴を導出して、アーチ状案内電極114内にて気泡と液滴を接触させて、化学反応を行わせることもできる。
【0046】
この実施例によれば、簡単な構成により、複数のマイクロチャネルからの気泡(及び液滴)を合体させることにより、容易に化学的合成を行うことができる。
【0047】
本発明によれば、上記したように、液中微小気泡を用いた気体−気体反応、気体−液体又は気体−固体反応を行わせることができる。
【0048】
すなわち、電極を化学的に不活性な液体で満たし、試料である微小な気泡、微小液滴および微小固体を静電気力で移動、合体させることができる。
【0049】
本発明は、不活性な液体中にある気泡を静電搬送することにより、気泡同士または気泡と液滴又は固体を合体させて化学反応を行わせることができる。
【0050】
その場合に、弁等を用いずに、気泡を用いることにより、静電搬送型のチップの大きさの低減を図った。
【0051】
図12は本発明の第7実施例を示す光による気体−気体反応のマイクロ化学リアクタ装置の断面模式図である。
【0052】
この図において、120は気泡反応槽、121はガラスなどからなる気泡反応槽の底面、122は気泡反応槽の絶縁性の天井、123はその絶縁性の天井122内に埋められた電極、124は電極123が形成されている上基板、125は電極123に接続され電圧を印加するコントローラ、126は気泡反応槽120内の不活性な液体、127はその不活性な液体126内にセットされる第1の気泡、128はその第1の気泡と化学的に合成される第2の気泡、129は照射される光である。
【0053】
この実施例の光による気体−気体反応では、例えば、
CH4 (メタン)にCl2 (塩素)を光照射の元で反応させることにより、CH3 Cl(クロロメタン)+HClを得ることができる。
【0054】
すなわち、
CH4 (メタン)+Cl2 (塩素)+光→CH3 Cl(クロロメタン)+HCl
また、図示しないが、この実施例の第1の気泡127を液滴に変えた光による気体−液体反応では、例えば、
6 6 (ベンゼン:液体)に3Cl2 (塩素)を光照射の元で反応させることにより、C6 6 Cl6 (ヘキサクロロシクロヘキサン)を得ることができる。
【0055】
すなわち、
6 6 (ベンゼン:液体)+3Cl2 (塩素)+光→C6 6 Cl6
図13は本発明の第8実施例を示す加熱による液体−気体反応のマイクロ化学リアクタ装置の断面模式図である。
【0056】
この図において、130は気泡反応槽、131は気泡反応槽の底面、132は気泡反応槽の絶縁性の天井、133はその絶縁性の天井132内に埋められた電極、134は電極133が形成されている上基板、135は電極133に接続され電圧を印加するコントローラ、136は気泡反応槽130内の不活性な液体、137はその不活性な液体136内にセットされる液滴、138はその液滴と化学的に合成される気泡、139は熱を発生するヒータである。
【0057】
加熱による液体−気体反応、ここでは、液体が気体に分離するという反応であるが、この実施例の加熱による液体−気体反応では、例えば、
2 5 OH(エタノール)と濃H2 SO4 を加熱すると、C2 4 (エチレン)+H2 Oを得ることができる。
【0058】
この場合、液滴から気体(エチレン)が生じるので、エチレンを静電搬送することになる。
【0059】
すなわち、
2 5 OH(エタノール)+濃H2 SO4 +加熱→C2 4 (エチレン)+H2
また、図示しないが、この実施例の液滴137を気泡に変えた加熱による気体−気体反応では、例えば、
CH4 (メタン)とCl2 (塩素)を加熱するとCH3 Cl(クロロメタン)+HClを得ることができる。
【0060】
すなわち、
CH4 (メタン)+Cl2 (塩素)+熱→CH3 Cl(クロロメタン)+HCl
図14は本発明の第9実施例を示す加圧による気体−気体反応のマイクロ化学リアクタ装置の断面模式図である。
【0061】
この図において、140は気泡反応槽、141は気泡反応槽の底面、142は気泡反応槽の絶縁性の天井、143はその絶縁性の天井142内に埋められた電極、144は電極143が形成されている上基板、145は電極143に接続され、電圧を印加するコントローラ、146は気泡反応槽140内の不活性な液体、147はその不活性な液体146内にセットされる第1の気泡、148はその第1の気泡と化学的に合成される第2の気泡、149は圧力容器である。
【0062】
この実施例の加圧(加熱)による気体−気体反応では、例えば、
2 4 (エチレン)を加圧(加熱)すると、(−C2 4 −)n (ポリエチレン)を得ることができる。
【0063】
すなわち、
2 4 (エチレン)+加圧・加熱→(−C2 4 −)n (ポリエチレン)
なお、上記実施例では、2個の試料の化学的合成について述べたが、3個以上の試料の化学的合成を行うようにしてもよい。
【0064】
また、気泡反応槽の加熱法としては、ヒータで加熱するのに代えて、微小液滴の導電性を利用した通電加熱を採用するようにしてもよい。
【0065】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【0066】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、以下のような効果を奏することができる。
【0067】
(A)液中にある微小な気泡を用いるようにしているため、サンプル、試薬が微小量で済む。
【0068】
(B)気泡を静電気力で搬送するため、電極上を平面的に移動、停止することができる。したがって、特別なマイクロチャネル、マイクロバルブ、マイクロポンプなどの微小流体素子が不要である。
【0069】
(C)基板上で同時に複数の試料の化学反応による合成を行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す気泡と気泡の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置の断面模式図である。
【図2】本発明の第1実施例を示す気泡の直径と移動速度との関係を示す図である。
【図3】本発明の第1実施例を示す印加電圧と気泡の速度とを示す図である。
【図4】本発明の第1実施例を示す気体反応用マイクロ化学リアクタ装置の部分拡大断面図である。
