超临界流体的特性及其应用
超临界流体技术原理

超临界流体技术原理超临界流体技术是一种在高压和高温条件下利用流体的性质进行实验和应用的技术方法。
超临界流体是指在临界点以上的温度和压力条件下存在的物质状态,具有介于气体和液体之间的性质。
超临界流体技术在化学工业、材料科学、能源领域等各个领域都具有广泛的应用前景。
本文将介绍超临界流体技术的原理及其在不同领域中的应用。
一、超临界流体的原理超临界流体是指在临界点以上的温度和压力条件下,物质处于气液临界态,具有与常规流体截然不同的性质。
超临界流体的原理基于以下几个重要特性:1. 高溶解性:超临界流体具有极高的溶解性能,可溶解多种有机物质,包括一些传统溶剂无法溶解的物质。
这归因于超临界流体的密度和黏度变化幅度大,而且与其它流体性质相比,超临界流体的介质分子间作用力较小。
2. 可逆性:超临界流体的性质具有可逆性,即在改变温度和压力的条件下,可以实现物质的溶解和分离。
这一特性使得超临界流体技术在催化剂的制备、化合物的提取和纯化等领域有着独特的优势。
3. 调控性:超临界流体的性质可以通过调控温度和压力来改变。
通过调节温度和压力的变化,可以实现对超临界流体的物理和化学性质的精确控制,从而实现对物质的选择性提取和分离。
二、超临界流体技术在化学工业中的应用1. 超临界流体萃取技术:超临界流体萃取技术是指利用超临界流体的溶解性和可逆性进行物质的提取和分离。
常用的超临界流体包括二氧化碳、甲烷等。
超临界流体萃取技术在化学工业中广泛应用于天然产物提取、催化剂制备等领域,具有高效、环保的特点。
2. 超临界干燥技术:超临界干燥技术是利用超临界流体的溶解性进行湿物质的干燥。
相比传统的热空气干燥方法,超临界干燥技术具有高效、快速、无残留溶剂等优势,被广泛应用于食品工业、制药工业等领域。
三、超临界流体技术在材料科学中的应用1. 超临界流体沉积:超临界流体沉积是利用超临界流体的高溶解性和低黏度特性进行材料的制备。
通过控制温度和压力等条件,可以实现对沉积速率、晶体结构等参数的精确控制,从而制备出各种功能材料。
超临界流体技术的研究及应用

超临界流体技术的研究及应用随着科技的不断发展,新型材料和技术的涌现,超临界流体技术在各个领域的应用逐渐受到了重视。
超临界流体技术是一种新型物质和能源利用技术,具有高效、环保等优良性质,引起了广泛的关注和研究。
本文将综述超临界流体技术的相关研究和应用情况,旨在更深入了解这一技术及其未来的发展前景。
1. 超临界流体技术的基本特征超临界流体是介于气态和液态之间,临界点之上的一种新型物质。
随着温度和压力的逐渐增大,物质的状态也会随之发生变化。
当温度和压力达到一定值时,物质会出现超临界膨胀,密度和介电常数急剧降低等特殊性质。
超临界流体具有高扩散率、高溶解度、低表面张力等特点,可以用于物质分离、反应、传质、加压气化等方面。
2. 超临界流体技术的应用领域2.1 化工领域在化工领域,超临界流体技术被广泛应用于物质分离、纯化、精细化学品合成以及化学反应等方面。
超临界二氧化碳在化工方面的应用特别突出,它可以代替有机溶剂,避免了有机污染、爆炸和毒性等问题,同时还可用于药品制备、高分子材料制备、食品加工、环境保护等领域。
2.2 能源领域超临界流体技术在能源领域的应用已成为一个研究热点。
超临界流体油藏藏的是超临界状态下的油,具有高渗透率、高采收率等特点,可以减少地下水污染,提高油井开发效率。
此外,超临界流体还可以用于制备氢气、碳纳米管、锂离子电池等高新技术材料。
2.3 材料领域超临界流体技术在材料领域的应用主要包括超临界流体沉积、超临界干燥、超临界成型等方面。
超临界流体沉积是一种重要的材料制备技术,可以制备出高性能、高质量的纳米材料。
