做電化學(xué)反應(yīng)時(shí),您是否常為這些事頭疼:
額外添加的電解質(zhì)處理起來(lái)麻煩又傷環(huán)境;
溶劑選擇被導(dǎo)電性死死限制;
不對(duì)稱合成反應(yīng)總是難以突破;
想把實(shí)驗(yàn)室成果放大生產(chǎn)難上加難……
歐世盛電化學(xué)反應(yīng)儀來(lái)了 !
連續(xù)流+電化學(xué)重構(gòu)電化學(xué)體系,
讓痛點(diǎn)問(wèn)題迎刃而解,
為電合成按下加速鍵!
01傳統(tǒng)釜式電化學(xué)痛點(diǎn)
電化學(xué)反應(yīng)以其綠色、高效的特點(diǎn),在化學(xué)合成領(lǐng)域占據(jù)著重要地位。然而,傳統(tǒng)釜式電化學(xué)反應(yīng)的諸多局限,卻像一道道關(guān)卡,阻礙著實(shí)驗(yàn)的順利推進(jìn)。電解質(zhì)的污染問(wèn)題、溶劑選擇的狹窄范圍、不對(duì)稱合成的技術(shù)瓶頸以及工業(yè)化放大的艱難,讓不少科研人員和企業(yè)倍感困擾。
電解質(zhì)添加難題:很多電化學(xué)反應(yīng)需要額外添加電解質(zhì)來(lái)增加溶劑的導(dǎo)電性,這些電解質(zhì)溶液有時(shí)更難處理,對(duì)環(huán)境危害更大。
溶劑選擇受限:電化學(xué)反應(yīng)要求溶劑的導(dǎo)電性能好,因此可供選擇的溶劑十分有限。
不對(duì)稱合成瓶頸:電化學(xué)有機(jī)合成雖然在C-C鍵、C-N鍵、C-O鍵的構(gòu)建上有較多的報(bào)道,但在不對(duì)稱有機(jī)合成反應(yīng)方向上少有報(bào)道。
應(yīng)用拓展受阻:連續(xù)流技術(shù)和電化學(xué)反應(yīng)結(jié)合起來(lái)的應(yīng)用案例目前報(bào)道較少,需要發(fā)展新的連續(xù)電化學(xué)反應(yīng)器來(lái)擴(kuò)展電化學(xué)有機(jī)合成的適應(yīng)性以及可放大性。
02連續(xù)流 + 電化學(xué) 重構(gòu)反應(yīng)體系
連續(xù)流技術(shù)與電化學(xué)反應(yīng)深度耦合,正逐步改寫(xiě)傳統(tǒng)反應(yīng)體系規(guī)則,在有機(jī)合成等領(lǐng)域嶄露頭角,讓傳統(tǒng)釜式電化學(xué)反應(yīng)傳質(zhì)效率低,反應(yīng)物擴(kuò)散慢,反應(yīng)速率受限,電極間距大導(dǎo)致能耗高、反應(yīng)選擇性差,放大生產(chǎn)困難重重等痛點(diǎn)問(wèn)題成為過(guò)去式。
連續(xù)流+電化學(xué)不僅提升了反應(yīng)效率和安全性,還為實(shí)驗(yàn)帶來(lái)了全新的可能。微通道反應(yīng)器使反應(yīng)物比表面積劇增,傳質(zhì)系數(shù)較釜式提升 1 - 2 個(gè)數(shù)量級(jí),加速反應(yīng)進(jìn)程。電極間距精準(zhǔn)調(diào)控,降低歐姆壓降,提升電能利用率。同時(shí),連續(xù)流操作實(shí)現(xiàn)反應(yīng)連續(xù)、自動(dòng)化,減少人工干預(yù),且能精準(zhǔn)控制反應(yīng)條件,通過(guò)精確調(diào)節(jié)流速、電極電壓等參數(shù),研究人員可以輕松地優(yōu)化反應(yīng)條件,探索不同的反應(yīng)路徑,從而開(kāi)發(fā)出更高效、更綠色的合成路線。從工業(yè)化趨勢(shì)看,連續(xù)流電化學(xué)反應(yīng)放大過(guò)程能維持性能穩(wěn)定,如己二腈、癸二酸工業(yè)化生產(chǎn)已驗(yàn)證其可行性,逐漸取代傳統(tǒng)釜式反應(yīng),成為電化學(xué)合成領(lǐng)域的未來(lái)主流技術(shù)。各應(yīng)用領(lǐng)域的需求也將推動(dòng)連續(xù)流電化學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展。
精細(xì)化工:高效助力 C-C、C-N、C-O 鍵構(gòu)建,提升精細(xì)化學(xué)品合成的效率與選擇性。
制藥行業(yè):精準(zhǔn)調(diào)控反應(yīng),為藥物中間體合成及不對(duì)稱有機(jī)合成提供支持。
新能源材料:可制備特定性能的電池、超級(jí)電容器電極材料,推動(dòng)新能源技術(shù)發(fā)展。
環(huán)保領(lǐng)域:高效降解工業(yè)廢水中有機(jī)污染物,實(shí)現(xiàn)廢水達(dá)標(biāo)排放。
科研教學(xué):為科研提供靈活實(shí)驗(yàn)平臺(tái),也可作為教學(xué)工具,助力電化學(xué)研究與教學(xué)。
03歐世盛 E-FLOW-S10 電化學(xué)反應(yīng)儀
歐世盛 E-FLOW-S10 電化學(xué)反應(yīng)儀是專為電催化、電合成打造的利器。它采用開(kāi)放式平臺(tái)設(shè)計(jì),內(nèi)部集成了高壓恒流輸液泵、電化學(xué)工作站、控溫單元及軟件控制系統(tǒng)等核心部件,還可搭配不同規(guī)格的電化學(xué)微通道反應(yīng)器,用戶能根據(jù)自身需求靈活配置,讓實(shí)驗(yàn)方案更貼合實(shí)際。