【図5】本発明の第1実施例の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置において、気泡が反応する様子を示す気泡反応槽の底面から天井を見た図面代用写真(実験例)である。
【図6】本発明の第1実施例のマイクロチャネルによる気体反応用マイクロ化学リアクタ装置の模式図(気泡反応槽の天井面を示す図)である。
【図7】本発明の第2実施例を示す気泡と液滴の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置の断面模式図である。
【図8】本発明の第3実施例を示す気泡と固体の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置の断面模式図である。
【図9】本発明の第4実施例を示す気泡と液滴の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置の断面模式図である。
【図10】本発明の第5実施例を示す気泡と固体の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置の断面模式図である。
【図11】本発明の第6実施例を示す気泡と各種の液滴や固体試料とを化学的に合体させる気体反応用マイクロ化学リアクタ装置の断面模式図である。
【図12】本発明の第7実施例を示す光による気体−気体反応のマイクロ化学リアクタ装置の断面模式図である。
【図13】本発明の第8実施例を示す加熱による液体−気体反応のマイクロ化学リアクタ装置の断面模式図である。
【図14】本発明の第9実施例を示す加圧(加熱)による気体−気体反応のマイクロ化学リアクタ装置の断面模式図である。
【図15】従来の液体微粒子のハンドリング装置の断面模式図である。
【符号の説明】
10,31,50,70,90,100,110,120,130,140 気泡反応槽
11,51,71,91,101,121,131,141 気泡反応槽の底面
12,32,52,72,92,102,113,122,132,142 気泡反応槽の絶縁性の天井
13,53,55,73,75,93,103,123,133,143 電極
14,54,74,94,104,124,134,144 上基板
15,57,77,95,105,116,125,135,145 コントローラ
16,58,78,96,106,126,136,146 不活性な液体
17,41,117,127,147 第1の気泡(試料)
18,42,118,128,148 第2の気泡(試料)
19,61,81 触媒
21 第1の気泡としてのNO(試料)
22 第2の気泡としてのO2 (試料)
23 NO2
33 ドット型電極
34,111 第1のマイクロチャネル
35 第1のマイクロチャネルの本流となる通路
36 第1のマイクロチャネルに合流する第1の気体路
37,112 第2のマイクロチャネル
38 第2のマイクロチャネルの本流となる通路
39 第2のマイクロチャネルに合流する第2の気体路
56,76 下基板
59,79,97,107,138 気泡(試料)
60,98,137 液滴(試料)
80,108 固体(試料)
114 多段に配置されるアーチ状案内電極
115 ストライプ状導出用電極
119 化学的合成気泡
129 照射される光
139 熱を発生するヒータ
149 圧力容器
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a microchemical reactor device for a gas reaction.
[0002]
[Prior art]
At present, the present inventors are conducting research on electrostatic transport and chemical synthesis of microdroplets generated in an inert liquid by arranging dot-type electrodes on a chip, and have already carried out research on liquids. It has been proposed to generate fine particles and move the fine particles (see [Patent Document 1] below).
[0003]
FIG. 15 is a schematic sectional view of such a conventional liquid fine particle handling apparatus.
[0004]
Here, a microdroplet 5 generated in an inert liquid 4 is placed on a substrate 1 having an insulating layer 3 in which electrode wires 2 are two-dimensionally arranged, and the voltage of the electrode wires 2 is controlled by a controller. Thus, the microdroplets 5 can be handled in an arbitrary two-dimensional direction.
[0005]
[Patent Document 1]
International Publication WO 02/066992 A1 Pages 6-7 FIG. 3
[Problems to be solved by the invention]
The present inventors wired an electrode wire on the ceiling of a liquid tank and made microbubbles generated in an inert liquid act on microdroplets and microsolids, thereby enabling electrostatic transport and chemical synthesis. A microchemical reactor for gas reaction was developed.