超临界干燥技术是一种无毒、无害的材料干燥方法,可用于食品、药品等行业的生产制造。
3. 超临界流体技术的发展趋势随着超临界流体技术的广泛应用,该技术的研究和开发也在不断深入。
未来,超临界流体技术将会在如下方面发展:3.1 多相流体的研究超临界流体的应用与多相流体密切相关,二者的相互作用将引发更多的研究活动,增加新型材料的开发机会。
超临界流体的性质及其应用

超临界流体的性质及其应用
超临界流体是指其压力超过在温度下临界点压力时所形成的物质,它具有极强
的流动性,可用于替代传统的液体与气体,是当今科学技术发展中的重要研究方向。
①物性:超临界流体的密度及流体的比热容变化性很大,LOG P值很低,且表
观密度随温度和压力的变化性特别大,使得物性灵活性非常强,有效Petroleum介孔吸附技术就能够有加剧更多,并具有保持油品活性功能。
②结晶性:超临界流体具有无油脂结晶的特性,能够在低于改性溶剂在某一特
定温度和压力下的极限之内获得溶液的调节,并且还可以对细菌及其它微粒物质有效的抑制作用。
③溶解能力:超临界流体有很大的溶解能力,常见的有水、汽油及其它有机的
溶剂,可以在温度与压力的影响下有效的溶解出大量物质,能够有效的替代单室式及双室式离心泵。
④降污能力:超临界流体还具有抗聚合及脱脂场对有机重污染物的脱除,并且
还能持续化学分解,用于降低空气污染,保护大气环境的作用,是非常有效的一种污染物的净化技术。
超临界流体具有上述种种特性,因而拥有了许多应用,比如生物医学分析,制
造药剂,清除污染物等,是新型流体处理技术中最有前景的一种技术。
目前国家对此领域的研究和应用投入了大量的资金,必将会开拓出更多的应用前景。
超临界流体的性质及应用研究

超临界流体的性质及应用研究一、前言超临界流体是指在临界点以上,温度和压力高于其临界值的流体状态。
其性质独特,既有液体的高密度和可压缩性,又有气体的高扩散性和低粘度。
因此,超临界流体已被广泛用于工业生产和科学研究领域,并在化学、环境、材料等多个领域发挥了重要作用。
二、超临界流体的性质1.密度可调控性超临界流体的密度可以通过调节压力和温度来调控,因此可以制备出密度可调控的材料。
这是传统溶剂难以比拟的优势之一。
另外,超临界流体的密度与其溶解性密切相关。
与传统溶剂不同,使用超临界流体时,溶液的浓度和溶解度可以通过调节压力和温度控制,从而精确控制需溶解物质的含量。
尤其在化学和材料领域中,这一特性被广泛应用。
2.热力学合适性由于超临界流体具有低粘度、高扩散性等特点,因此可以克服传统溶剂的一些限制。
此外,超临界流体的热力学性质也具有优势。
以二氧化碳为例,其在合适的压力和温度下可以实现液态、气态之间的转变,从而广泛应用于萃取、反应等领域。
3.溶液性质可变性超临界流体对相变的敏感性比传统溶剂要高得多,因此可以促进溶剂中需溶解物质的可变性。
通过调节压力和温度,可以精确调控溶剂的相变,从而在不同条件下制备出不同性质的溶液。
例如,可利用超临界流体制备出高温、高压下才稳定存在的金属氧化物的溶液。
三、超临界流体的应用领域1.催化剂合成催化剂是各种化学反应的重要组成部分。
由于超临界流体具有可控性强、选择性高等特点,并可以将催化剂包埋于其中,因此在催化剂合成领域中得到了广泛应用。
超临界流体可以有效地提高催化剂的质量和产量,并可以减少不必要的污染物的生成。
2.材料制备超临界流体可被用于制备高分子材料以及其他各种材料。
在聚合合成领域,其中最常见的应用是利用超临界流体将催化剂和反应物混合;此外,还可以使用超临界流体制备出纳米材料、纳米胶体和其他复杂材料。
3.萃取技术超临界流体的萃取技术是一种高效、环保的溶剂提取方法,已被广泛应用于科研和工业生产中。
探究超临界流体的特性和应用

