最近经常看到各家企业在招聘微化工方向的人才，由于高校尚未普及流动化学教学，很多学生对这一块不熟悉，市场也缺乏大量能熟练应用微反应做工艺条件的高校毕业生，导致化工、制药、新材料等领域的企业长期在招聘广告上寻找这类人才，可谓是求贤若渴。据了解，同等条件的情况下，熟练掌握微反应连续流技术的毕业生，薪资待遇都会高出不少。
微反应连续合成技术是化工学科的前沿方向之一，将该技术应用到化学合成和转化中可以减少反应器体积，提高过程效率和选择性，提高过程安全性。在安全和环保要求越来越严的大背景下，微化工连续合成技术得到了越来越多的关注。
欧世盛公司推出的流动化学教学平台，基于微反应连续合成技术，通过实验表征，可帮助学生理解微反应器内微尺度效应。通过模拟实验，可帮助学生了解实际微反应连续合成过程，初步掌握微反应器连续合成操作，加深学生对该技术的理解。
基础版教学平台
基础版教学平台可作为学生教学演示装置，实现温和状态下演示教学实验为其基本功能，实际应用中需要对教学实验进行设计。平台常用配置如下：
高级版教学平台
高级版教学平台可应用于更多的复杂条件下的微反应器内连续合成反应。平台常用配置如下：
应用案例
在此介绍埃因霍温理工大学教学中使用的两个流动化学教学性实验，一个实验涉及合成热影响重氮盐，这些重氮盐随后可以反应生成重氮染料(溶剂黄7)。第二个实验涉及硫醇的有机-水两相氧化成二硫化物，并提供分段流动的初步认识。这两个实验具有相对较低的危险和较为廉价的实验成本，而且能够在实验中尽量多的接触到不同的流动化学设备和毛细管式反应器，帮助实验者加深理解。
实验1：在连续流中合成中间体7
中间体7的合成包括两个步骤，通过重氮化以生成相应的重氮化合物，随后与苯酚发生重氮偶连反应，生成重氮染料。这是一个典型的多步反应，并且其间会生成危险的重氮中间产物。虽然重氮中间产物具有一定的爆炸危险性，但是由于在连续流中，中间产物一直被反应成为终产物，所以提供了实验的本质安全性。所有起始反应物选择了较为廉价的苯胺、苯酚和亚硝酸钠，且浓度均在较低的水平(0.01 mol/L)，这进一步提高了反应的安全性。
图1 溶剂黄7合成实验
整个反应分为两步。第一步反应在酸性条件下进行，在盐酸环境中，苯胺和亚硝酸钠反应，生成重氮盐中间产物。第二步反应在碱性条件下进行，使用过量氢氧化钠中和盐酸形成碱性环境，重氮盐中间产物和苯酚生成终产物溶剂黄7。具体的反应物浓度参照图1b。两组反应在PFA毛细管中进行。
具体实验步骤如下：
1)如图1b所示，将反应器连接，并将反应器连接到注射泵上。
2)调整不同反应物的浓度，依次吸入注射泵。使其在流速相同的情况下使得反应物能够以合适的量进入反应器。
3)推动注射泵进行反应。在合适的停留时间分别在出口取样，时间依次为15s, 30s, 45s, 60s, 90s, 120s, 150s和300 s。
4)将取样的样品稀释，使用紫外-可见分光光度计，依次读取400nm吸光值。计算出产物浓度。
5)分析结果，计算出反应动力学常数k。
6)建立理论模型，计算出达到99%的转化率所需的停留时间。
7)进一步采集实验数据，验证理论模型。
在分析计算中，可以应用到如下的等式：
利用ln(1/(1-X))与t的正比关系，拟合趋势线，进行分析计算，如图2所示。最终计算出达到99%的转化率的停留时间，大于等于1024s。得到理论模型曲线之后，可以进一步将其他采集的数据点带入到模型中，分析模型可信度。
图2反应停留时间数学分析
在本实验中，可以让实验者建立对于流动化学的初步认识，学习如何建立流动化学实验的反应步骤和分析方法。请注意，虽然流动化学实验中处于反应状态的中间产物可能只有几毫升，危险系数较低，但实际实验中仍要多注意安全。
实验2：在流动化学条件下进行辛硫醇的二聚反应
辛硫醇的二聚反应，可以在流动化学条件下实现。这一流动化学实验最大的特点，是进行一个液-液非均相反应。微反应器管路内，有机相和水相不互溶，分隔为不同的液段，并充分接触。做为一个典型的有机相合成反应，在此选择了辛硫醇二聚反应的原因在于，驱动这一反应进行的条件要求并不高。相比于其他需要光化学驱动或电化学驱动的反应而言，辛硫醇二聚反应只需要一定量的氧化剂就可以驱动，因此无需设置复杂的反应器结构。
图3辛硫醇二聚反应实验
图4在辛硫醇二聚实验中可以观察到的液体分段现象
具体实验步骤如下：
1)以含有1%摩尔分数的I2的乙酸乙酯作为溶剂，配置0.1mol/L的辛硫醇溶液。另外准备质量浓度10%的过氧化氢。
2)将两种溶液如图3所示吸入注射泵中，并依图3连接流动化学装置。
3)推动注射泵，使得液体混合。在反应器内部可以观察到，因两种液体不互溶而发生的液体分段现象。
4)完全反应需要的停留时间大约在5min左右。
5)抛弃前四个反应器体积的产物，待反应体系达到稳态后开始收集足量用于检测的产物(大约20mL)。
6)小心的在分液漏斗中使用0.2mol/L的硫代硫酸盐清洗产物溶液。这一过程是为了消耗过量的碘的反应，需注意反应过程中的放热。
7)轻轻晃动溶液使得有机相与水相分离。利用分液漏斗分离有机相，并再使用硫代硫酸盐清洗有机相两次。
8)有机相使用硫酸镁干燥并蒸发。获得高纯度产物，并计算产率。
在实验过程中可以对微反应器中的分段液态现象多加观察，这是在液液非均相反应中的常见现象。其分段状态如图4所示。整个实验过程足以在4小时内完成。在计算产率的过程中，有时会出现产率大于100%的情况，这可能是由于未能完全移除溶剂造成的结果。请注意，虽然流动化学实验中处于反应状态的中间产物可能只有几毫升，危险系数较低，但实际实验中仍要多注意安全。
以上两个实验集中体现了流动化学的几个优势：其一，快速反应。许多反应在反应时需要数小时甚至数天的时间，而应用流动化学技术，可以将这一过程加速到几分钟甚至更短。这也是非常有利于实验课程的进行，而不必过多调整学生的时间。第二，反应和反应环境的安全性。在流动化学实验中，同一时间处于反应状态的反应物的量是很小的，这使得反应和反应环境处于一个安全的状态。第三，实验者可以借此对反应中的一些基础转运现象有更加深入的理解，像质量转运和热转运。这在多相反应中尤为重要，特别是气液反应和液液非均相反应。
结束语
教育领域启动的设备更新方案明确指出，要支持服务高校人才培养、学科建设、科学研究的重大教学科研仪器设备。开展流动化学教学，对于高校培养微化工人才以及进行流动化学方向的学科建设和科学研究有重大意义。在流动化学技术应用日益广泛的背景下，让流动化学走进高等院校，走进实验室，走向本科生教育，已是大势所趋。
我们可根据院校的实际情况提供不同的流动化学教学平台配置方案，还可根据教学需要增配全自动加氢反应仪和高压氢气发生器，为高校院所建设连续流实训基地提供支持。
