反應(yīng)與溶析結(jié)晶過程強(qiáng)化及數(shù)值模擬研究進(jìn)展

曲晏利，姜躍佳，程景才，楊超

（1 中國(guó)科學(xué)院過程工程研究所，中國(guó)科學(xué)院綠色過程與工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100190；2 中國(guó)科學(xué)院大學(xué)化工學(xué)院，北京100049）

反應(yīng)結(jié)晶（沉淀）是通過氣體與液體或者液體與液體之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成目標(biāo)產(chǎn)物的一種結(jié)晶方法。該方法常用于微溶或難溶物質(zhì)的制備，此時(shí)反應(yīng)結(jié)晶過程的特點(diǎn)是過飽和度高，反應(yīng)與初級(jí)成核速率快。反應(yīng)結(jié)晶中反應(yīng)物的濃度、反應(yīng)物之間的混合方式等對(duì)過飽和度的分布、過程動(dòng)力學(xué)和晶體產(chǎn)品的性質(zhì)均有重要的影響。溶析結(jié)晶方法是在含有目標(biāo)溶質(zhì)的溶液中加入溶析劑，使溶質(zhì)在其中的溶解度降低進(jìn)而以晶體的形式析出。溶析結(jié)晶具有可以在較低的溫度下進(jìn)行的優(yōu)點(diǎn)，因此適合熱敏性和溶解度隨溫度變化不明顯的物質(zhì)的結(jié)晶。溶析結(jié)晶方法中溶析劑的添加方式、溶析劑與溶液的混合程度等是控制晶體產(chǎn)品性質(zhì)的重要參數(shù)。反應(yīng)與溶析結(jié)晶方法被廣泛地用于制藥、材料等領(lǐng)域微米和納米級(jí)顆粒的生產(chǎn)。

為了滿足不同應(yīng)用領(lǐng)域?qū)w產(chǎn)品的純度、粒徑、晶體粒度分布（CSD）、形貌和晶型等性質(zhì)日益嚴(yán)格的要求，提升結(jié)晶過程效率，反應(yīng)與溶析結(jié)晶的過程強(qiáng)化受到了廣泛的關(guān)注。發(fā)展的過程強(qiáng)化方法包括新型結(jié)晶設(shè)備和過程工藝的開發(fā)、超聲輔助結(jié)晶、膜技術(shù)與結(jié)晶結(jié)合等。

反應(yīng)與溶析結(jié)晶方法中最終晶體產(chǎn)品的性質(zhì)由反應(yīng)物流或溶析劑與溶液之間的混合和結(jié)晶動(dòng)力學(xué)（成核、生長(zhǎng)、團(tuán)聚、破裂等）之間復(fù)雜的相互作用決定，而成核、生長(zhǎng)速率與過飽和度的關(guān)系取決于具體的結(jié)晶體系。……