螺旋盘管反应器（Helical Tube Reactor,简称HTR）具有结构简单、无运转部件、体系温度易控制、耐压等优点,其螺旋结构产生的二次流可强化传热、传质、混合过程。目前HTR的基础研究主要集中在流体流动、传热、混合及反应器结构优化设计方面,关于HTR传质性能的研究却相对薄弱。鉴于气-液流体流动对传质性能具有重要影响,本文首先在不同操作、结构、物性参数条件下,对HTR内气-液两相流型进行了系统研究,并提出了流型转变经验关联式;进一步对HTR内气-液传质性能进行了研究,考察不同流型及其他参数条件对传质性能的影响;最后将HTR应用于纳米材料的制备。主要研究内容如下:1.利用可视化手段对HTR内水-氮气体系两相流动进行系统研究。研究结果表明主要存在四种流型:活塞流、气泡流、子弹流、环形流。对于气泡流而言,气泡沿径向流动过程会发生团聚变形,并存在气泡稳定区域。实验考察了反应器放置方式、结构、液相粘度、表面张力对流型分布的影响,并通过理论推导,得到了流型转变的理论经验关联式,具体如下:j_G/g_L=0.84×10^-4He_L^-0.082We_L1.52（气泡流到活塞流）j_G/j_L=31×He_L^-0.26We_L^0.06（环形流到活塞流）2.利用氢氧化钙-二氧化碳体系,对HTR传质性能进行研究,考察了不同流型对传质性能的影响,进一步固定流型条件,研究反应器放置方式、结构、固含量、CO2体积分数对碳化曲线及吸收控制部分液相体积传质系数（KLa）的影响。确定了实验研究范围内的最佳传质条件,与传统搅拌釜反应器传质性能相比,HTR的液相体积传质系数可提高约5.2 倍。3.利用氢氧化钙-二氧化碳体系在最优的传质条件下进行纳米碳酸钙的制备,并对产品晶型、粒径进行分析。实验考察了流型及其他条件对二氧化碳利用率的影响,与传统搅拌釜反应器对比,HTR所制得CaCO3产品粒径分布更加均匀,平均粒径约44nm。