过程强化是提高化工生产效能的重点,微反应器因其优越的混合性能、简单的结构成为过程强化领域的热点。相较于传统反应器,微反应器不存在明显的“放大效应”且操作简单安全,可简单的通过单元结构复制集成的方式对微反应器进行放大,提高产能实现工业化应用。本文构建了一种新型的集束式对流微通道反应器(C-CFMCR),对其微观混合性能进行探究,并运用该反应器制备电容材料二氧化锰。本课题的主要研究内容及结论如下:(1)基于I-/IO3-反应体系,对单束式对流微通道反应器(S-CFMCR)的结构进行优化,得出微通道内径0.5 mm、开孔大小1.0 mm和微通道内径0.8 mm,开孔大小1.3 mm的两种规格的微通道反应器混合效果较优。以S-CFMCR为复制结构单元,进行集束放大构建C-CFMCR,对C-CFMCR体积流量、体积流量比、放大倍数等参数进行了实验研究,得出:随着体积流量的增大,微观混合性能先增强再减弱,存在一个较优操作区间;体积流量比为1时,反应器混合性能最佳;放大倍数对反应器的混合效果影响不大,不存在明显的放大效应。(2)将C-CFMCR应用于MnO2的制备,探究操作条件、反应器结构和后处理步骤对MnO2性能的影响,得出:控制操作条件,可以得到形貌与性能较好的MnO2;陈化时间为2h,220℃下对MnO2进行2 h煅烧,得到的样品的比电容为175 F·g-1,循环充放电500次损失约10%。