随着组合化学在催化领域的发展,大量新催化剂不断涌现.传统的催化剂评价催化剂耗量大,实验周期长,对比实验条件重复性欠佳,在一定程度上限制了新催化剂的研发.因此建立快速有效的高通量评价体系至关重要.微流控芯片是一种以在微尺度空间操控流体为主要特征的新技术,其传质传热快速、条件控制精确、各种反应单元易集成,成为高通量技术的一个重要平台.在各种材质的芯片中,Si/Pyrex芯片因其导热迅速、耐高温高压的特点更适合需要加温加压的催化反应.本实验室搭建了一套Si/Pyrex多通道催化剂性能评价装置,以铜基催化剂催化CO氧化反应为实例来探讨微流控芯片技术高通量评价催化剂的可行性.该芯片由四组阵列通道组成,通道内分别填充担载不同含量催化剂的SiO2均一微球(该微球为实验室以微流控方法制备),同时考察了四种不同催化剂对CO氧化反应的收率和选择性的影响.在芯片微结构内,传质传热迅速,反应快速,原料气通过催化床层仅1.6ms即可完全转化.由于硅的良好导热性能,各反应通道温度一致,CO和O2混合气体进样时也是经过微通道等量分配的,因此各通道反应条件一致,实验重复性好,评价结果可靠性高.由于芯片通道在微米级,填充的催化剂仅在微克级.此外,该反应在245℃下将CO和O2混合,对常规反应器来讲是个巨大的安全风险,而在芯片反应器中用量极少可有效的避免这个问题.可以预见,这样一套高效、可靠、经济、安全的高通量催化性能评价装置在催化剂研发和应用领域必将发挥重要的作用.