探究超临界流体的特性和应用超临界流体,指物质在高温高压条件下,其温度和压力已经超过了相应的临界点,不再存在明确定义的气液界面,而呈现出独特的物理和化学性质的一种状态。
在这种状态下,物质具有类似于气体和液体的性质,但又不同于它们。
超临界流体具有许多独特的性质和应用,近年来引起了科技界和工业界的广泛关注和研究。
超临界流体的性质超临界流体不仅具有气体和液体的性质,而且还表现出许多特殊的性质。
首先,超临界流体具有变量密度的特性,其密度可以通过调节压力和温度进行控制。
其次,超临界流体具有高扩散性,即在超临界状态下,流体分子能够快速地扩散,使其在反应和吸附等方面具有较高的效率。
此外,超临界流体还具有优异的溶解性和催化性能,在某些场合下,可以取代传统溶剂和催化剂。
超临界流体的应用超临界流体已经被广泛地应用于多个领域,包括材料科学、化学、能源、环境保护等领域。
1. 材料科学超临界流体可以用于材料的合成、制备和表面处理等方面。
例如,超临界流体在聚合物合成、纳米结构的制备和表面功能化等方面都表现出了无与伦比的优异性能。
此外,超临界流体还可以用于固体深度清洗和去污。
2. 化学超临界流体具有优异的溶解性和反应性能,可以用于化学反应和催化。
例如,利用超临界二氧化碳可以实现有机化合物的绿色合成和催化反应,同时还能有效地降低反应物的毒性和对环境的影响。
3. 能源超临界流体可以用于能源开发和利用。
例如,超临界水的热物理性质表现出了非常独特的性能,可以用于海水淡化、生物质转化和催化煤气化等领域。
4. 环境保护超临界流体可以用于环境保护和污染控制方面。
例如,利用超临界二氧化碳可以实现无害化废物处理和污染物的提取和过滤。
此外,超临界水的化学性质和生物相容性优异,可以用于环境污染修复和生态系统保护。
超临界流体的研究挑战超临界流体的研究与应用面临许多挑战。
首先,由于超临界流体的物理和化学特性十分独特,对其性质和反应机制进行深入的研究和认识仍然相对缺乏。
超临界流体技术的原理和应用

超临界流体技术的原理和应用随着现代科学和技术的不断发展,超临界流体技术成为了当今世界上备受关注的研究热点。
超临界流体技术的应用领域非常广泛,包括石油化工、制药、食品加工、环境保护、材料学等多个领域。
本文将阐述超临界流体技术的原理和应用。
一、超临界流体技术的原理1. 超临界介质的定义超临界介质是指温度和压力都高于其临界点的物质状态。
在这个状态下,介质的性质和传统气态和液态介质大大不同。
2. 超临界流体的特点超临界流体具有许多独特的物理化学特性,如超高的物理性能,高扩散性,高溶解力、密度可调性、温和的反应条件、不用溶剂或少量溶剂等。
3. 超临界流体技术的原理超临界流体技术是将物质升至超临界状态后,在适当的条件下使它与其他物质接触,从而利用其特殊的溶解性、传质性、反应性等特性,实现物质的分离和纯化、催化反应、合成新材料、制备微粒等现象。
二、超临界流体技术的应用1. 石油化工在石油化工领域,超临界流体技术被广泛应用于油藏开发、原油加工和废水处理等方面。
在油藏开发和原油加工中,超临界流体技术可以使油藏内残留油被有效开采和回收,从而达到更高的产量。
在废水处理方面,超临界流体技术可以大幅度降低废水中的污染物,使废水安全排放。
2. 制药在制药领域,超临界流体技术的应用主要体现在药物精制和制剂加工方面。
超临界流体可用于精制药物,并用于直接制备固体药物和微粒制剂,从而可以改进药物的生物利用度和控释性。
3. 食品加工在食品加工领域,超临界流体技术可以保持食品中的活性成分,同时去除杂质和微生物。
此外,超临界流体技术还可用于其它生物活性物质的提取和纯化。
例如,绿茶提取物的制备,以及咖啡因和咖啡酸的提取和精制等。
4. 环境保护超临界流体技术可以用于环保领域,例如用于处理含有大量有机物和重金属的污染物。
此外,超临界流体还可用于除臭、氧化微污染物和催化反应等方面。
