本文關(guān)鍵詞：基于3D打印技術(shù)的化學(xué)合成微反應(yīng)器快速制造工藝研究

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【摘要】：微反應(yīng)器因其卓越的傳熱、傳質(zhì)性能,在化學(xué)合成方面具有巨大的優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)的微反應(yīng)器制造工藝,如注塑成型等,因需要模具的制造而被定義為“多步”制造技術(shù),3D打印技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)由三維數(shù)據(jù)模型到微反應(yīng)器的直接制造,縮短了微反應(yīng)器的研發(fā)時(shí)間,并且方便對(duì)初始設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化,可以實(shí)現(xiàn)微反應(yīng)器的快速制造。本論文基于3D打印技術(shù)制造的水溶性聚乙烯醇材料犧牲模,開發(fā)了一種新型的PDMS (Polydimethylsiloxane)微反應(yīng)器快速制造工藝,并基于該工藝制造了不同結(jié)構(gòu)的微混合器與化學(xué)合成微反應(yīng)器。論文主要獲得以下研究結(jié)果：(1)基于熔融沉積成型技術(shù)3D打印機(jī)制造的水溶性聚乙烯醇材料犧牲模,提出了一種新型的PDMS微反應(yīng)器一體成型制造工藝。利用該工藝加工出微通道尺寸為800μm×500μm(寬度×高度)的PDMS微反應(yīng)器,其表面粗糙度為5μm左右。(2)基于PDMS微反應(yīng)器的一體成型制造工藝,制造出具有主動(dòng)混合機(jī)制的PDMS磁力攪拌微混合器。定量熒光圖像分析結(jié)果表明,在實(shí)驗(yàn)測(cè)試的雷諾數(shù)范圍(Re：0.95-66.8)內(nèi),磁力攪拌微混合器都保持很高的混合效率,說明磁力攪拌微混合器可以滿足微尺度下不同雷諾數(shù)大小的混合需求,并保持較高的混合效率。(3)搭建了納米晶微反應(yīng)合成系統(tǒng),利用反饋調(diào)節(jié)的電加熱模塊,以氯金酸為原料,以油胺為還原劑,十八烯為分散劑,對(duì)反應(yīng)溫度、停留時(shí)間及前驅(qū)體混合方式對(duì)金納米顆粒合成的影響分別進(jìn)行了探究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,攪拌子的轉(zhuǎn)動(dòng)使前驅(qū)體中更多的金被還原出來,提高了金納米顆粒的純度。
【關(guān)鍵詞】：3D打印 熔融沉積成型 微反應(yīng)器 微混合器 主動(dòng)混合 金納米顆粒合成
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TQ052
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 文獻(xiàn)綜述9-23
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 微反應(yīng)器及其優(yōu)勢(shì)10-11
• 1.3 3D打印技術(shù)制造過程簡(jiǎn)介11
• 1.4 3D打印技術(shù)分類及在微反應(yīng)器領(lǐng)域的應(yīng)用11-20
• 1.4.1 SL立體光刻技術(shù)12-14
• 1.4.2 SLS選擇性激光燒結(jié)技術(shù)14-16
• 1.4.3 FDM熔融沉積成型技術(shù)16-18
• 1.4.4 3DP技術(shù)18-19
• 1.4.5 LOM分層實(shí)體制造技術(shù)19-20
• 1.5 研究內(nèi)容及意義20-23
• 第2章 實(shí)驗(yàn)方法、設(shè)備及表征手段23-31
• 2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及材料23
• 2.2 3D打印設(shè)備23-30
• 2.2.1 3D-Bioplotter 3D打印機(jī)23-28
• 2.2.2 Makerbot Replicator 2X 3D打印機(jī)28-30
• 2.3 表征手段30
• 2.3.1 共聚焦激光掃描顯微鏡30
• 2.3.2 紫外可見吸收光譜30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第3章 基于3D打印的微通道結(jié)構(gòu)制造工藝探究31-41
• 3.1 前言31
• 3.2 “一步法”制造微反應(yīng)器31-36
• 3.2.1 無支撐材料的“一步法”制造工藝32-34
• 3.2.2 帶支撐材料的“一步法”制造工藝34-36
• 3.3 “兩步法”制造微反應(yīng)器36-40
• 3.3.1 微通道模具打印36-37
• 3.3.2 PDMS微反應(yīng)器澆鑄37-39
• 3.3.3 PVA材料去除39-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 第4章 微混合器的制造工藝與混合性能評(píng)價(jià)41-55
• 4.1 前言41
• 4.2 微混合器的制造工藝41-45
• 4.2.1 Y型直通道和彎曲通道微混合器41-42
• 4.2.2 磁力攪拌微混合器42-45
• 4.3 微混合器的混合性能評(píng)價(jià)45-53
• 4.3.1 混合性能評(píng)價(jià)原理45
• 4.3.2 實(shí)驗(yàn)過程45-47
• 4.3.3 圖像處理47-49
• 4.3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果49-53
• 4.4 本章小結(jié)53-55
• 第5章 納米晶微反應(yīng)合成系統(tǒng)55-62
• 5.1 前言55
• 5.2 納米晶微反應(yīng)合成系統(tǒng)搭建55-57
• 5.2.1 PDMS微反應(yīng)器55-56
• 5.2.2 加熱模塊56-57
• 5.2.3 裝置搭建57
• 5.3 金納米顆粒合成實(shí)驗(yàn)57-61
• 5.3.1 實(shí)驗(yàn)過程57-58
• 5.3.2 反應(yīng)溫度和停留時(shí)間對(duì)金納米顆粒性能的影響58-60
• 5.3.3 攪拌對(duì)金納米顆粒性能的影響60-61
• 5.4 本章小結(jié)61-62
• 第6章 總結(jié)與展望62-65
• 6.1 總結(jié)62-63
• 6.2 創(chuàng)新點(diǎn)63
• 6.3 展望63-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 致謝69

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 黑瑟爾·沃爾克,勒韋·霍爾格;微反應(yīng)器研究與應(yīng)用新進(jìn)展[J];現(xiàn)代化工;2004年07期

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本文編號(hào)：884488