清華大學與山東海澤納米材料有限公司合作，率先實現(xiàn)了膜分散微結構反應器可控制備納米碳酸鈣工業(yè)應用。應用該項新技術所制備的納米碳酸鈣粒徑分布窄，能耗低，二氧化碳利用率大幅度提高。該技術具有完全自主知識產(chǎn)權，成果處于國際領先水平。

    微結構反應器大規(guī)�？煽刂苽浼{米顆粒屬于化學工程與納米科學的交叉領域，是化學工程學科的前沿方向。納米顆粒制備是非常復雜的傳遞反應過程。若反應器不能在極短的時間內(nèi)使反應體系達到均勻混合，納米顆粒產(chǎn)品將出現(xiàn)粒徑分布寬、質(zhì)量不穩(wěn)定的問題。本項目根據(jù)混合尺度減小可以縮短混合時間的原理，結合膜分散技術和微通道內(nèi)的薄層剪切技術，提出并發(fā)展了一種在微米尺度接觸、在毫秒量級內(nèi)實現(xiàn)均勻混合的新型膜分散微結構反應器，并將其用于納米顆粒的可控制備。

    本項目成功地制備了納米碳酸鈣、硫酸鋇、氧化鈦、氧化鋯等納米顆粒，證明了該技術具有普適性；揭示了微反應器內(nèi)微米級液滴和氣泡的生成機理和規(guī)律；利用CFD模擬等多種手段，探究了新型反應器在毫秒級內(nèi)實現(xiàn)高度均勻的宏觀和微觀混合的根本原因；利用多個參數(shù)調(diào)控了納米顆粒的尺寸；建立了新型反應器內(nèi)納米顆粒成核、生長和團聚的理論模型；提出了膜分散微結構反應器的放大方法。這些研究成果豐富了微尺度傳遞理論，發(fā)展了新型微結構反應器，推動了微化工系統(tǒng)與納米材料的結合。