[0007]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a gas-reaction microchemical reactor device that can reliably operate on an electrostatic transport chip.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention, in order to achieve the above object,
[1] A microchemical reactor for gas reaction, comprising: an electrode formed on a ceiling of a bubble reaction tank filled with an inert liquid; and a controller for applying a voltage to the electrode. At least a bubble sample among the plurality of samples to be set is handled by controlling the voltage applied to the electrode by the controller, and is combined with another sample set in the bubble reaction tank to perform chemical synthesis. It is characterized by
[0009]
[2] The microchemical reactor for gas reaction according to [1], wherein a plurality of bubble samples set in the bubble reaction tank are handled by controlling a voltage applied to the electrode by the controller, and Characterized in that the chemical synthesis is performed by combining the bubble samples.
[0010]
[3] In the microreactor for a gas reaction according to the above [1], the height of the ceiling of the bubble reaction tank is reduced (the depth of the liquid layer is reduced) and set in the bubble reaction tank. The bubble sample and the liquid sample are handled by controlling the voltage applied to the electrodes by the controller, and the bubble sample and the liquid sample are combined to perform chemical synthesis.
[0011]
[4] In the microchemical reactor for gas reaction according to the above [1], the height of the ceiling of the bubble reaction tank is reduced (the depth of the liquid layer is reduced) and set in the bubble reaction tank. The bubble sample and the solid sample are handled by controlling the voltage applied to the electrode by the controller, and the bubble sample and the solid sample are combined to perform chemical synthesis.
[0012]
[5] In the microreactor for gas reaction, a first electrode formed on the ceiling of a bubble reaction tank filled with an inert liquid, and a second electrode formed on the bottom of the bubble reaction tank A controller for applying a voltage to the electrode, and controlling the voltage applied to the first electrode by the controller for the bubble sample set in the bubble reaction tank, thereby causing the droplet sample to be subjected to the second control by the controller. The method is characterized in that, by controlling the voltage applied to the electrodes, each of the handling is performed, the bubble sample and the droplet sample are combined, and chemical synthesis is performed.
[0013]
[6] In the microreactor for gas reaction, a first electrode formed on the ceiling of a bubble reaction tank filled with an inert liquid, and a second electrode formed on the bottom of the bubble reaction tank A controller for applying a voltage to the electrode, wherein the controller controls the voltage applied to the first electrode by the controller to control the voltage of the bubble sample set in the bubble reaction tank to the second electrode by the controller. The method is characterized in that by handling the applied voltage to each of them, the bubble sample and the solid sample are caused to collide with each other to perform chemical synthesis.
[0014]
[7] The gas-reaction microchemical reactor according to any one of [1] to [6], further comprising light irradiation means for performing chemical synthesis.
[0015]
[8] The microreactor for a gas reaction according to any one of the above [1] to [6], further comprising heating means for performing chemical synthesis.
[0016]
[9] The microchemical reactor for gas reaction according to any one of [1] to [6], further comprising a pressurizing unit for performing chemical synthesis.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0018]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a microchemical reactor device for gas reaction of bubbles and bubbles showing the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows the relationship between the diameter of bubbles and the moving speed showing the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing the applied voltage and the velocity of the bubble.
[0019]
In these figures, 10 is a bubble reactor, 11 is a bottom surface of the bubble reactor, 12 is an insulating ceiling of the bubble reactor, 13 is an electrode embedded in the insulating ceiling 12, and 14 is an electrode 13. The formed upper substrate, 15 is a controller for applying a voltage to the electrode 13, 16 is an inert liquid in the bubble reaction tank 10, 17 is a first bubble set in the inert liquid 16, 18 Is a second bubble chemically synthesized with the first bubble.
[0020]
Here, the electrodes 13 are provided on the ceiling 12 of the bubble reaction tank because the bubbles 17 and 18 float with respect to an inert liquid (silicon oil, alkanes, florinate, etc.) 16.
[0021]
Therefore, the second bubble 18 is held on the insulating ceiling 12 of the bubble reaction tank by the electrode 13, whereas the first bubble 17 is switched by switching the voltage applied to the electrode 13. Move toward the second bubble 18 while contacting the ceiling 12.
[0022]
At this time, as shown in FIG. 2, as the size of the bubble increases, the moving speed decreases. Also, as shown in FIG. 3, it can be seen that as the voltage applied to the electrode increases, the moving speed of the bubble increases.
[0023]
FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view of a gas-reaction microchemical reactor device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 5 shows a state in which bubbles react in the gas-reaction microchemical reactor device of the first embodiment of the present invention. 7 is a drawing substitute photograph of the ceiling viewed from the bottom surface of the bubble reaction tank. Here, the second bubble 18 is held on the catalyst 19 and is configured to perform chemical synthesis with the first bubble 17.