5. 材料学在材料学领域,超临界流体技术可用于磷化和氮化半导体材料、金属氧化物、无机纳米粒子和有机/无机杂化材料等制备过程中,其中最显著的可能是石墨烯的合成和表征。
超临界流体的物性表征及其应用

超临界流体的物性表征及其应用超临界流体是指在超过其临界点(临界温度和临界压力)后,气体和液体之间不再有明显的界面区分,具有介于气体和液体之间的物理性质。
由于超临界流体具有独特的物化特性和广泛的应用前景,在化工、材料、能源、环保等领域越来越受到关注。
一、超临界流体的物性表征(1)密度超临界流体密度是超临界科学研究中最基础的物性参数,对于研究超临界流体的相平衡、物性测量和传热传质等方面的问题都有着重要的意义。
常用的密度测量方法有位移法、压缩法、放射性核素法等,其中最常用的是位移法和压缩法。
超临界流体的密度依赖于温度、压力和组分,因此在实验测量中需根据实际情况选择适当的测量条件。
(2)粘度超临界流体有着非常低的粘度,这种特性使得其在化学反应过程中具有快速的传质传热性能,同时也使得其在物理性质表征上存在着一定的困难。
目前最常用的测量方法为快速闭合法和粘度掉落法,前者适用于高压下,后者适用于低压下。
超临界流体的粘度主要依赖于温度和压力,研究发现在一定的温度范围内,压力对超临界流体粘度的影响较小。
(3)扩散系数扩散系数是用于描述物质在流体中传递的物理量,其大小对于研究临界相平衡、传热传质等方面的问题非常重要。
测量扩散系数的方法有失重法、密度梯度法、紊流扩散法等,其中密度梯度法是最常用的。
超临界流体的扩散系数主要依赖于温度、压力和组分,研究发现在一定的温度范围内,组分对超临界流体扩散系数的影响较小。
二、超临界流体的应用(1)萃取分离超临界萃取技术是利用超临界流体的物理和化学特性,对某些物质进行萃取和分离的一种技术。
随着现代化学工业的不断发展,萃取分离技术已成为一种重要的化工分离技术。
在这个领域中,超临界萃取技术已经成为萃取分离的重要手段,利用这种技术可以实现温和的分离条件、高效的分离效果和对环境友好的处理方式。
(2)制备纳米材料纳米材料是具有特殊物理化学性质的材料,现已广泛应用于生物医学、电子信息等领域。
利用超临界流体制备纳米材料是一种新兴的制备技术,它具有制备简便、产品纯度高、结晶度好等特点。
超超临界流体技术在化学反应中的应用

超超临界流体技术在化学反应中的应用化学反应的发展一直是人类社会发展的重要组成部分。
从早期的实验室试验到现代化学工业生产,化学反应一直在不断地进步和完善。
超超临界流体技术作为一种新型的反应介质,具有其独特的优势,逐渐被化学工业界所重视。
本文将介绍超超临界流体技术在化学反应中的应用。
1. 超超临界流体介质的特点超超临界流体介质是介于常规流体和固体之间的状态,它具有独特的物理化学性质。
其中,临界点之上的超临界流体表现出与气体相近的低粘度,高扩散性,以及与液体相近的高密度和溶解能力。
而超超临界流体介质则更接近于固体,有着更高的密度和更强的溶解能力。
这些独特的物理化学性质,使得超超临界流体介质在化学反应中起到了重要的作用。
2. 超超临界流体在化学反应中的应用(1)催化加氢反应催化加氢反应是广泛应用于石油化工领域的一种常见反应,而超超临界流体催化加氢反应则具有较高的效率和选择性。
超超临界流体介质中的催化剂具有更高的活性,可以有效地催化分子之间的反应,同时也能在反应结束后方便地回收。
另外,由于超超临界流体介质对氢气有极高的溶解度,因此可以减少氢气的使用量,降低反应的成本。
(2)无机合成在无机合成领域,超超临界流体技术也得以应用。
超超临界流体介质可以提供高度的物质扩散性和反应动力学,从而加速反应速率和提高合成产物的纯度。
另外,由于超超临界流体介质的化学稳定性较高,因此能够在高温高压下进行反应,产物的产率也能得到进一步提高。
