將光催化技術(shù)與微通道反應(yīng)器相結(jié)合，是近年來(lái)光催化領(lǐng)域的重要技術(shù)革新，它利用了微通道反應(yīng)器的微米級(jí)流道，實(shí)現(xiàn)了光催化反應(yīng)的高效傳質(zhì)傳熱與光能利用，同時(shí)也利用了微通道反應(yīng)器放大簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)，讓光催化反應(yīng)工業(yè)化生產(chǎn)成為可能。在此背景下，多種微通道光催化反應(yīng)器應(yīng)運(yùn)而生，那光催化微通道反應(yīng)器有哪些優(yōu)缺點(diǎn)呢?下面就具體分析一下。

優(yōu)點(diǎn)：

1.光利用效率高

在光催化微通道反應(yīng)器中，可以集成多種波長(zhǎng)的LED光源，使用光學(xué)級(jí)石英玻璃/藍(lán)寶石材質(zhì)窗口，能提升透光率到90%以上，光子通量密度可達(dá)40W，比傳統(tǒng)光催化反應(yīng)器，光利用效率能提升50%左右。

2.光程短光照均勻

在微通道反應(yīng)器的微米級(jí)流道中，光程極短，能顯著減少光在反應(yīng)體系內(nèi)的體相衰減，讓光照均勻，對(duì)高吸光度或渾濁體系依舊適用。

3.易于放大

可以利用為微通道反應(yīng)器數(shù)增放大的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)增加板式反應(yīng)單元數(shù)量來(lái)進(jìn)行放大，同時(shí)在工藝參數(shù)上，可以直接將小試數(shù)據(jù)平移到工業(yè)化生產(chǎn)上，這樣就克服了光催化應(yīng)用放大困難的問(wèn)題。

4.傳質(zhì)效率高

擁有極高的比表面積/體積比，顯著改善傳質(zhì)效率，其傳質(zhì)效率是傳統(tǒng)釜式反應(yīng)器10倍以上。

5.傳熱效率高

微米級(jí)流道下，能做到快速傳熱，利于控制反應(yīng)溫度，同時(shí)能避免局部過(guò)熱導(dǎo)致的催化劑失活和安全問(wèn)題。

6.安全性高

兼具微通道反應(yīng)器的安全性，其單板持液量只有幾毫升，這樣能降低高危工藝原料的泄露風(fēng)險(xiǎn)，更加安全。

7.高通量篩選

反應(yīng)器可以配置多個(gè)反應(yīng)單元，這樣的多通道并行設(shè)計(jì)，支持同時(shí)測(cè)試不同條件或催化劑下的效果，能夠顯著提升篩選效率。

8.自動(dòng)化控制

連續(xù)化反應(yīng)加上模塊化集成，更利于設(shè)備在產(chǎn)業(yè)化放大后實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。

缺點(diǎn)：

1. 容易堵塞

微米級(jí)通道，易于堵塞，對(duì)于含有固體或粘度較高的進(jìn)料，以及含有固體催化劑或是生成反應(yīng)沉淀物的光催化工藝，需要慎重使用，否則有流道堵塞的風(fēng)險(xiǎn)。

2.放大成本高

單個(gè)反應(yīng)模塊持液量低，處理能力也相對(duì)較低，雖然可以通過(guò)增加數(shù)量的方式進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化放大，但成本非常高，只適合需要精細(xì)化生產(chǎn)的行業(yè)。

3.系統(tǒng)集成難度大

整個(gè)光催化微通道反應(yīng)器系統(tǒng)包括板式反應(yīng)單元、光源、溫控、進(jìn)料、出料、背壓閥、中控等多部分，在放大時(shí)，需要精密協(xié)同，系統(tǒng)集成難度更大。

以上就是光催化微通道反應(yīng)器優(yōu)缺點(diǎn)分析，光催化微通道反應(yīng)器憑借光利用效率高、高效傳質(zhì)傳熱、可以數(shù)增放大的特點(diǎn)，成為實(shí)驗(yàn)室研究與高附加值合成的理想選擇，尤其適合貴重化學(xué)品合成、高通量篩選，以及需要精確控制的反應(yīng)場(chǎng)景。