使用旋转盘反应器和高强度光源,扩大气液光氧化在流量中的规模
Arnab Chaudhuri1, Wouter F C de Groot1, Jasper H A Schuurmans2
1Department of Chemical Engineering and Chemistry, Sustainable Process Engineering, University of Technology (TU/e), Eindhoven 5612 AZ, The Netherlands.
Organic process research & development
|February 27, 2025
概括
在气液系统中扩大光化学反应的规模是具有挑战性的. 这项研究用高功率光源增强了一种光化学旋转器-定位器旋转盘反应器 (pRS-SDR),在光氧化过程中实现了显著的生产力提升.
科学领域:
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 摄影化学的使用
- 过程强化 过程强化
背景情况:
- 光化学转化在温和条件下提供独特的反应途径.
- 缩放光化学过程,特别是在多相系统中,带来了重大的工程挑战.
- 之前的工作建立了光化学旋转器-定位器旋转盘反应器 (pRS-SDR) 用于光氧化,但受到光源强度的限制.
研究的目的:
- 为了提高光化学反应的可扩展性,使用强化反应器.
- 为了研究高功率光源对pRS-SDR的性能的影响.
- 评估反应堆在气液多相光化学过程中的能力.
主要方法:
- 在pRS-SDR中集成一个高功率的光源 (高达652W的光输出).
- 使用α-terpinene到ascaridole的光氧化进行性能评估.
- 在高辐射下评估气体液体质量转移速率和反应生产率.
- 使用β-烯醇的光氧化试验,以确定反应特异性的限制.
主要成果:
- 取得了显著的生产率提高,达到1天-16.3公斤的92%的α-terpinene转化.
- 在一个小的辐射体积 (27毫升) 中,高辐射量 (2.52W cm−2) 与以前的研究相比,提高了生产率的数量级.
- 在pRS-SDR中的高气液质量转移率对于高强度光化学操作至关重要.
- β-醇的光氧化揭示了局限性,强调了需要仔细选择反应的必要性.
结论:
- 带有高功率光源的增强型pRS-SDR显著提高了可扩展光化学合成的生产率.
- 高气液质量转移是克服强化光化学反应器中光子有限的模式的关键.
- 模型反应的选择对于准确评估新型光化学反应器设计的性能至关重要.