(3)制备纳米材料超超临界流体技术在制备纳米材料方面也有较大的优势。
由于超超临界流体介质的高度物质扩散性和均匀性,相对于传统合成方法,使用超超临界流体介质制备的纳米材料具有更高的纯度和更优异的性能。
另外,在制备纳米材料时,超超临界流体介质可以起到良好的模板作用,使得制备的纳米材料具有更加规整和稳定的形态。
3. 超超临界流体技术的优势和展望超超临界流体技术作为一种新型的反应介质,具有独特的优势。
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浙江工商大学研究生课程论文论文题目:超临界流体的特性及其应用课程名称:现代食品工程技术专业名称:食品科学学号:***********名:***指导教师:励建荣、石玉刚成绩:日期:2010.11.10超临界流体的特性及其应用摘要:本文主要介绍了超临界流体的理化性质,并对超临界流体在化工、生物质及环保等领域的应用进行了综述,同时对超临界技术的发展前景进行了展望。
关键词:超临界流体;理化性质;应用;前景展望The Properties and Application of theSupercritical FluidsAbstract : This paper describes the physical and chemical properties of supercritical fluids, then introduce the application in the fields of chemical industry, biomass and environmental protection, and so on, while prospect the development of supercritical technology.keywords: supercritical fluids;physical and chemical properties;application;prospection超临界流体(SCF)是介于气体和液体之间的一种特殊聚集态。
19世纪60年代,英国科学家Thomas Andrews首次发现超临界现象;1879年,Hannay和Hogarth 发表了第一篇有关超临界流体的论文“超临界流体能够溶解固体物质”,为超临界流体萃取技术的应用提供了依据。
随着对超临界流体性质认识的深入,超临界干燥、化学反应等新技术不断涌现并得到快速发展,所涉及的应用范围也迅速扩大。
目前,在ISI Web of Knowledge数据库中有关超临界的论文已高达17000篇。
我国在这一领域的研究工作起步较晚。
1985年北京化工学院从瑞士进口了第一台超临界流体萃取装置,进行了不少研究工作。
之后相继成立了相关的学术组织,定期召开国际性或全国性超临界流体会议,并且有许多论文、专著等学术性文章发表。
目前我国在中国知网数据库中发表的关于超临界的文章数已超过14000篇。
本文对常温、常压下为液态的超临界流体的理化性质及其应用进行了综述,并对此技术的发展前景进行了展望,以期能为我国在超临界这方面的研究工作提供参考[1]。
众所周知纯净物质要根据温度和压力的不同,呈现出液体、气体、固体等状态变化,但如果提高温度和压力来观察状态的变化,那么会发现,如果达到特定的温度、压力,会出现液体与气体界面消失的现象该点被称为临界点,在临界点附近,会出现流体的密度、粘度、溶解度、热容量、介电常数等所有流体的物性发生急剧变化的现象。
温度及压力均处于临界点以上的液体叫超临界流体(supercritical fluid,简称SCF)。
