連續(xù)流電化學(xué)（催化）合成/電化學(xué)流動(dòng)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(duì)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(shì)。在兩個(gè)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(duì)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(dòng)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(chǎng)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(chǎng)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(shí)還能避免其他副反應(yīng)發(fā)生。連續(xù)流動(dòng)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(dòng)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(dòng)的電化學(xué)模塊。這個(gè)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(shì)；連續(xù)反應(yīng)可帶來物料不返流的優(yōu)勢(shì)，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(shì)

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(gè)或多個(gè)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?dòng)快速組裝，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(hào)不一樣，訂購時(shí)請(qǐng)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(gè)易于拆卸和組裝的支架以及一個(gè)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(shì)：

（1）停留時(shí)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(dòng)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(dòng)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(shí)，反應(yīng)可以得到優(yōu)化。

流動(dòng)中的電化學(xué)意味著基料可以在兩個(gè)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(shí)間量。

與典型的批處理方法相比，這種方法的優(yōu)勢(shì)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(dòng)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(dòng)化學(xué)應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)

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(dòng)。

在流動(dòng)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(shí)間受到嚴(yán)格控制，而停留時(shí)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(dòng)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(gè)電極之間的通道中流動(dòng)流體時(shí)，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(dòng)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(gè)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(dòng)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(shí)才能完成，通常在流動(dòng)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(shí)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(dòng)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(dòng)反應(yīng)器；連續(xù)流電化學(xué)反應(yīng)器；流動(dòng)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(dòng)化學(xué)系統(tǒng)。