[0024]
Therefore, for example, as shown in FIG. 5, NO 21 as the first bubble is applied to the electrode 13 toward O 2 22 as the second bubble held on the ceiling 12 of the bubble reaction tank 10. and moved by switching gradually both approaches, eventually, O 2 22 as the NO21 and second bubble as a first bubble coalesce, NO 2 23 are chemically synthesized.
[0025]
FIG. 6 is a schematic diagram (a diagram showing a ceiling surface of a bubble reaction tank) of a microchemical reactor device for gas reaction using a microchannel according to the first embodiment of the present invention.
[0026]
In this figure, 31 is a bubble reaction tank, 32 is its ceiling, 33 is a dot electrode formed on the ceiling 32, 34 is a first microchannel, and 35 is a main flow channel of the first microchannel 34. , 36 are a first gas passage merging with the first micro channel 34, 37 is a second micro channel, 38 is a main flow passage of the second micro channel 37, 39 is a second micro channel 37 is a second gas path, 41 is a first air bubble, and 42 is a second air bubble. These air bubbles 41 and 42 are handled by switching the voltage applied to the dot type electrode 33, and are chemically treated. Are synthesized.
[0027]
Here, the first bubble 41 is generated by the passage 35 that becomes the main flow of the first microchannel 34 and the first gas passage 36 that joins the first microchannel 34, and the main flow of the second microchannel 37 is formed. A second gas bubble 42 is generated by the passage 38 and the second gas channel 39 joining the second microchannel 37 and supplied to the bubble reaction tank 31, where the first gas bubble 41 and the second gas bubble 42 By the selective application of the voltage to the dot type electrode 33 with the bubble 42 of the above, the handling is performed, and the chemical synthesis of the first bubble 41 and the second bubble 42 is performed.
[0028]
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a microchemical reactor for gas reaction of bubbles and liquid droplets according to a second embodiment of the present invention.
[0029]
In this figure, 50 is a bubble reactor, 51 is an insulating bottom surface of the bubble reactor, 52 is an insulating ceiling of the bubble reactor, 53 is an electrode embedded in the ceiling 52, 54 is an electrode 53. An upper substrate to be formed, 55 is an electrode buried in the insulating bottom surface 51 of the bubble reactor, 56 is a lower substrate on which the electrode 55 is formed, and 57 is a controller connected to the electrodes 53 and 55 to apply a voltage. , 58 are an inert liquid in the bubble reaction tank 50, 59 is a bubble set in the inert liquid 58, 60 is a droplet moving in the inert liquid 58, 61 is disposed on the ceiling surface Catalyst.
[0030]
Therefore, as described above, the bubbles 59 are held on the catalyst 61 formed on the ceiling 52 of the bubble reaction tank 50 in order to float on the inert liquid 58, and the droplets 60 are inactive. The liquid 60 is handled to the right by switching the voltage of the electrode 55 formed on the bottom surface 51 of the bubble reaction tank so that the liquid droplet 60 collides with the bubble 59 so that the droplet 60 collides with the bubble 59. Perform a static synthesis. For example, when the droplet 60 is BaOH 2 and the bubble 59 is CO 2 , BaCO 3 is chemically synthesized.
[0031]
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a microchemical reactor device for gas-reaction of bubbles and solids showing a third embodiment of the present invention.
[0032]
In this figure, 70 is a bubble reactor, 71 is an insulating bottom surface of the bubble reactor, 72 is an insulating ceiling of the bubble reactor, 73 is an electrode embedded in the ceiling 72, and 74 is an electrode 73. An upper substrate to be formed, 75 is an electrode buried in the insulating bottom surface 71 of the bubble reactor, 76 is a lower substrate on which the electrode 75 is formed, 77 is a controller connected to the electrodes 73 and 75 and applying a voltage. , 78 are an inert liquid in the bubble reaction tank 70, 79 are bubbles set in the inert liquid 78, 80 is a solid moving in the inert liquid 78, 81 is arranged on the ceiling surface It is a catalyst.
[0033]
Thus, as described above, the bubbles 79 are held on the catalyst 81 formed on the ceiling 72 of the bubble reaction tank 70 in order to float on the inert liquid 78, and the solid 80 is inert. In order to sink against the liquid 78, the solid 80 is handled to the right by switching the voltage of the electrode 75 formed on the bottom surface 71 of the bubble reaction tank, and the solid 80 collides with the bubble 79 to perform chemical synthesis. Do. For example, when the solid 80 is naphthalene C 10 H 8 and the bubbles 79 are O 2 using vanadium oxide V 8 O 5 as the catalyst 81, phthalic acid C 8 H 6 O 4 is chemically synthesized.