超临界流体的处于临界温度和临界压力以上,介于气体和液体之间的流体,兼有气体液体的双重性质和优点:溶解性强,密度接近液体,且比气体大数百倍,由于物质的溶解度与溶剂的密度成正比,因此超临界流体具有与液体溶剂相近的溶解能力。
扩散性能好,因黏度接近于气体,较液体小2个数量级。
扩散系数介于气体和液体之间,为液体的10-100倍。
具有气体易于扩散和运动的特性,传质速率远远高于液体。
易于控制,在临界点附近,压力和温度的微小变化,都可以引起流体密度很大的变化,从而使溶解度发生较大的改变。
(对萃取和反萃取至关重要)。
鉴于这些优点,超临界流体在化工、生物质及环保等领域的都有广泛的应用。
本文就超临界流体的理化性质及应用两方面展开论述,并对其研究前景进行了展望。
1.超临界流体的理化性质1.1超临界流体的物理性质1.1.1密度在常温常压下,液体的密度为0.6~1.6g/cm3,超临界流体密度为0.2~0.5g/ cm3。
可见超临界流体具有与液体相近的密度。
但两类流体密度对温度及压力依赖性不同。
这是由于超临界流体具有可压缩性,故与常态液体相比,其密度与温度、压力相关性较大。
如:400°C时,压强在0.22kPa~2.5kPa范围内变化,水的密度可从0.1g/mL降至0.84g/mL。
1.1.2粘度在标准状态下,液体的粘度为0.2~0.3Pa·s,气体的粘度为0.01~0.03Pa·s, SCF的粘度为0.01~0.03Pa·s,可见SCF粘度与气体接近。
温度、密度是影响粘度的主要因素。
SCF与液体粘度受温度、密度影响的变化规律不同。
通常液体的粘度随温度升高而减小;超临界流体在高密度条件下,粘度随温度升高而减小;在低密度条件下结果相反[2]。
1.1.3扩散系数超临界流体扩散系数处于气体与液体之间,是常温下液体的10~100倍。
扩散系数与压力和温度相关。
但常态流体与SCF的扩散系数变化规律及表达式有所不同。
一般常态流体的扩散系数随压力下降而增大,与粘度成反比。
SCF的扩散系数随压力增大而增大。
当密度很高时得知微小的压力变化可导致扩散系数较大改变,且扩散系数与粘度成反比。
1.1.4表面张力一般液体都具有表面张力,但超临界状态下各流体表面张力近似为0。
这是由于非超临界态下,随着体系接近临界点,流体两相界面逐渐加厚,并相互扩散;达到临界点时,两流体会失去各自特征而成为均相;至超临界态时,随着界面扩散程度越大,界面张力逐渐减小至完全消失。
1.1.5介电常数超临界流体的介电常数与常态流体相比存在差异。
如甲醇在标准状态下介电常数为32.6,而超临界态(如250℃,20MPa),其介电常数降为7.2。
介电常数变化与密度及温度相关 ,随密度的增大而增大,随温度的升高而减小。
并且受氢键数影响。
1.1.6溶解性能流体的溶解性能与其极性、介电常数相关,故超临界流体与常态液体相比溶解性能存在明显差异。
如水在超临界与常态下的溶解性能差异很大。
超临界甲醇与其常态时相比,氢键数由1.93降至0.7以下,介电常数也降低,因此其溶解性能发生以下变化:常温常压下,甲醇与油脂互不相溶;超临界状态下,甲醇和油脂可以完全互溶。
1.2超临界流体的化学性质1.2.1氢键流体在超临界态与常态所含氢键的数量及稳定性均发生改变。
温度及压力是氢键稳定性及数量改变的影响因素,但影响程度不同。
如乙醇氢键稳定性随着温度的升高不断减小,相比之下压力的影响较小。
并通过MD和MC模拟得出:随温度的升高,水和乙醇中的氢键仍然存在,但数量都减少。
其中乙醇氢键变化对温度依赖性较强,水的氢键变化与压力相关性较大。
1.2.2离子积离子积受温度与压力影响,导致流体于超临界与常态相比离子积存在差异。
在超临界区,随温度和压力升高,离子积增大并比常态时高出许多。
如水在标准状态下的离子积为K θW = 10 - 14,在超临界态,随温度和压力升高密度变大,导致离子积增大,并比常态时离子积高出几个数量级。
