連續(xù)流電化學(xué)（催化）合成/電化學(xué)流動微反應(yīng)裝置

Electrochemistry Reactor & Flow Electrochemistry

一、連續(xù)流電化學(xué)反應(yīng)器產(chǎn)品簡介

許多化學(xué)反應(yīng)使用的有害化學(xué)物質(zhì)對環(huán)境極為不利。在某些情況下，電化學(xué)合成可以通過用電子代替這些化學(xué)試劑來提供清潔的替代方法。使用電子具有使反應(yīng)在溫和條件下進(jìn)行的額外優(yōu)勢。在兩個化學(xué)反應(yīng)競爭的情況下，電子似乎是很好的替代品，從而限制了不需要的副產(chǎn)物。電化學(xué)合成可縮短工藝流程，節(jié)省能源和減少對環(huán)境的影響。

有機(jī)電化學(xué)是合成API的重要技術(shù)和經(jīng)濟(jì)利益的潛力。電化學(xué)合成使用電子作為試劑，與使用傳統(tǒng)化學(xué)試劑相比，它可以實(shí)現(xiàn)更高效的轉(zhuǎn)化，并且可以產(chǎn)生更安全，更具成本效益的過程，從而減少廢物產(chǎn)生，使用更少的化學(xué)原料并簡化流程化學(xué)合成。

電化學(xué)合成是利用電能來驅(qū)動化學(xué)變化。用電來代替有毒和昂貴的化學(xué)試劑，更清潔和便宜的合成讓化學(xué)合成能夠更好的提高生產(chǎn)效率和成本的降低。

電化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)除用于精細(xì)化工和制藥應(yīng)用外，還包括：無機(jī)化學(xué)合成；包括溴，氯，氟；鋁水性和非水性有機(jī)化學(xué)合成，包括L-半，電催化加氫，羧酸還原。

電化學(xué)是一種更為綠色環(huán)保的氧化還原合成工藝，因?yàn)樗苡行p少甚至是避免高風(fēng)險(xiǎn)，有毒氧化劑或還原劑的使用。傳統(tǒng)電解方法受到諸多限制，例如電場不均、加熱導(dǎo)致熱損失且必須使用支持電解質(zhì)。這些因素不是阻礙了電合成效率，就是加大了分離難度。電合成與微反應(yīng)技術(shù)聯(lián)用可以有效克服以上缺點(diǎn)。連續(xù)流電化學(xué)反應(yīng)器可用于電化學(xué)反應(yīng)、電極，電解質(zhì)及膜分離的研究。

有機(jī)電化學(xué)合成反應(yīng)過程中無需使用氧化劑或還原劑，僅通過電場作用便可將電中性的有機(jī)分子轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的陽離子或陰離子自由基物種，與此同時還能避免其他副反應(yīng)發(fā)生。連續(xù)流動電化學(xué)反應(yīng)裝置反應(yīng)可以在很小的體系中進(jìn)行，電極間距離較小，無需大電流負(fù)載，甚至不需要使用電解質(zhì)。

MF-Elflow電化學(xué)流動化學(xué)系統(tǒng)用于化學(xué)試劑的電化學(xué)活化可實(shí)現(xiàn)其他技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的選擇性和轉(zhuǎn)化可以輕松進(jìn)行連續(xù)流中的電化學(xué)反應(yīng)，是邁庫弗洛提供的許多裝置之一。MF-Elflow 連續(xù)流點(diǎn)化學(xué)系統(tǒng)無需工具即可組裝，用戶可在恒定電流（恒電）模式或恒定電壓（恒電）模式下操作以實(shí)現(xiàn)還原和氧化。

MF-Elflow是一種靈活的，可調(diào)的，連續(xù)流動的電化學(xué)模塊。這個緊湊的模塊可實(shí)現(xiàn)的化學(xué)轉(zhuǎn)化，并具有的易用性。

MF-Elflow連續(xù)流電化學(xué)反應(yīng)器極大的縮小了陰陽兩極之間的流通池間距，采用了芯片微流道的流通池，極大加速了陰陽兩極氧化還原反應(yīng)的速率，提高電化學(xué)反應(yīng)的效率。

電化學(xué)反應(yīng)器通過芯片厚度來調(diào)節(jié)間距，電極材料可選石墨電極或銅鎳電極，采用密封圈來防止漏液。多線程列管式并聯(lián)樹杈結(jié)構(gòu)降低電阻，可實(shí)現(xiàn)不用電解液反應(yīng)。