[0034]
Catalyst: Vanadium oxide V 2 O 5
Naphthalene (C 10 H 8 ) + bubbles (O 2 ) → phthalic acid (C 8 H 6 O 4 )
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a microchemical reactor device for gas reaction of bubbles and droplets showing a fourth embodiment of the present invention.
[0035]
In this figure, 90 is a bubble reaction tank, 91 is an insulating bottom surface of the bubble reaction tank, 92 is an insulating ceiling with a low ceiling (shallow liquid layer depth) of the bubble reaction tank, 93 Is an electrode buried in the ceiling 92, 94 is an upper substrate on which the electrode 93 is formed, 95 is a controller connected to the electrode 93 and applies a voltage, 96 is an inert liquid in the bubble reaction tank 90, 97 Is an air bubble set in the inert liquid 96, and 98 is a droplet moving in the inert liquid 96.
[0036]
When the droplet 98 and the bubble 97 are united, the height of the ceiling of the bubble reaction tank 90 is reduced (the depth of the liquid layer is reduced) because the droplet 98 sinks with respect to the inactive liquid 96. Therefore, it is necessary to handle both the bubble 97 and the droplet 98 with one electrode 93.
[0037]
In this embodiment, the insulating ceiling 92 of the bubble reaction tank is lowered (the depth of the liquid layer is made shallow), so that the electrode 93 embedded in the ceiling 92 can be provided without an electrode on the bottom side. Only the voltage application control by the controller 95 can handle not only the bubbles 97 but also the droplets 98, thereby simplifying the apparatus. The operation and effect are the same as in the second embodiment.
[0038]
In the experiment, the depth of the liquid layer of the inert liquid 96 was set to 1 mm because the bubble 97 and the droplet 98 each having a diameter of 700 μm were used. A parallel electrode (pitch: 0.5 mm, electrode width: 0.2 mm) obtained by silk-screen printing a silver paste on a Pet film was used for the electrode 93 used in the experiment, and silicon oil (viscosity: 2 cs) was used for the liquid layer.
[0039]
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a microchemical reactor apparatus for a gas-solid gas reaction according to a fifth embodiment of the present invention.
[0040]
In this figure, 100 is a bubble reactor, 101 is an insulating bottom surface of the bubble reactor, 102 is an insulating ceiling having a low ceiling (shallow liquid layer), 103 Is an electrode buried in the ceiling 102, 104 is an upper substrate on which the electrode 103 is formed, 105 is a controller connected to the electrode 103 and applies a voltage, 106 is an inert liquid in the bubble reaction tank 100, 107 Is a bubble set in the inert liquid 106, and 108 is a solid moving in the inert liquid 106. Note that the solid 108 sinks with respect to the inert liquid 106 similarly to the droplet 98 in the fourth embodiment.
[0041]
Also in this embodiment, since the insulating ceiling of the bubble reaction tank is made low (the depth of the liquid layer is made shallow), the controller 105 for the electrode 103 buried in the ceiling 102 can be provided without providing an electrode on the bottom side. , The solids 108 as well as the bubbles 107 can be handled, and the apparatus can be simplified. The operation and effect are the same as in the third embodiment.
[0042]
As described above, in the fourth and fifth embodiments, chemical synthesis between samples can be performed using an electrostatic transport chip having a simple structure.
[0043]
FIG. 11 is a schematic view of a gas-reaction microchemical reactor apparatus for chemically combining bubbles and various liquid droplets and solid samples according to a sixth embodiment of the present invention.
[0044]
In this figure, 110 is a bubble reactor, 111 is a first microchannel, 112 is a second microchannel, 113 is the ceiling of the bubble reactor (reversely shown from below), and 114 is a union. Arch-shaped guide electrodes arranged in multiple stages based on points, 115 is a strip-shaped deriving electrode, 116 is connected to the arch-shaped guide electrode 114 and the strip-shaped deriving electrode 115, a controller for applying a voltage, 117 is A first bubble derived from the first microchannel 111, 118 is a second bubble derived from the second microchannel 112, and 119 is a combination of the first bubble 117 and the second bubble 118. The resulting chemically synthesized foam.
[0045]
As described above, the bubbles 117 and 118 derived from the plurality of microchannels 111 and 112 in synchronization are guided by the arch-shaped guide electrode 114 and united at one place to generate a chemically synthesized bubble 119. be able to. In addition, bubbles are led out from the first microchannel 111, droplets are led out from the second microchannel 112, and the bubbles are brought into contact with the droplets in the arch-shaped guide electrode 114, and a chemical reaction is performed. It can also be done.
[0046]
According to this embodiment, chemical synthesis can be easily performed by combining bubbles (and droplets) from a plurality of microchannels with a simple configuration.
[0047]
According to the present invention, as described above, a gas-gas reaction, a gas-liquid or a gas-solid reaction using microbubbles in a liquid can be performed.