据文献得知甲醇在较高温度和压力下,离子积增大,故甲醇单分子更易离解成 CH3O-和 H+,甲醇双聚体更易离解成 CH3OH+2 和 CH3O-。
1.2.3酯化反应酯化反应也称醇解,是用另一种醇置换甘油酯中的醇。
与醇溶液相比,超临界醇发生酯化反应速率极高。
Sasaki 研究得出:在至少油脂和醇两者之一是超临界状态的条件下,加入少量碱性催化剂,在一定温度时间内反应。
与普通酯交换相比,超临界酯交换具有产率高,反应时间短等特点。
这是由于超临界醇在非极性油脂中的溶解能力增强,且其表面张力近似为 0 ,可形成均相反应。
另外超临界醇离子积增大,可解离生成更多的醇氧离子,且醇离子基浓度大小通常与酯化反应程度成正相关,故酯化反应更易发生。
1.2.4还原性醇在标准态下与超临界态相比,还原性较弱。
在无催化剂条件下,醇溶液不发生脱氢反应,而超临界醇可发生脱氢反应,对不饱和键还原性更强。
超临界高温高压条件可能是醇还原性增强的原因。
2.超临界流体的应用鉴于超临界流体的这些理化性质,其在药物提取,化工中都得到了广泛的应用,并显示了较大的优势,下面分别介绍几种超临界流体的应用:2.1超临界流体萃取超临界流体萃取分离过程是利用其溶解能力与密度的关系,即利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的。
在超临界状态下,流体与待分离的物质接触,使其有选择性地依次把极性大小、沸点高低和分子质量大小的不同成分萃取出来。
然后借助减压、升温的方法使超临界流体变成普通气体,被萃取物质则自动完全或基本析出,从而达到分离提纯的目的,并将萃取分离的两个过程合为一体。
超临界流体萃取过程能否有效地分离产物或除去杂质,关键是萃取中使用的、氨、乙烯、乙烷、丙烷、溶剂必须具有良好的选择性。
常见的超临界流体有CO2丙烯、乙醇、丁醇、水等,但最引人注目的是超临界,因其性能优良而研究最多、应用最为广泛。
CO的临界温度(31.06℃)、临界压力(7.38MPa)较易达到;对2大多数溶质具有较强的溶解能力,而对水的溶解度却很小,有利于萃取分离有机水溶液;而且还具有不燃、不爆、不腐蚀、无毒害、化学稳定性好、廉价易得、极易与萃取产物分离等一系列优点。
超临界流体萃取的特点主要有:首先是操作温度低,特别适合那些热稳定性较差、易氧化分解、化学性质不稳定的物质分离,能够使萃取物的有效成分保留下来,不被损坏;其次是超临界流体萃取技术在高压、密闭、惰性环境中,能最大程度地提取物质的有效成分;再次,超临界流体萃取技术工艺简单,萃取效率高,且无污染[3]。
2.2超临界水氧化技术超临界水氧化技术是以水为介质,利用在超临界条件(温度>374℃,P>22.1 MPa)下不存在气液界面传质阻力来提高反应速率并实现完全氧化。
处于超临界状态下的水兼具液态和气态水的性质,其可连续变化的密度、低静电介质常数、低粘滞度等特性使超临界水成为一种具有高扩散能力、高溶解性的理想反应介质,可以利用温度与压力的变化来控制反应境、协调反应速率与化学平衡、调节催化剂的选择活性等,也可以通过不同物质溶解度对超临界流体的依赖性,实现反应与分离在同一反应器内完成。
超临界水氧化技术具有如下的特点:水中几乎所有的有机物在几秒至几分钟内,与氧气或空气中的氧进行氧化、分解,分解率为99.99%以上,有机污染物转化成无害的CO2、水和氮气等;盐类和金属以固体形式被分离出来或回收利用,例如造纸黑液经处理后可回收碱。
处理后的水也成为洁净的水;当被处理的废水或废液中的有机物浓度在 3%(30000毫克/升)以上时,就可以依靠反应过程中释放的反应热来维持反应所需的热量平衡,不需外界加热;污水在密闭境中,反应彻底,不排放污染物,有利于有毒有害物的处理。