连续流电化学（催化）合成/电化学流动微反应装置

Electrochemistry Reactor & Flow Electrochemistry

一、连续流电化学反应器产品简介

许多化学反应使用的有害化学物质对环境极为不利。在某些情况下，电化学合成可以通过用电子代替这些化学试剂来提供清洁的替代方法。使用电子具有使反应在温和条件下进行的额外优势。在两个化学反应竞争的情况下，电子似乎是很好的替代品，从而限制了不需要的副产物。电化学合成可缩短工艺流程，节省能源和减少对环境的影响。

有机电化学是合成API的重要技术和经济利益的潜力。电化学合成使用电子作为试剂，与使用传统化学试剂相比，它可以实现更高效的转化，并且可以产生更安全，更具成本效益的过程，从而减少废物产生，使用更少的化学原料并简化流程化学合成。

电化学合成是利用电能来驱动化学变化。用电来代替有毒和昂贵的化学试剂，更清洁和便宜的合成让化学合成能够更好的提高生产效率和成本的降低。

电化学反应系统除用于精细化工和制药应用外，还包括：无机化学合成；包括溴，氯，氟；铝水性和非水性有机化学合成，包括L-半，电催化加氢，羧酸还原。

电化学是一种更为绿色环保的氧化还原合成工艺，因为它能有效减少甚至是避免高风险，有毒氧化剂或还原剂的使用。传统电解方法受到诸多限制，例如电场不均、加热导致热损失且必须使用支持电解质。这些因素不是阻碍了电合成效率，就是加大了分离难度。电合成与微反应技术联用可以有效克服以上缺点。连续流电化学反应器可用于电化学反应、电极，电解质及膜分离的研究。

有机电化学合成反应过程中无需使用氧化剂或还原剂，仅通过电场作用便可将电中性的有机分子转化为相应的阳离子或阴离子自由基物种，与此同时还能避免其他副反应发生。连续流动电化学反应装置反应可以在很小的体系中进行，电极间距离较小，无需大电流负载，甚至不需要使用电解质。

MF-Elflow电化学流动化学系统用于化学试剂的电化学活化可实现其他技术无法实现的选择性和转化可以轻松进行连续流中的电化学反应，是迈库弗洛提供的许多装置之一。MF-Elflow 连续流点化学系统无需工具即可组装，用户可在恒定电流（恒电）模式或恒定电压（恒电）模式下操作以实现还原和氧化。

MF-Elflow是一种灵活的，可调的，连续流动的电化学模块。这个紧凑的模块可实现的化学转化，并具有的易用性。

MF-Elflow连续流电化学反应器极大的缩小了阴阳两极之间的流通池间距，采用了芯片微流道的流通池，极大加速了阴阳两极氧化还原反应的速率，提高电化学反应的效率。

电化学反应器通过芯片厚度来调节间距，电极材料可选石墨电极或铜镍电极，采用密封圈来防止漏液。多线程列管式并联树杈结构降低电阻，可实现不用电解液反应。

微通道电化学反应器具有电极距离近、可实现连续反应等特点。电极距离近的特点能带来电压低、电解质用量少或者不用电解质的优势；连续反应可带来物料不返流的优势，从而可实现产物不过度氧化还原，提高产品收率。另外，微通道电化学反应器还有控温准确、传质快速的特点。在电极距离极小条件下，还能实现特殊的氧化还原耦合反应。

     连续流电化学反应器应用领域：电解池的替代、特种医药中间体制备、含能材料的制备等（物理化学、石墨烯......）。

连续流电化学反应器可实现的工艺案例：连续流电化学的反应工艺过程、阴极还原反应（单向循环）、阳极氧化反应（单向循环）、氧化还原反应（双向循环）。

电化学反应器可用于烷氧基化，酯化，醚化，聚合和其他化学反应。

二、连续流电化学反应器技术优势

1、优于普通氧化还原反应：电合成用固定化的表面催化代替了均相化学催化，并且消除了用于一系列氧化和还原反应的有毒且昂贵的化学试剂的需求。

2、高选择性和高产率：电合成提供了高且可控的选择性和产物收率，而副产物没有问题。选择性可以通过改变施加的电极电位来精确控制。

3、低能耗：每千克所需产品的耗电量低（<8 kWh / kg产品）。

4、优化工艺条件：电化学反应的工艺条件可以通过将工艺分成两个或多个可以分别控制的不连续部分来进一步优化。

5、轻松放大：通过并联电化学反应系统，可以轻松实现具有成本效益的按比例放大。这比常规反应堆容器的常规放大要求更容易。

三、连续流电化学反应器技术特点

1、MF-ELFlow连续流电化学反应器相比其他电化学合成设备采用集成式更方便、简易的设计结构，简易装夹，电极板及芯片集成化设计，性比价更高。可手动快速组装，组装过程只需几分钟即可完成；