[0048]
That is, the electrodes can be filled with a chemically inert liquid, and microbubbles, microdroplets, and microsolids as samples can be moved and united by electrostatic force.
[0049]
According to the present invention, a chemical reaction can be performed by electrostatically transporting bubbles in an inert liquid, so that bubbles or bubbles and droplets or solids are combined.
[0050]
In this case, the size of the electrostatic transport type chip was reduced by using bubbles instead of using a valve or the like.
[0051]
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of a microchemical reactor device for gas-gas reaction by light showing a seventh embodiment of the present invention.
[0052]
In this figure, 120 is a bubble reactor, 121 is the bottom surface of a bubble reactor made of glass or the like, 122 is an insulating ceiling of the bubble reactor, 123 is an electrode embedded in the insulating ceiling 122, and 124 is An upper substrate on which the electrode 123 is formed, 125 is a controller connected to the electrode 123 and applies a voltage, 126 is an inert liquid in the bubble reaction tank 120, and 127 is a first liquid set in the inert liquid 126. One bubble 128 is a second bubble chemically synthesized with the first bubble, and 129 is light to be irradiated.
[0053]
In the gas-gas reaction by light in this embodiment, for example,
By reacting CH 4 (methane) with Cl 2 (chlorine) under light irradiation, CH 3 Cl (chloromethane) + HCl can be obtained.
[0054]
That is,
CH 4 (methane) + Cl 2 (chlorine) + light → CH 3 Cl (chloromethane) + HCl
Further, although not shown, in the gas-liquid reaction by the light in which the first bubble 127 of this embodiment is changed to a droplet, for example,
By reacting C 6 H 6 (benzene: liquid) with 3Cl 2 (chlorine) under light irradiation, C 6 H 6 Cl 6 (hexachlorocyclohexane) can be obtained.
[0055]
That is,
C 6 H 6 (benzene: liquid) + 3 Cl 2 (chlorine) + light → C 6 H 6 Cl 6
FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of a microchemical reactor device for liquid-gas reaction by heating according to an eighth embodiment of the present invention.
[0056]
In this figure, 130 is a bubble reactor, 131 is the bottom of the bubble reactor, 132 is the insulating ceiling of the bubble reactor, 133 is an electrode embedded in the insulating ceiling 132, and 134 is an electrode 133 The upper substrate 135 is connected to the electrode 133 to apply a voltage, a controller 136 is an inert liquid in the bubble reaction tank 130, 137 is a droplet set in the inert liquid 136, 138 is Bubbles 139 chemically synthesized with the droplets are heaters for generating heat.
[0057]
A liquid-gas reaction by heating, here, a reaction in which a liquid is separated into a gas, and in a liquid-gas reaction by heating in this embodiment, for example,
When C 2 H 5 OH (ethanol) and concentrated H 2 SO 4 are heated, C 2 H 4 (ethylene) + H 2 O can be obtained.
[0058]
In this case, gas (ethylene) is generated from the droplet, and thus, ethylene is electrostatically transported.
[0059]
That is,
C 2 H 5 OH (ethanol) + concentrated H 2 SO 4 + heating → C 2 H 4 (ethylene) + H 2 O
Further, although not shown, in the gas-gas reaction by heating in which the droplet 137 of this embodiment is changed to a bubble, for example,
When CH 4 (methane) and Cl 2 (chlorine) are heated, CH 3 Cl (chloromethane) + HCl can be obtained.
[0060]
That is,
CH 4 (methane) + Cl 2 (chlorine) + heat → CH 3 Cl (chloromethane) + HCl
FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of a microchemical reactor device for gas-gas reaction by pressurization showing a ninth embodiment of the present invention.
[0061]
In this figure, 140 is a bubble reactor, 141 is the bottom of the bubble reactor, 142 is the insulating ceiling of the bubble reactor, 143 is an electrode buried in the insulating ceiling 142, and 144 is an electrode 143 formed. The upper substrate 145 is connected to the electrode 143, a controller for applying a voltage, 146 is an inert liquid in the bubble reaction tank 140, and 147 is a first bubble set in the inert liquid 146. Reference numeral 148 denotes a second bubble chemically synthesized with the first bubble, and 149 denotes a pressure vessel.
[0062]
In the gas-gas reaction by pressurization (heating) of this embodiment, for example,
When C 2 H 4 (ethylene) is pressurized (heated), (−C 2 H 4 −) n (polyethylene) can be obtained.
[0063]
That is,
C 2 H 4 (ethylene) + pressure and heat → (-C 2 H 4 -) n ( polyethylene)
In the above embodiment, the chemical synthesis of two samples has been described, but the chemical synthesis of three or more samples may be performed.
[0064]
Further, as the heating method of the bubble reaction tank, instead of heating with a heater, energization heating using the conductivity of microdroplets may be adopted.
[0065]
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible based on the spirit of the present invention, and they are not excluded from the scope of the present invention.