微通道電化學(xué)反應(yīng)器具有電極距離近、可實(shí)現(xiàn)連續(xù)反應(yīng)等特點(diǎn)。電極距離近的特點(diǎn)能帶來電壓低、電解質(zhì)用量少或者不用電解質(zhì)的優(yōu)勢；連續(xù)反應(yīng)可帶來物料不返流的優(yōu)勢，從而可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)物不過度氧化還原，提高產(chǎn)品收率。另外，微通道電化學(xué)反應(yīng)器還有控溫準(zhǔn)確、傳質(zhì)快速的特點(diǎn)。在電極距離極小條件下，還能實(shí)現(xiàn)特殊的氧化還原耦合反應(yīng)。

     連續(xù)流電化學(xué)反應(yīng)器應(yīng)用領(lǐng)域：電解池的替代、特種醫(yī)藥中間體制備、含能材料的制備等（物理化學(xué)、石墨烯......）。

連續(xù)流電化學(xué)反應(yīng)器可實(shí)現(xiàn)的工藝案例：連續(xù)流電化學(xué)的反應(yīng)工藝過程、陰極還原反應(yīng)（單向循環(huán)）、陽極氧化反應(yīng)（單向循環(huán)）、氧化還原反應(yīng)（雙向循環(huán)）。

電化學(xué)反應(yīng)器可用于烷氧基化，酯化，醚化，聚合和其他化學(xué)反應(yīng)。

二、連續(xù)流電化學(xué)反應(yīng)器技術(shù)優(yōu)勢

1、優(yōu)于普通氧化還原反應(yīng)：電合成用固定化的表面催化代替了均相化學(xué)催化，并且消除了用于一系列氧化和還原反應(yīng)的有毒且昂貴的化學(xué)試劑的需求。

2、高選擇性和高產(chǎn)率：電合成提供了高且可控的選擇性和產(chǎn)物收率，而副產(chǎn)物沒有問題。選擇性可以通過改變施加的電極電位來精確控制。

3、低能耗：每千克所需產(chǎn)品的耗電量低（<8 kWh / kg產(chǎn)品）。

4、優(yōu)化工藝條件：電化學(xué)反應(yīng)的工藝條件可以通過將工藝分成兩個或多個可以分別控制的不連續(xù)部分來進(jìn)一步優(yōu)化。

5、輕松放大：通過并聯(lián)電化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)，可以輕松實(shí)現(xiàn)具有成本效益的按比例放大。這比常規(guī)反應(yīng)堆容器的常規(guī)放大要求更容易。

三、連續(xù)流電化學(xué)反應(yīng)器技術(shù)特點(diǎn)

1、MF-ELFlow連續(xù)流電化學(xué)反應(yīng)器相比其他電化學(xué)合成設(shè)備采用集成式更方便、簡易的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，簡易裝夾，電極板及芯片集成化設(shè)計(jì)，性比價(jià)更高?？墒謩涌焖俳M裝，組裝過程只需幾分鐘即可完成；

2、特色的加熱制冷板設(shè)計(jì)（水冷接頭、電極頭）；

3、采用慢走絲線切割工藝成型，可以控制電極溫度-30-200攝氏度；

4、省去集電器單元，電極間距0.025-2mm按需調(diào)控，芯片池深0.05-2mm按需調(diào)控，可實(shí)現(xiàn)單獨(dú)流通池單元和整流通池，實(shí)現(xiàn)單電解池反應(yīng)和雙電解池反應(yīng)；

