微反應器是一種借助于特殊微加工技術(shù)以固體基質(zhì)制造的可用于進行化學反應的三維結(jié)構(gòu)元件，微反應器通常含有當量直徑小于500mm的流體流動通道，在這些通道中發(fā)生所要求的反應。自從1993年Richard Mathies首先在微加工技術(shù)制造的生物芯片上分離測定了DNA片段、實現(xiàn)了生物芯片技術(shù)與計算機的結(jié)合后，微反應器的研究逐漸得到廣泛重視。

國外對微反應器的研究已經(jīng)比較深入，對其原理和應用已有了比較透徹的認識，在微反應器的設計、制造、集成和放大等關(guān)鍵問題上已經(jīng)取得了突破性進展，使實驗技術(shù)得到革命性的提高。

微反應器是一種借助于新型微加工技術(shù)，以固體機制制造的可用于進行化學反應與分離提取的三維結(jié)構(gòu)元件。按其內(nèi)部結(jié)構(gòu)分類包括：

（1）、通道類反應器，該類微反應器通常含有當量直徑小于幾百微米的微流通道，在這些通道中發(fā)生所要求的反應和分離；

（2）、超分子自組裝而成的反應單元，其甚至僅容納一個分子。在極微小反應空間內(nèi)，分子作用能改變電特殊性，空間作用可以影響分子構(gòu)象或基團的旋轉(zhuǎn)等，進而可以改變反應物的化學性質(zhì)、傳遞和分離特性等。微反應器有多種分類方式，按操作模式可分為間歇式微反應器和連續(xù)微反應器，按反應物的相態(tài)可分為液液微反應器、氣液微反應器和氣液固三相微反應器等。從混合的方式來看，按照有無外界動力源可分為主動式混合器和被動式混合器兩類。

微反應器不僅具有所需空間小、質(zhì)量和能量消耗少以及響應時間短的優(yōu)點，更重要的是，其在單位體積和單位時間短的優(yōu)點，更重要的是，其在單位體積和單位時間內(nèi)得到的信息量很大。以微小通道作為化學反應空間，能實現(xiàn)邊流動邊反應，因而，比傳統(tǒng)反應器具有更多的優(yōu)勢：

（1）、高的熱傳導系數(shù)實現(xiàn)良好溫度控制

微反應的傳熱系數(shù)比傳統(tǒng)大反應器高一個數(shù)量級。即使是反應速率非?？欤艧嵝浅姷幕瘜W反應，在微反應器中也能在近乎等溫的條件下進行，從而避免了熱點現(xiàn)象，并能控制強放熱反應的點火和熄火，使反應在傳統(tǒng)反應器無法達到的溫度范圍內(nèi)操作。這對于涉及中間產(chǎn)物和熱不穩(wěn)定產(chǎn)物的部分反應具有重大意義。由于微通道反應器傳熱性質(zhì)非常好。熱容量小及反應時間非常短，對溫度分布變化可以作瞬時的響應，非常有利于溫度控制。

      （2）、毫秒或納微妙混合時間縮小了反應器體積對于非零級反應自動催化除外，當物料處理量一樣，起始及最終轉(zhuǎn)化率都相同時，全混反應器所需的體積大于平推流反應器，而微反應器中的微通道幾乎完全符合平推流模型；微反應器中的微通道幾乎完全符合平推流模型；微反應器的傳質(zhì)特性使得反應物在微反應器中能在毫秒級范圍內(nèi)完全混合，從而大大加速了傳質(zhì)控制化學反應的速率。所以對于傳質(zhì)控制等類型的化學反應使用微反應器可以在維持產(chǎn)量不變的情況下，使反應器總體積大小減小。

      （3）、高比表面積增大強化反應過程

       在微反應設備內(nèi)，由于減小了流體厚度，相應的面積體積比得到了顯著的提高。微反應器的比表面積可以達到10000~50000m2.m-3，比傳統(tǒng)的實驗室或工業(yè)設備的比表面積1000m2.m-3高10~15倍。因此，比表面的增加除了可以強化傳熱外，也可以強化反應過程，例如，高效率的氣相催化微反應器就可以采用在微通道內(nèi)表面涂敷催化劑的結(jié)構(gòu)。

      （4）、高轉(zhuǎn)化率和收率

微反應器能提高化學反應的轉(zhuǎn)化率和收率，據(jù)統(tǒng)計，在精細化工反應中，大約有20%的反應可以通過采用微反應器，在收率、選擇性或安全性等方面得到提高。盡管只有20%，但是考慮到精細化工反應范圍廣、數(shù)量大，微反應器的應用潛力是非常巨大的。

     （5）、良好的安全性能

      由于微反應器的反應體積小，傳質(zhì)傳熱速率快，能及時移走強放熱化學反應產(chǎn)生的大量熱量，從而避免宏觀反應器中常見的“飛溫”現(xiàn)象；對于易發(fā)生爆炸的化學反應，由于微反應器的通道尺寸數(shù)量級通常在微米級范圍內(nèi)，能有效地阻斷鏈式反應，使這一類反應能在爆炸極限內(nèi)穩(wěn)定地進行；對于反應物、反應中間產(chǎn)品或反應產(chǎn)物有毒有害的化學反應，由于微反應器數(shù)量眾多，即使發(fā)生泄漏也是少部分微反應器，而單個微反應器體積非常小，泄漏量非常小，并且能在其他微反應器繼續(xù)生產(chǎn)時予以更換。

     （6）、大量減少有毒、有污染溶劑的使用；

     （7）、易儲運等

      這些優(yōu)勢能夠極大地提高新化合物的合成可能性，更可能通過提高通量合成的方法，達到組合化學反應的目的。

      21世紀由于環(huán)境惡化以及能源枯竭等一系列問題，使化學工業(yè)面臨前所未有的機遇和挑戰(zhàn)，由于微反應器表現(xiàn)出的諸多優(yōu)點，科學界致力于探索新的反應途徑使化工生產(chǎn)更加經(jīng)濟和環(huán)保。所以我們有必要相信微反應器將在化學工業(yè)中發(fā)揮出巨大的作用。