[0066]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
[0067]
(A) Since minute bubbles in the liquid are used, only a small amount of sample and reagent is required.
[0068]
(B) Since air bubbles are transported by electrostatic force, they can be moved and stopped in a plane on the electrode. Therefore, microfluidic devices such as special microchannels, microvalves, and micropumps are not required.
[0069]
(C) A plurality of samples can be simultaneously synthesized on a substrate by a chemical reaction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a micro-chemical reactor device for gas reaction of gas bubbles showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a relationship between a diameter of a bubble and a moving speed according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing an applied voltage and a bubble velocity according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view of a gas-reaction microchemical reactor device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a photograph (experimental example) in which the ceiling is viewed from the bottom surface of the bubble reaction tank showing a state in which bubbles react in the microchemical reactor for gas reaction according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic diagram (a diagram showing a ceiling surface of a bubble reaction tank) of a microchemical reactor device for gas reaction using a microchannel according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a microchemical reactor device for gas reaction of bubbles and liquid droplets showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a microchemical reactor device for a gas-solid gas reaction according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a microchemical reactor device for gas reaction of bubbles and liquid droplets showing a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a microchemical reactor device for a gas-solid gas reaction according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of a gas-reaction microchemical reactor apparatus for chemically combining bubbles with various liquid droplets and solid samples according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of a microchemical reactor device for gas-gas reaction by light showing a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of a microchemical reactor device for liquid-gas reaction by heating according to an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of a microchemical reactor device for gas-gas reaction by pressurization (heating) showing a ninth embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a schematic sectional view of a conventional liquid fine particle handling apparatus.
[Explanation of symbols]
10, 31, 50, 70, 90, 100, 110, 120, 130, 140 Bubble reaction tank 11, 51, 71, 91, 101, 121, 131, 141 Bottom surface 12, 32, 52, 72, 92, 102, 113, 122, 132, 142 Insulating ceiling 13, 53, 55, 73, 75, 93, 103, 123, 133, 143 of the bubble reaction tank Electrodes 14, 54, 74, 94, 104, 124 , 134, 144 Upper substrate 15, 57, 77, 95, 105, 116, 125, 135, 145 Controller 16, 58, 78, 96, 106, 126, 136, 146 Inactive liquid 17, 41, 117, 127 , 147 First bubble (sample)
18, 42, 118, 128, 148 Second air bubble (sample)
19, 61, 81 Catalyst 21 NO as first bubble (sample)
22 O 2 as the second bubble (sample)
23 NO 2
33 Dot-shaped electrodes 34, 111 First microchannel 35 Passage which becomes the main stream of the first microchannel 36 First gas path 37, 112 which joins the first microchannel Second microchannel 38 Second microchannel Channel 39 serving as the main flow of the channel Second gas path 56, 76 joining the second microchannel Lower substrate 59, 79, 97, 107, 138 Bubbles (sample)
60,98,137 Droplet (sample)
80,108 solid (sample)
114 Arch-shaped guide electrodes 115 arranged in multiple stages 115 Stripe-like lead-out electrodes 119 Chemically synthesized bubbles 129 Irradiated light 139 Heater that generates heat 149 Pressure vessel

Claims (9)

(a)不活性の液体が充填される気泡反応槽の天井に形成される電極と、
(b)該電極に電圧を印加するコントローラとを備え、
(c)前記気泡反応槽内にセットされる複数の試料のうち少なくとも気泡試料を前記コントローラによる前記電極への印加電圧の制御によりハンドリングして、前記気泡反応槽内にセットされる他の試料と合体させて、化学的合成を行わせることを特徴とする気体反応用マイクロ化学リアクタ装置。
(A) an electrode formed on the ceiling of a bubble reactor filled with an inert liquid;
(B) a controller for applying a voltage to the electrode,
(C) handling at least a bubble sample among a plurality of samples set in the bubble reaction tank by controlling a voltage applied to the electrodes by the controller, and handling another sample set in the bubble reaction tank. A microchemical reactor for a gas reaction, which is combined to perform chemical synthesis.