5、無需工具手緊組裝，絕緣螺絲連接，擊穿電壓高達(dá)20kv；

6、電極材質(zhì)可選等靜壓石墨、99.9純紫銅、發(fā)泡鎳等，密封強(qiáng)度可達(dá)20bar；

7、水/醇體系、純有機(jī)相體系、雙池體系所用膜片型號不一樣，訂購時請說明體系。

8、采用密封圈來防止漏液。多線程列管式并聯(lián)樹杈結(jié)構(gòu)降低電阻，可實(shí)現(xiàn)不用電解液反應(yīng)。

9、改進(jìn)的流量分配：使用計(jì)算流體力學(xué)（CFD）設(shè)計(jì)。

10、能夠使用各種厚度范圍為1-8 mm的電極材料。

11、可配置為已劃分或未劃分的單元。可以使用任何合適的膜材料。

12、提供了一個易于拆卸和組裝的支架以及一個易于切割膜片和墊片的模板。

四、MF-ELFlow 連續(xù)流電化學(xué)反應(yīng)器產(chǎn)品優(yōu)勢：

（1）停留時間長，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)合成或者處理；

（2）反應(yīng)器可控溫；

（3）電極種類選擇余地大，電極距離可調(diào)控；

（4）可隔膜或無隔膜進(jìn)行。

五、MF-ELFlow 連續(xù)流電化學(xué)反應(yīng)器技術(shù)規(guī)格：

六、MF-ELFlow 連續(xù)流電化學(xué)反應(yīng)器基本技術(shù)參數(shù)：

七、電化學(xué)在流動化學(xué)中的應(yīng)用

電化學(xué)能夠?qū)崿F(xiàn)試劑的活化，從而實(shí)現(xiàn)其他技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的選擇性和轉(zhuǎn)化。電子的轉(zhuǎn)移驅(qū)動反應(yīng)和轉(zhuǎn)變，意味著電化學(xué)是一種表面現(xiàn)象，當(dāng)表面積/體積比高時，反應(yīng)可以得到優(yōu)化。

流動中的電化學(xué)意味著基料可以在兩個電極之間流過，調(diào)節(jié)流速的能力將調(diào)節(jié)基料暴露于電子轉(zhuǎn)移過程的時間量。

與典型的批處理方法相比，這種方法的優(yōu)勢意味著我們可以地發(fā)揮表面現(xiàn)象特性的潛力，即減少電極之間的距離，以實(shí)現(xiàn)更高效的電子傳輸。這樣，流動中的電化學(xué)極大地允許更好的控制和反應(yīng)的選擇性。

電化學(xué)在流動化學(xué)應(yīng)用中的優(yōu)勢

除了能夠使用其他技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的反應(yīng)和轉(zhuǎn)化之外，電化學(xué)還可以實(shí)現(xiàn)：

· 減少有毒和有害氧化劑的使用量

· 反應(yīng)性中間體的產(chǎn)生，多步合成的理想選擇

· 快速氧化和還原藥物代謝產(chǎn)物的氧化合成

· 藥物代謝產(chǎn)物的氧化合成

在電化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)由可用于激活分子以產(chǎn)生所需反應(yīng)的電子數(shù)量驅(qū)動。

在流動中進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)意味著您可以在電子轉(zhuǎn)移過程中在電極之間連續(xù)流過基料。調(diào)節(jié)流速的能力意味著電化學(xué)反應(yīng)的停留時間受到嚴(yán)格控制，而停留時間通常決定產(chǎn)物的分布和副產(chǎn)物形成的控制。

連續(xù)流動方式運(yùn)行意味著您可以得到更大數(shù)量的電化學(xué)反應(yīng)的底物，并且每次實(shí)驗(yàn)都可以得到更多的產(chǎn)物。在兩個電極之間的通道中流動流體時，減小電極之間的距離可以更好地控制轉(zhuǎn)移到基料上的電子數(shù)量，從而更好地控制和選擇性地進(jìn)行反應(yīng)，這意味著您可以更準(zhǔn)確地分配產(chǎn)品還將獲得更高的產(chǎn)品產(chǎn)量。

核心流動原理意味著溫度控制在電化學(xué)反應(yīng)期間也顯著提高，因?yàn)檩^小的通道促進(jìn)了更高效的傳熱，因此，可以在單個電化學(xué)反應(yīng)中控制范圍變量以達(dá)到所需條件。這意味著流動中的電化學(xué)反應(yīng)比分批過程中的類似反應(yīng)快得多，分批反應(yīng)通常要花費(fèi)數(shù)小時才能完成，通常在流動電化學(xué)反應(yīng)器中幾分鐘內(nèi)就可以完成，而由于運(yùn)行時所提供的控制量，該反應(yīng)還可以產(chǎn)生更多，分布均勻的產(chǎn)品。

所有這些因素意味著，與批量過程中的類似反應(yīng)相比，流動電化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生速度要快得多，通常需要幾分鐘或以上，而且由于控制量的原因，產(chǎn)生的產(chǎn)品分布也更均勻。

產(chǎn)品類別：電化學(xué)流動反應(yīng)器；連續(xù)流電化學(xué)反應(yīng)器；流動電化學(xué)；新型流式電化學(xué)反應(yīng)器；微通道電化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)；電化學(xué)合成；有機(jī)電化學(xué)反應(yīng)器；電化學(xué)合成設(shè)備；微流控電化學(xué)反應(yīng)器；電極式反應(yīng)器；電化學(xué)流動化學(xué)系統(tǒng)。