[發(fā)明專利]一種連續(xù)結(jié)晶微納化工芯片及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110584817.8
• 申請(qǐng)日: 2021-05-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113332744B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-01-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鮑博;郭曜豪;羅薇;劉芬;邱俊杰;趙雙良;朱維平;錢旭紅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華東理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B01D9/02
• 分類號(hào): B01D9/02
• 代理公司: 南京中高專利代理有限公司 32333
• 代理人: 徐福敏

1.一種連續(xù)結(jié)晶微納化工芯片，其特征在于，所述微納化工芯片包括一基板和蓋合在所述基板上的蓋板，所述基板上設(shè)置有：

微混合部（1），其用于形成過(guò)飽和混合原液；

微分散部（2），其與所述微混合部（1）連通，所述微分散部（2）內(nèi)注有流動(dòng)的連續(xù)相，所述連續(xù)相與所述過(guò)飽和混合原液在所述微分散部（2）處匯合，所述連續(xù)相對(duì)所述過(guò)飽和混合原液產(chǎn)生作用力，以使所述過(guò)飽和混合原液剪切成單分散液滴；

連續(xù)結(jié)晶部（3），其具有一預(yù)設(shè)長(zhǎng)度，所述單分散液滴在所述連續(xù)結(jié)晶部（3）連續(xù)結(jié)晶形成包裹晶體的單分散液滴（5）；

其中，所述包裹晶體的單分散液滴（5）與所述連續(xù)結(jié)晶部（3）內(nèi)壁之間存在液膜（6），所述包裹晶體的單分散液滴（5）與所述連續(xù)結(jié)晶部（3）內(nèi)壁不浸潤(rùn)；

所述微混合部（1）包括：

一個(gè)或多個(gè)注液通道（11），其與外界連通以使一種或多種原液注入，所述注液通道（11）的數(shù)量與所述原液的種類數(shù)一致，每種所述原液均以與其對(duì)應(yīng)的第一預(yù)設(shè)速度注入所述注液通道（11）內(nèi)；

混合通道（12），其與所述注液通道（11）連通，所述混合通道（12）上設(shè)置有若干分裂單元（121）和若干復(fù)合單元（122），所述分裂單元（121）與所述復(fù)合單元（122）連續(xù)交替設(shè)置，所述原液通過(guò)所述混合通道（12）形成所述過(guò)飽和混合原液進(jìn)入所述微分散部（2）中。

2.如權(quán)利要求1所述的連續(xù)結(jié)晶微納化工芯片，其特征在于，所述蓋板由透明材質(zhì)制成，所述蓋板的厚度為1~5mm；

所述基板的厚度為1~5mm，所述注液通道（11）的寬度為200μm~3mm，所述注液通道（11）的深度為200μm~3mm。

3.如權(quán)利要求1所述的連續(xù)結(jié)晶微納化工芯片，其特征在于，微分散部第一側(cè)（21）與所述微混合部（1）連通，微分散部第二側(cè)（22）與所述連續(xù)結(jié)晶部（3）連通，微分散部第三側(cè)（23）連接有進(jìn)液通道（4）。

4.如權(quán)利要求3所述的連續(xù)結(jié)晶微納化工芯片，其特征在于，所述進(jìn)液通道（4）設(shè)置在所述基板上，所述進(jìn)液通道（4）用于使所述連續(xù)相以第二預(yù)設(shè)速度注入所述微分散部（2）中，所述進(jìn)液通道（4）的寬度為200μm~3mm，所述進(jìn)液通道（4）的深度為200μm~3mm。

5.如權(quán)利要求1所述的連續(xù)結(jié)晶微納化工芯片的應(yīng)用，其特征在于，該應(yīng)用包括以下步驟：

步驟一、將一種或多種原液通過(guò)一個(gè)或多個(gè)注液通道（11）注入微混合部（1）中，混合后的原液在微混合部（1）中通過(guò)反應(yīng)結(jié)晶、抗溶劑結(jié)晶、冷卻結(jié)晶方式產(chǎn)生過(guò)飽和混合原液；

步驟二、過(guò)飽和混合原液從微混合部（1）的末端進(jìn)入微分散部（2），同時(shí)將連續(xù)相通過(guò)進(jìn)液通道（4）注入微分散部（2），使過(guò)飽和混合原液與連續(xù)相在所述微分散部（2）處匯合，流動(dòng)的連續(xù)相對(duì)過(guò)飽和混合原液產(chǎn)生作用力，以使過(guò)飽和混合原液剪切成單分散液滴；

步驟三、單分散液滴從微分散部（2）末端進(jìn)入至連續(xù)結(jié)晶部（3），在連續(xù)結(jié)晶部（3）處開(kāi)始結(jié)晶形成目標(biāo)晶體，該目標(biāo)晶體在單分散液滴內(nèi)成核、生長(zhǎng)，所述單分散液滴在所述連續(xù)結(jié)晶部（3）連續(xù)結(jié)晶形成包裹晶體的單分散液滴（5）；

步驟四、步驟三中包裹晶體的單分散液滴（5）與所述連續(xù)結(jié)晶部（3）內(nèi)壁間存在液膜（6），包裹晶體的單分散液滴（5）與所述連續(xù)結(jié)晶部（3）內(nèi)壁不浸潤(rùn)，包裹晶體的單分散液滴（5）從連續(xù)結(jié)晶部（3）的末端連續(xù)流出。

6.如權(quán)利要求5所述的連續(xù)結(jié)晶微納化工芯片的應(yīng)用，其特征在于，步驟一中原液的種類數(shù)與注液通道（11）的數(shù)量一致，每種原液通過(guò)與該原液對(duì)應(yīng)的注液通道（11）進(jìn)入混合通道（12）中，且每種所述原液均以與其對(duì)應(yīng)的第一預(yù)設(shè)速度注入所述注液通道（11）內(nèi)。

7.如權(quán)利要求5所述的連續(xù)結(jié)晶微納化工芯片的應(yīng)用，其特征在于，步驟二中的連續(xù)相與過(guò)飽和混合原液不相溶，連續(xù)相以第二預(yù)設(shè)流速與過(guò)飽和混合原液在微分散部（2）匯合。