請求項1記載の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置において、前記気泡反応槽内にセットされる複数の気泡試料を前記コントローラによる前記電極への印加電圧の制御によりハンドリングして、前記複数の気泡試料を合体させて、化学的合成を行わせることを特徴とする気体反応用マイクロ化学リアクタ装置。The microchemical reactor device for gas reaction according to claim 1, wherein the plurality of bubble samples set in the bubble reaction tank are handled by controlling a voltage applied to the electrode by the controller, and the plurality of bubble samples are processed. A microchemical reactor device for a gas reaction, which is combined to perform chemical synthesis. 請求項1記載の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置において、前記気泡反応槽の天井の高さを低くして、該気泡反応槽内にセットされる気泡試料と液体試料とを前記コントローラによる前記電極への印加電圧の制御によりハンドリングして、前記気泡試料と液体試料とを合体させて、化学的合成を行わせることを特徴とする気体反応用マイクロ化学リアクタ装置。2. The microchemical reactor for gas reaction according to claim 1, wherein a height of a ceiling of the bubble reaction tank is reduced, and a bubble sample and a liquid sample set in the bubble reaction tank are transferred to the electrode by the controller. A microreactor for gas reaction, wherein the microbubble sample and the liquid sample are combined by controlling the applied voltage to perform chemical synthesis. 請求項1記載の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置において、前記気泡反応槽の天井の高さを低くして、該気泡反応槽内にセットされる気泡試料と固体試料とを前記コントローラによる前記電極への印加電圧の制御によりハンドリングして、前記気泡試料と固体試料とを合体させて、化学的合成を行わせることを特徴とする気体反応用マイクロ化学リアクタ装置。The microchemical reactor for gas reaction according to claim 1, wherein the height of the ceiling of the bubble reaction tank is reduced, and a bubble sample and a solid sample set in the bubble reaction tank are transferred to the electrode by the controller. A microreactor for a gas reaction, wherein the microbubble sample and the solid sample are merged by handling by controlling the applied voltage of the microchemical reactor. (a)不活性の液体が充填される気泡反応槽の天井に形成される第1の電極と、
(b)前記気泡反応槽の底部に形成される第2の電極と、
(c)前記電極に電圧を印加するコントローラとを備え、
(d)前記気泡反応槽内にセットされる気泡試料を前記コントローラによる第1の電極への印加電圧の制御により、液滴試料を前記コントローラによる第2の電極への印加電圧の制御により、それぞれハンドリングして、前記気泡試料と液滴試料を合体させて、化学的合成を行わせることを特徴とする気体反応用マイクロ化学リアクタ装置。
(A) a first electrode formed on the ceiling of a bubble reactor filled with an inert liquid;
(B) a second electrode formed at the bottom of the bubble reaction tank;
(C) a controller for applying a voltage to the electrode,
(D) The bubble sample set in the bubble reaction tank is controlled by controlling the voltage applied to the first electrode by the controller, and the droplet sample is controlled by controlling the voltage applied to the second electrode by the controller. A microchemical reactor device for gas reaction, wherein the gas sample is combined with the bubble sample by handling to perform chemical synthesis.
(a)不活性の液体が充填される気泡反応槽の天井に形成される第1の電極と、
(b)前記気泡反応槽の底部に形成される第2の電極と、
(c)前記電極に電圧を印加するコントローラとを備え、
(d)前記気泡反応槽内にセットされる気泡試料を前記コントローラによる第1の電極への印加電圧の制御により、固体試料を前記コントローラによる第2の電極への印加電圧の制御により、それぞれハンドリングして、前記気泡試料と固体試料を合体させて、化学的合成を行わせることを特徴とする気体反応用マイクロ化学リアクタ装置。
(A) a first electrode formed on the ceiling of a bubble reactor filled with an inert liquid;
(B) a second electrode formed at the bottom of the bubble reaction tank;
(C) a controller for applying a voltage to the electrode,
(D) Handling the bubble sample set in the bubble reaction tank by controlling the voltage applied to the first electrode by the controller, and handling the solid sample by controlling the voltage applied to the second electrode by the controller. And combining the bubble sample and the solid sample to perform chemical synthesis.
請求項1から6項のいずれか1項記載の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置において、化学合成を実施する光照射手段を備えることを特徴とする気体反応用マイクロ化学リアクタ装置。The microchemical reactor for gas reaction according to any one of claims 1 to 6, further comprising light irradiation means for performing chemical synthesis. 請求項1から6項のいずれか1項記載の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置において、化学合成を実施する加熱手段を備えることを特徴とする気体反応用マイクロ化学リアクタ装置。The microreactor for gas reaction according to any one of claims 1 to 6, further comprising a heating means for performing chemical synthesis. 請求項1から6項のいずれか1項記載の気体反応用マイクロ化学リアクタ装置において、化学合成を実施する加圧手段を備えることを特徴とする気体反応用マイクロ化学リアクタ装置。The microreactor for gas reactions according to any one of claims 1 to 6, further comprising a pressurizing means for performing chemical synthesis.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005233954A (en) * 2004-02-16 2005-09-02 Commiss Energ Atom Device for controlling migration of droplets between two or more solid base boards
JP2020535107A (en) * 2018-07-30 2020-12-03 福建永晶科技股▲ふん▼有限公司Fujian Yongjing Technology Co., Ltd New production method of 2,2-dichloro-1,1,1-trifluoroethane (HCFC-123) and / or HCFC-122 (1,1,2-trichloro-2,2-difluoroethane)

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