20116月,全球领先、亚洲唯一的高通量技术开发企业——亚申®科技研发中心(上海)有限公司与上海化工巨头——上海华谊(集团)公司的上海华谊丙烯酸有限公司签订合同,为后者提供一套工业级16通道平行反应器系统(PRS-16GD-600L)和一套高通量信息平台(HTDMS-PRS)。

PRS-16GD-600L系统是亚申®科技基于其拥有完全自主知识产权的平行反应器系统技术,在亚申®标准化产品PRS-16系列16通道平行反应器系统的基础上,为上海华谊丙烯酸公司定制的用于固体催化剂筛选与评价的先进高通量系统。这套系统的应用将会加速上海华谊丙烯酸公司所关心的一系列重要反应的基础研究和工业研究、新型催化材料的研制和开发及其工程化、产业化的进程。

HTDMS-PRS高通量信息平台是亚申®科技拥有完全自主知识产权的、为高通量平行反应系统及应用而专门定制的高通量数据处理和信息管理软件系统。它是将实验设计软件、运行控制软件、数据采集和集成软件、数据处理和报告软件、数据库和数据搜索软件、数据同步和回放软件等一系列软件工具集成为一体化的高通量实验信息管理平台,其功能涵盖实验设计、准备、运行、分析(在线和离线)、数据计算、结果处理、实验报告、信息存取等高通量实验的全过程。这个平台的应用将会进一步提高上海华谊丙烯酸公司运用高通量技术进行科学研究和工业开发的速度和效率。

 

PMS-8A高通量新材料合成系统是一套用于快速、高效地开发新型固体材料(催化、储能、发光等功能)的全自动多通道平行反应器系统,包括:

1)无机/有机材料合成/制备氛围控制系统;
2
8通道全自动物质分配系统;
3
96通道物质混合/加热系统;
4
)专用材料芯片3D定位系统;
5
)材料样本转移系统;
6
)真空/净化传输通道。

系统装置如右图所示(大图包括氛围控制、材料样本转移系统和真空/净化传输通道,小图包括8通道全自动物质分配系统、96通道物质混合/加热系统和专用材料芯片3D定位系统)。

PMS-8A高通量新材料合成系统相配套的系统软件包包括:

1)高通量材料设计软件;
2
)高通量材料合成/制备工艺设计软件(工作流设计软件);
3
PMS-8A系统控制软件(用户操作软件、工程师软件、系统诊断软件);
4
)数据分析软件(包括数据库和数据管理软件);
5
)系统远程监控软件。

1. 西班牙化工研究所的José M. SerraAvelino Corma和法国石油研究所的Emmanuelle Guillon用一个16路的连续固定床平行微反应器(压力上限为80巴、温度上限为700,每路可装填50-1000mg催化剂,各有一个液体和气体流量计来控制流量,温度和压力也可检测)来高通量考评、优化使乙苯、丙苯脱烷基的沸石催化剂,根据结果推断出反应机理,总结了沸石结构(孔径、几何形状)与脱/转烷基活性和选择性的定量关系,并筛选出适用于重整重油转烷基的催化剂。

2. 荷兰艾恩德霍芬(Eindhoven)科技大学的Stefan Schmatloch等人和美国拜耳聚合物有限责任公司的Hermann Bach用高通量实验技术进行聚合物涂层和薄膜研究,用于优化配方组成和涂层工艺(喷雾、烘干、加工、熟化等)等条件。这些诸多因素与聚合物产品性能之间的关系非常错综复杂,用常规方法进行研究是项具有很大难度和挑战性的工作,而用高通量技术就可以省时、高效、低成本地进行提高产品性能的研究、新产品开发和工艺原理研究。

3. 德国一家公司发现使用高通量试验将使新材料开发的速率提高100~1000倍,从而提高研发效率,该公司用先进的自动化高通量试验技术可同时对16~256种催化剂进行筛选。它为壳牌(Shell)公司成功开发了新一代乙苯脱氢催化剂,还帮助CRI催化剂公司、美国雪佛龙(Chevron)石油公司和西班牙雷普索尔(Repsol-YPF石油公司进行催化材料和工艺的研发。该公司还准备用高通量技术进行汽车尾气排放控制催化剂的产业化研究。

4. 英国庄信万丰(Johnson-Matthey)催化剂公司的G. Morra、法国里昂催化与环境研究所的D. Farrusseng和法国石油研究所的E. Guillon等人用德国一家公司的16通道多管反应器评价一个含80个双金属催化剂的库,研究其催化二甲苯加氢的动力学,得到了关键的动力学参数信息。该信息可用于研究此类催化剂的定量构效关系(QSAR),进而用于催化剂的设计和开发。

5. 法国里昂大学的G. Morra等人用16路平行反应器进行高通量瞬时筛选,研究100个双金属催化剂催化邻二甲苯加氢的动力学,15种铈基混合氧化物催化剂的储氧能力和7种多孔材料吸附气体的等温线。这套仪器精细的流体系统使他们能在相同的老化条件下瞬时研究催化剂库的反应动力学和吸附性能,并获得转化率和选择性等数据。这说明,高通量技术能同时进行催化反应动力学和催化剂表征研究,获得定量信息进行进一步的QSAR研究,从而指导人们快速发现和开发新的催化材料。 

 

聚合催化剂的创新对整个聚烯烃工业起着决定性的作用,但其研制过程,包括络合取代、催化剂活性测试、以及聚合物和催化剂表征等,是一个复杂费时的过程,因此催化新材料的研发一直是聚烯烃工业发展的瓶颈之一。

利用亚申®科技的高通量系统平台能够进行高通量催化剂实验设计、催化剂制备、聚合反应、催化剂筛选、聚合产物各种性质分析以及数据处理。工作流中的每一环节都与其他部分相互匹配,整个流程没有瓶颈。高速高效的研发路径将传统的耗时数年甚至数十年的研发周期缩短到数月甚至数周。

高通量聚合催化剂评价系统分为高通量微通道筛选平台和高通量评价平台。微通道筛选平台具有筛选速度快、通量高的特点;聚合反应器高度集成,每个芯片上集成400个微通道聚合反应器,筛选速度快,并具有可扩展至1600通道的处理能力。高通量评价平台功能强大,聚合条件可调范围宽,并且更加接近工业应用;聚合反应器容积可高达200ml, 耐压5MPa,工作温度可以达到180;具有16通道聚合反应器,并且可扩展至256通道。

高通量实验设计借助于专用的实验设计软件,对聚合催化实验进行系统性设计和规划,包括金属前驱体、配位体和溶剂选择、主催化剂、助催化剂、添加剂设定和配置、催化剂制备工艺、聚合反应条件设置等。运用现代软件技术,结合多年积累的研发设计流程,研发人员能够把注意力集中在化学和材料问题的思考而不被具体实验系统的技术复杂性所困扰。

 

 

 

 

 

 

 

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