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基于超亲水纳米通道的智能可控微反应器

2021-04-17王殿宇苗伟宁

高等学校化学学报 2021年4期
关键词:磁场

汪 灿,王殿宇,苗伟宁,田 野

(1.中国科学院理化技术研究所,中国科学院仿生材料与界面科学重点实验室,北京100190;2.中国科学院大学,北京100049;3.北京航空航天大学化学学院,北京100191)

微反应器是指用特殊微加工技术制造的用于进行化学反应的三维结构元件[1,2]. 这种高度集成的微反应系统能够将化学反应控制在亚微米或者亚毫米的空间内[3,4]. 研究表明,与常规反应器相比,微反应器不仅具有尺寸小、精度高、能耗低的优点,还具有传递性能好、混合时间短、可实现流体间的均匀混合、安全便捷等特点[5,6]. 微反应器独特的性能使其被广泛应用于精密颗粒材料的合成、特殊功能材料的加工、药物的高通量筛选及在线检测与分析等方面[7,8].

近年来,基于光、温度、pH、电压等[9~13]各种刺激响应方式的仿生纳米通道被越来越多的报道出来,虽然磁场刺激具有无接触、响应快、节能等优点[14,15],但将磁场刺激的纳米通道用于微反应器的研究却很少,而且存在反应程度不可控和反应类型比较单一的缺点[16]. 因此,将磁场刺激的纳米通道与微反应器结合起来用于不同类型化学反应的可控制备方面具有重要意义.

本文提出用低温空气等离子体对阳极氧化铝(Anodic Alumina Oxide,AAO)多孔膜进行修饰,然后在超亲水AAO 膜上引入油溶性铁磁流体,通过调控外加磁场的方向和强度,得到具有多梯度门控、高电流门控比、长期循环稳定性等特点的智能微反应器. 将其分别用于均相和非均相反应中,考察……

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