Микроволновый одномодовый реактор для синтеза XH-EP20 - Unicorn

Микроволновый одномодовый синтезатор XH-EP20 (Unicorn) — это реактор для химического синтеза, разработанный для проведения реакций с использованием микроволнового излучения. Данная система позволяет проводить реакции как в жидкой, так и в твёрдой фазе. Микроволновое излучение ускоряет химические реакции в десятки или даже сотни раз по сравнению с традиционными методами, также микроволновый нагрев реакционной смеси более эффективен, чем традиционный нагрев.

Микроволновый синтезатор XH-EP20 используется для органического синтеза, скрининга лекарств, исследований и разработок, синтеза наноматериалов, деполимеризации макромолекул, многофазного катализа и других областей.

Принцип работы микроволнового реактора

Микроволновое излучение (частота 2450 МГц) вызывает колебания дипольных молекул (например, воды, спиртов, полярных растворителей), что приводит к их быстрому нагреву реакционной смеси. Это позволяет:

• ускорить протекание химической реакции в десятки или сотни раз
• снизить энергопотребление
• увеличить селективность и выход продуктов реакции.
• уменьшить образование побочных продуктов.

Особенности XH-EP20 (Unicorn)

• Тип реактора: одномодовый микроволновый реактор.
• Мощность микроволнового излучения: до 900 Вт (регулируемая).
• Частота микроволн: 2450 МГц
• Контроль температуры: от T_комн. до 300 °C (или выше, в зависимости от конфигурации).
• Контроль давления: до 50 бар (настраиваемый, с системой безопасности).
• Объем реакционного сосуда: 100 мл.
• Материалы реакционных сосудов: высококачественные материалы, устойчивые к агрессивным средам (например, PTFE, кварц).
• Система охлаждения: встроенная система воздушного или водяного охлаждения для контроля температуры.
• Интерфейс управления: сенсорный экран с интуитивно понятным интерфейсом.
• Программируемые параметры: возможность настройки мощности, температуры, давления и времени реакции.

Доступные опции

1) Мешалка с верхним приводом

При проведении реакции при атмосферном давлении.

2) Модуль фотокатализа

Система в комплекте с данным модулем представляет собой фотохимический реактор с микроволновым нагревом реакционной смеси.

Источники излучения:

• Светодидные лампы

Длины волн, нм: 365, 385, 395, 405, 420, 450, 470, 490, 520, 560, 590, 620, 660, 740, 850, 940 

• Ксеноновые лампы

Мощность: 300 Вт
Общая оптическая мощность: не менее 50 Вт
Оснащена специальным оптическим волокном и кварцевыми конвергентными линзами для микроволновой среды
Плотность оптической мощности: 100 МВт/см²-260 МВт/см²

Ксеноновая лампа входит в стандартную комплектацию с одним отражателем (выберите один из вариантов):

1. 1 AREF1 (200-1100 нм)
2. 2 AREF2 (200-2500 нм)
3. VISREF (350-780 нм)
4. UVREF (200-400 нм)

Варианты отсекающих фильтров (на выбор): CUT400; CUT420; CUT700; CUT800.

Варианты полосовых фильтров (на выбор): T365, T380, T405, T420, T435, T450, T475, T500, T520, T550, T575, T600, T630, T650, T700, T750, T800, T850, T900, T940.

3) Модуль подачи / откачки газа

Давление подачи – до 3 МПа, вакуум – 0,07 МПа.
Для проведения реакции в атмосфере инертного газа (азот, аргон).

   

4) In situ Раман-модуль

В комплекте с модулем комбинационного рассеяния света (раман-модуль) in situ Unicorn обеспечивает отслеживание структурной эволюции реакционной смеси, изменения формы кристаллов, функциональных групп, динамики реакций в условиях высокой температуры и высокого давления непосредственно во время синтеза. Это инструмент для понимания механизма реакции, оптимизации процесса синтеза и ускорения разработки новых материалов.

Система Unicorn в комплекте с раман-модулем сочетает в себе преимущества технологии неразрушающего контроля комбинационного рассеяния света in situ и одномодовой микроволновой технологии. 

