[發明專利]一種測定液液相平衡的微流控裝置

在審

• 申請號: 201911197364.2
• 申請日: 2019-11-29
• 公開（公告）號: CN110711524A
• 公開（公告）日: 2020-01-21
• 發明（設計）人: 王曉達;王永明;葛雪惠;邱挺;王清蓮;葉長燊;黃智賢;李玲;王紅星
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: B01F13/00
• 分類號: B01F13/00;B01F15/00;B01F15/02;B01F15/06;B01F3/22;B01D17/02
• 代理公司: 35100 福州元創專利商標代理有限公司
• 代理人: 丘鴻超;蔡學俊

本發明涉及一種測定液液相平衡的微流控裝置，包括兩臺微量注射裝置、T型微混合器、傳質管和T型相分離器，所述兩臺微量注射裝置分別經親油輸入管、親水輸入管與T型微混合器的兩個輸入端連接，以分別注射油相和水相，所述T型微混合器的輸出端經傳質管與T型相分離器的輸入端連接，所述T型相分離器的兩個輸出端分別經親油輸出管、親水輸出管接至收集油相、水相的容器，以分別輸出油相和水相；所述T型微混合器、傳質管和T型相分離器置于恒溫區域中。該裝置有利于實時分離油水兩相，便捷高效，而且結構簡單，易于操作。

技術領域

本發明屬于化學工程領域，具體涉及一種測定液液相平衡的微流控裝置。

背景技術

相平衡是熱力學在化工領域中的重要應用之一，溶解、蒸餾、重結晶、萃取、提純等化工操作方面都要用到相平衡的基礎數據。液液兩相平衡的研究對化工傳質與分離過程有著重要的指導意義。通過液液相平衡數據的測定與相關模型的關聯可以回歸得到準確的熱力學方程的關鍵參數，對后續流程模擬及工藝開發、設備選型等起到關鍵的指引作用。

隨著新型萃取劑的不斷出現，萃取技術的不斷發展，有許多新體系的相平衡數據還存在空白，需要通過實驗操作去獲取，而當前液液相平衡測定主要應用各種種類的平衡釜，存在如下問題：（1）靜置時間過長導致兩相中關鍵組分揮發；（2）攪拌不均勻導致數據測量不具代表性；（3）取下層液分析時會穿過上層液造成下層液的污染進而影響最終測量結果；（4）有些平衡釜做改進在下端設置導管進行取樣，但難以保證導管內和主體內的組成一致，會造成測量誤差等。

發明內容

本發明的目的在于提供一種測定液液相平衡的微流控裝置，該裝置有利于實時分離油水兩相，便捷高效，而且結構簡單，易于操作。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種測定液液相平衡的微流控裝置，包括兩臺微量注射裝置、T型微混合器、傳質管和T型相分離器，所述兩臺微量注射裝置分別經親油輸入管、親水輸入管與T型微混合器的兩個輸入端連接，以分別注射油相和水相，所述T型微混合器的輸出端經傳質管與T型相分離器的輸入端連接，所述T型相分離器的兩個輸出端分別經親油輸出管、親水輸出管接至收集油相、水相的容器，以分別輸出油相和水相；所述T型微混合器、傳質管和T型相分離器置于恒溫區域中。

進一步地，所述兩臺微量注射裝置為微量注射泵，一臺用于注射油相，一臺用于注射水相。

進一步地，所述T型微混合器為具有兩個輸入端和一個輸出端的T型三通管，所述T型三通管的管內徑為0.8-3mm。

進一步地，所述傳質管的管內徑為0.8-3mm，長度為3-5m。

進一步地，還包括恒溫裝置，所述T型微混合器、傳質管和T型相分離器置于恒溫裝置的恒溫區域中，所述恒溫裝置上設有用于穿出輸入管和輸出管的接口。

進一步地，所述T型相分離器為具有一個輸入端和兩個輸出端的T型相分離三通管，所述T型相分離三通管的管內徑為0.8-3mm，所述T型相分離三通管的內壁對稱分為兩側，輸出油相的一側內壁經過親油改性，輸出水相的一側內壁經過親水改性，以實現油水兩相實時分離。

進一步地，所述T型相分離三通管為T型玻璃三通管，對所述T型玻璃三通管進行親油及親水改性，包括以下步驟：

（1）將T型玻璃三通管置于硬脂酸鈉水溶液中進行超聲處理設定時間；

（2）將T型玻璃三通管置于濃硫酸與雙氧水緩沖液中，水浴加熱設定時間后，烘干，使玻璃表面親水性增強；

（3）從T型玻璃三通管的輸入端插入與輸入管內徑相適應的隔板，將其沿輸入管對稱分為左、右兩部分；

（4）向T型玻璃三通管隔板的左半部分通入疏水納米SiO₂流體，流體基質為水，浸泡設定時間后，烘干；