微流体系统可以明显强化“三传一反”过程,近年来在化学工业、生物制药等领域有着广泛应用。其中微混合器是微流体系统中的核心组件,微混合器中微观混合性能的高低直接关系到后续化学反应中目标产物的选择性与产率。因此,微混合器的混合过程与混合性能受到国内外许多学者的关注与研究,成为化工研究的热点之一。本文利用碘化物-碘酸盐快速平行竞争反应对分离再结合型和内交叉指型微混合器的微观混合性能进行了实验研究。实验在适宜氢离子浓度下考察了雷诺数和待混合流股的体积流量比对微混合器离集指数的影响,并对实验结果进行了理论分析。实验结果表明,对所研究的两种微混合器,雷诺数的增大有利于微观混合性能的提高,分离再结合型微混合器和内交叉指型微混合器的离集指数由雷诺数为78时的0.2132和0.2284减小为雷诺数为3100时的0.0035和0.00605。离集指数随着体积流量比的增加而变大,表明微混合器的微观混合性能变差,当体积流量比为1时,两种微混合器的离集指数最小,微观混合性能最好。在雷诺数介于78～3100时分离再结合型微混合器的混合效果略好于内交叉指型微混合器。在微观混合性能研究基础上,采用混合性能较好的分离再结合型微混合器合成了ZSM-5分子筛,并利用XRD SEM和BET表征合成出的分子筛。研究表明分离再结合型微混合器可以在很短时间内实现合成液的均匀混合,其混合效果比传统釜式反应器的好。合成出的ZSM-5分子筛相对结晶度增大、比表面积增大。总进料流量为28mL/min时相对结晶度为100%,比表面积为235.6681 m2/g。在充分研究分离再结合型微混合器微观混合机理的基础上,提出了一种基于参数化曲线设计的新型被动式微混合器,为增加扰动且使流体在微流道中产生分离再结合的效果,所设计的微混合器采用了内置阻块的结构。并通过数值模拟研究了所设计混合器在Re介于0.1～80范围内的混合性能。阻块的排列方式和混合单元数对微混合器混合性能均有影响。计算表明不平衡分离型微混合器的混合性能比平衡分离型微混合器的混合性能更好。在所研究的雷诺数范围内,混合单元数为5的不平衡分离型微混合器(长度为3273μm)的混合指数都在0.9以上,特别的当Re=50时,混合指数超过0.95,表明该结构的微混合器在Re介于0.1～80间,都有很好的混合性能。