Рамановская спектроскопия используется как “глаз” в режиме реального времени для точного мониторинга и анализа изменений на молекулярном уровне, а также позволяет идентифицировать функциональные группы и получать количественную информацию о составе реакционных смесей.

Применение модуля позволяет:

• обнаруживать короткоживущие активные промежуточные продукты
• идентифицировать кратковременные переходные состояния
• выяснять механизмы реакции, изучать кинетику реакции
• проводить мониторинг образования побочных продуктов и оптимизацию условий реакции

Модуль предоставляет динамическую информацию, которую трудно получить традиционными методами.

Модуль может быть использован для скрининга и оценки катализатора. Например, можно следить за образованием характерных пиков продукта, а также исчезновением характерных пиков реагента для того, чтобы оптимизировать условия реакции и обеспечить выход продукта и его высокую чистоту.

Длина волны возбуждения лазера	785 ± 0,5 нм
Ширина линии	≤ 0.08 нм
Мощность лазера регулируемая	0 - 500 МВт
Спектральный диапазон	200 - 3000 см-1
Спектральное разрешение	≤ 8 см-1
Время интеграции	регулируется от 0.008 с до 1800 с

5) Система синхронного нагрева/охлаждения

Двустенный сосуд из кварца с рубашкой для контроля температуры реактора при повышенной мощности СВЧ.

Специально разработанная крышка камеры резонатора (с дополнительным входом и выходом трубок для охлаждающей жидкости) обеспечивает защиту от микроволнового излучения. Колба с рубашкой позволяет одновременно отводить тепло с помощью специального хладагента во время микроволнового нагрева.

Специальная охлаждающая жидкость (поставляется в комплекте с модулем) практически не поглощает СВЧ-излучение, имеет диэлектрическую проницаемость, негорючая, невзрывоопасная, не поддающаяся воспламенению, текучая, нетоксичная, не вызывающая раздражения, экологически чистая. Испарение происходит медленнее, чем у этанола, температура замерзания ниже -60 ^oC, температура кипения 110 ^оC.

6) Система быстрого охлаждения

Возможность дополнительного подключения воздушного компрессора для быстрого охлаждения реакционной смеси.

7) Система синтеза в потоке при высоком давлении

Реакционный сосуд высокого давления

• объем сосуда до 100 мл
• изготовлен из кварцевого материала с высокой светопропускной способностью
• в комплекте также пробки из толстостенного модифицированного политетрафторэтилена
• кварцевый реакционный сосуд высокого давления долговечен и пригоден для многократного использования

Применение

Органический синтез

• Ускорение химических реакций (например, присоединения или замещения). Процессы, длящиеся часы или даже дни, при микроволновом воздействии сокращаются по времени протекания до минут или десятков минут

Фармацевтика

• Синтез соединений-лидеров: на ранних стадиях фарм-разработки за короткое время необходимо синтезировать большое количество соединений-лидеров для оценки их активности. Микроволновый синтез позволяет успешно решить такую задачу: исследователи получают возможность быстрой наработки соединений для их дальнейшего оперативного скрининга и отбора тех молекул, которые обладают потенциально наибольшей активностью
• Совершенствование лекарственных форм, таких как липосомы или микросферы. За счет микроволнового нагрева действующее вещество и материалы-носители лучше смешиваются и инкапсулируются, повышая стабильность и биодоступность

Разработка композитных материалов

• Cшивка поверхностей различных исходных компонентов для получения новых материалов с улучшенными механическими и/или температурными свойствами. Например, изготовление усиленных углеродным волокном композитов для авиационной и автомобильной промышленности

Пищевые технологии и разработки

• Unicorn может использоваться для экстракции из натуральных сред функциональных соединений: полисахаридов, флавоноидов или полифенолов. Метод позволяет проводить процесс при некритичных условиях с минимальным разрушением образцов, получая максимальную степень экстракции и чистоты продукта

Подготовка проб к анализу

• Микроволновое разложение широко используется для подготовки проб к анализу методами AAS или ICP. За счет возможности нагрева до 350 °С, а поддержания давления до 50 атм, Unicorn хорошо подходит для подбора условий травления в металлургии