[發(fā)明專利]化學(xué)轉(zhuǎn)化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710996535.2
• 申請(qǐng)日: 2014-05-21
• 公開（公告）號(hào): CN107670606B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 帕斯卡爾·約瑟夫·保羅·比斯肯斯;莫里斯·克里斯蒂安·丹霍·穆拉德;瑪麗亞·伊麗莎白·路易斯·沃特茲;萊昂納德斯·約翰內(nèi)斯·馬里亞·杰諾韋瓦·多爾特曼斯;厄爾·勞倫斯·文森特·格特希爾;南寧·約爾格·阿夫斯藤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 荷蘭應(yīng)用自然科學(xué)研究組織TNO
• 主分類號(hào): B01J19/08
• 分類號(hào): B01J19/08;C09D5/32;B05D3/06;C08K3/16;C08K3/36;G03F7/16;C09D5/00;C09D183/06;C08K5/098;C08F2/38
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 鄭斌;尹玉峰

本發(fā)明涉及化學(xué)轉(zhuǎn)化方法并且涉及用于將顆粒從反應(yīng)混合物中除去的方法。本發(fā)明的化學(xué)轉(zhuǎn)化方法包括通過(guò)以下過(guò)程對(duì)反應(yīng)混合物進(jìn)行等離子體激元加熱，所述反應(yīng)混合物包含至少一種組分和等離子體激元顆粒：將所述反應(yīng)混合物暴露于包含被至少部分所述等離子體激元顆粒吸收的一個(gè)或更多個(gè)波長(zhǎng)的光，由此控制一個(gè)或更多個(gè)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率。

本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮?01480035493.0的中國(guó)專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)，原申請(qǐng)是2014年5月21日提交的PCT國(guó)際申請(qǐng)PCT/NL2014/050323于2015年12月21日進(jìn)入中國(guó)國(guó)家階段的申請(qǐng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化學(xué)轉(zhuǎn)化方法并且涉及用于從反應(yīng)混合物中除去顆粒的方法。

背景技術(shù)

在(體相)化學(xué)轉(zhuǎn)化方法中，可以使用溫度來(lái)控制和改變一個(gè)或更多個(gè)反應(yīng)速率。例如，通常使用加熱來(lái)增加反應(yīng)速率。另一方面，在熱不穩(wěn)定催化劑例如酶的情況中，也可以使用加熱來(lái)降低反應(yīng)速率。因此，通常需要精確控制體相化學(xué)反應(yīng)混合物的溫度以控制一個(gè)或更多個(gè)反應(yīng)速率。此外，通常施加高壓以獲得氣相反應(yīng)的足夠的反應(yīng)速率。

常規(guī)加熱方法不允許對(duì)流體相的組分進(jìn)行接近即時(shí)、快速和/或局部加熱。例如，使用常規(guī)方式難以在75℃下將液體加熱僅一秒。另外，使用常規(guī)方式難以進(jìn)行化學(xué)選擇性加熱，即，難以將來(lái)自外部來(lái)源的熱能提供給流體混合物的一種或更多種所選擇的組分。例如，難以對(duì)液體中的酶進(jìn)行選擇性加熱，從而致使其失活。

等離子體激元顆粒如貴金屬納米顆粒的大多數(shù)研究集中于其光學(xué)性質(zhì)，特別是其增強(qiáng)的散射。這類顆粒的增強(qiáng)光吸收和相關(guān)加熱被認(rèn)為是等離子體激元應(yīng)用中的(通常不需要的)副作用。只是最近，開始設(shè)法使用等離子體激元顆粒作為熱源。通常應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)，例如用于光熱癌癥治療和生物成像中。

Adleman等(Nano Letters 2009，9，4418-4423)描述了使用金納米顆粒的等離子體激元加熱對(duì)微通道內(nèi)的乙醇進(jìn)行蒸汽重整。使在約20nm金納米顆粒發(fā)生等離子體共振(532nm)的頻率下或其附近的激光(50mW，10±2μm直徑)聚焦在玻璃支持物上，隨后將納米顆粒中生成的熱轉(zhuǎn)移至周圍流體，形成蒸氣。蒸氣相組分反應(yīng)形成氣泡，所述氣泡被攜帶至40μm高的微流體玻璃/聚二甲基硅氧烷(PDMS)通道下游。顆粒附著于玻璃支持物。

Neumann等(ACS Nano 2013，7，42-49)描述了太陽(yáng)能蒸氣產(chǎn)生，其使用分散在液相中的吸收譜廣的金屬或碳納米顆粒。他們報(bào)道了納米顆粒的表面溫度升高至高于液體沸點(diǎn)。在納米顆粒周圍形成的蒸氣產(chǎn)生了由被蒸氣殼包圍的納米顆粒構(gòu)成的氣泡。包含納米顆粒的氣泡移動(dòng)至液體-空氣界面，在此釋放出蒸汽。他們還描述了使用聚焦太陽(yáng)光用Au納米殼顆粒分散體(2.5×10¹⁰個(gè)顆粒/ml)來(lái)蒸餾乙醇-水混合物(20ml)。在該文獻(xiàn)中，顆粒與蒸發(fā)的化合物分離，而不是與液體組分分離。

Defries的US-A-2008/0 154 431描述了使用至少一種光-物質(zhì)相互作用的形式來(lái)產(chǎn)生能夠引發(fā)化學(xué)反應(yīng)的局部條件的方式。其提到了光與金屬納米顆粒的強(qiáng)相互作用。納米顆粒的溫度升高。其描述了這樣的方法：結(jié)合金屬納米顆粒催化劑并使用光-物質(zhì)相互作用來(lái)控制局部熱條件，從而控制包括聚合在內(nèi)的催化化學(xué)反應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)目的是提供對(duì)一種或更多種化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率具有改善的控制的化學(xué)轉(zhuǎn)化方法。出人意料地是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)該目的可以至少部分地通過(guò)使用等離子體激元加熱進(jìn)行這種化學(xué)轉(zhuǎn)化方法來(lái)滿足。

在第一個(gè)方面中，本發(fā)明涉及化學(xué)轉(zhuǎn)化方法，其包括通過(guò)以下過(guò)程對(duì)反應(yīng)混合物進(jìn)行等離子體激元加熱，所述反應(yīng)混合物包含至少一種組分和等離子體激元顆粒：將所述反應(yīng)混合物暴露于包含被至少部分等離子體激元顆粒吸收的一種或更多種波長(zhǎng)的光。以這種方式，可以控制一種或更多種化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率。