2、特色的加热制冷板设计（水冷接头、电极头）；

3、采用慢走丝线切割工艺成型，可以控制电极温度-30-200摄氏度；

4、省去集电器单元，电极间距0.025-2mm按需调控，芯片池深0.05-2mm按需调控，可实现单独流通池单元和整流通池，实现单电解池反应和双电解池反应；

5、无需工具手紧组装，绝缘螺丝连接，击穿电压高达20kv；

6、电极材质可选等静压石墨、99.9纯紫铜、发泡镍等，密封强度可达20bar；

7、水/醇体系、纯有机相体系、双池体系所用膜片型号不一样，订购时请说明体系。

8、采用密封圈来防止漏液。多线程列管式并联树杈结构降低电阻，可实现不用电解液反应。

9、改进的流量分配：使用计算流体力学（CFD）设计。

10、能够使用各种厚度范围为1-8 mm的电极材料。

11、可配置为已划分或未划分的单元。可以使用任何合适的膜材料。

12、提供了一个易于拆卸和组装的支架以及一个易于切割膜片和垫片的模板。

四、MF-ELFlow 连续流电化学反应器产品优势：

（1）停留时间长，可实现连续合成或者处理；

（2）反应器可控温；

（3）电极种类选择余地大，电极距离可调控；

（4）可隔膜或无隔膜进行。

五、MF-ELFlow 连续流电化学反应器技术规格：

六、MF-ELFlow 连续流电化学反应器基本技术参数：

七、电化学在流动化学中的应用

电化学能够实现试剂的活化，从而实现其他技术无法实现的选择性和转化。电子的转移驱动反应和转变，意味着电化学是一种表面现象，当表面积/体积比高时，反应可以得到优化。

流动中的电化学意味着基料可以在两个电极之间流过，调节流速的能力将调节基料暴露于电子转移过程的时间量。

与典型的批处理方法相比，这种方法的优势意味着我们可以地发挥表面现象特性的潜力，即减少电极之间的距离，以实现更高效的电子传输。这样，流动中的电化学极大地允许更好的控制和反应的选择性。

电化学在流动化学应用中的优势

除了能够使用其他技术无法实现的反应和转化之外，电化学还可以实现：

· 减少有毒和有害氧化剂的使用量

· 反应性中间体的产生，多步合成的理想选择

· 快速氧化和还原药物代谢产物的氧化合成

· 药物代谢产物的氧化合成

在电化学反应中，反应由可用于激活分子以产生所需反应的电子数量驱动。

在流动中进行电化学反应意味着您可以在电子转移过程中在电极之间连续流过基料。调节流速的能力意味着电化学反应的停留时间受到严格控制，而停留时间通常决定产物的分布和副产物形成的控制。

连续流动方式运行意味着您可以得到更大数量的电化学反应的底物，并且每次实验都可以得到更多的产物。在两个电极之间的通道中流动流体时，减小电极之间的距离可以更好地控制转移到基料上的电子数量，从而更好地控制和选择性地进行反应，这意味着您可以更准确地分配产品还将获得更高的产品产量。

核心流动原理意味着温度控制在电化学反应期间也显着提高，因为较小的通道促进了更高效的传热，因此，可以在单个电化学反应中控制范围变量以达到所需条件。这意味着流动中的电化学反应比分批过程中的类似反应快得多，分批反应通常要花费数小时才能完成，通常在流动电化学反应器中几分钟内就可以完成，而由于运行时所提供的控制量，该反应还可以产生更多，分布均匀的产品。

所有这些因素意味着，与批量过程中的类似反应相比，流动电化学反应的发生速度要快得多，通常需要几分钟或以上，而且由于控制量的原因，产生的产品分布也更均匀。

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