該儀器通過(guò)微通道反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì),以及歐世盛多樣化模塊的搭配,可建傳質(zhì) - 反應(yīng) - 分離的一體化反應(yīng)場(chǎng),不僅顯著提升了時(shí)空產(chǎn)率與操作安全性,更拓展了電化學(xué)反應(yīng)的應(yīng)用邊界。借助精密流體控制模塊與電化學(xué)工作站的聯(lián)動(dòng)調(diào)控,可實(shí)現(xiàn)對(duì)流速、電極電位、電流密度等關(guān)鍵參數(shù)的動(dòng)態(tài)優(yōu)化,為反應(yīng)路徑的定向調(diào)控提供了精準(zhǔn)的操作窗口。這種可控性使得研究人員能夠系統(tǒng)探索反應(yīng)機(jī)理,高效篩選工藝條件,進(jìn)而開(kāi)發(fā)出原子經(jīng)濟(jì)性更高、環(huán)境負(fù)荷更低的綠色合成工藝路線,為電化學(xué)合成的工業(yè)化應(yīng)用奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。
開(kāi)放式平臺(tái)設(shè)計(jì),更換反應(yīng)器方便快捷。
基于連續(xù)流電化學(xué)反應(yīng)器,反應(yīng)效率更高。
高度集成化,一站式解決方案,適用于電催化、電合成等連續(xù)化反應(yīng)。
反應(yīng)器更換電極方便,提供多種電極規(guī)格可供選擇。
帶控溫反應(yīng)器,具有更廣的適用范圍。
04核心優(yōu)勢(shì)
電子傳輸快車(chē)道:反應(yīng)器的高表面積與體積比,使得反應(yīng)物與電極的接觸更加充分,加快了反應(yīng)速率。
反應(yīng)自動(dòng)化引擎:連續(xù)流電化學(xué)反應(yīng)器的使用,宛如為反應(yīng)過(guò)程安裝了一臺(tái)自動(dòng)化引擎,使得反應(yīng)過(guò)程更加自動(dòng)化和連續(xù)化,減少了人工干預(yù),提高了效率。
精準(zhǔn)調(diào)控加速器:反應(yīng)速度可通過(guò)調(diào)節(jié)電流或施加的電壓來(lái)精準(zhǔn)控制,無(wú)需像傳統(tǒng)反應(yīng)添加無(wú)氧化還原試劑和復(fù)雜的淬滅操作,反應(yīng)調(diào)控更加簡(jiǎn)潔高效。
工業(yè)放大推進(jìn)器:工業(yè)放大推進(jìn)器:連續(xù)電化學(xué)合成更容易放大,為大規(guī)模生產(chǎn)提供了有力支持。
電子當(dāng)量精算尺:相對(duì)傳統(tǒng)電化學(xué)合成,在流動(dòng)電化學(xué)反應(yīng)池中,電極之間的距離(42mm)大大減小,從而更精確控制反應(yīng)中的電子當(dāng)量,從而顯著提高反應(yīng)的選擇性,讓反應(yīng)結(jié)果更加精準(zhǔn)可控。
05性能參數(shù)
高壓恒流輸液泵
電催化微通道反應(yīng)器
電合成微通道反應(yīng)器
電化學(xué)工作站
06結(jié)語(yǔ)
從實(shí)驗(yàn)室小試到工業(yè)化放大,歐世盛E-FLOW-S10電化學(xué)反應(yīng)儀用“毫米電極間距 × 百倍電子效率 × 零放大難題"重新定義電化學(xué)合成。
毫米電極間距
優(yōu)勢(shì):更短的電極間距可以顯著降低溶液電阻,提高電流效率,從而加速反應(yīng)過(guò)程,提升產(chǎn)物的生成速率和收率。
應(yīng)用實(shí)例:在有機(jī)電合成中,如藥物中間體的制備,毫米級(jí)電極間距可以顯著提升目標(biāo)產(chǎn)物的產(chǎn)率,減少副產(chǎn)物的生成,提高反應(yīng)的選擇性。
百倍電子效率:
優(yōu)勢(shì):電子效率意味著更多的電子能夠有效參與目標(biāo)反應(yīng),減少能量損失,降低生產(chǎn)成本,同時(shí)提高反應(yīng)的環(huán)保性。
應(yīng)用實(shí)例:在金屬提取和精煉過(guò)程中,高電子效率可以顯著提升金屬的回收率,減少化學(xué)試劑的使用,降低環(huán)境污染。
零放大難題:
優(yōu)勢(shì):消除放大難題可以加速新工藝從研發(fā)到商業(yè)化的進(jìn)程,降低工業(yè)化風(fēng)險(xiǎn),確保工業(yè)生產(chǎn)能夠達(dá)到與實(shí)驗(yàn)室相同的高效反應(yīng)效果。
應(yīng)用實(shí)例:在新能源材料的生產(chǎn)中,E-FLOW-S10能夠確保從實(shí)驗(yàn)室小試到生產(chǎn)線的大規(guī)模生產(chǎn),反應(yīng)條件和產(chǎn)物質(zhì)量保持一致,推動(dòng)了新材料的市場(chǎng)應(yīng)用。
綜上所述,歐世盛 E-FLOW-S10電化學(xué)反應(yīng)儀通過(guò)毫米電極間距、百倍電子效率和零放大難題的技術(shù)創(chuàng)新,不僅提高了電化學(xué)合成的效率和環(huán)保性,還推動(dòng)了電化學(xué)技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室研究向工業(yè)化應(yīng)用的轉(zhuǎn)化,為電化學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展開(kāi)辟了新的道路。