几种常用的超临界流体的临界条件
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超临界流体技术在超细粉体工业中的应用
超细粉体，特别是纳米级粉体的研制，在当前的高新技术中己成为一个热门领域，在材料、化工、轻工、冶金、电子、生物医学等领域得到广泛应用。
过去已发展形成了一些常规技术用于制备超细粒子，但这些方法由于各自存在的缺点而制约着其应用。
喷雾干燥、超细碾磨的主要缺点是形成的粒子尺寸分布宽，并且只有一小部分的粒子属于纳米范围。
超临界流体技术为超细粉体，特别是热敏性（如炸药）、具生物活性（如生物制品）或具催化活性粉末的制备提供了一条新途径。
一、超临界流体的形成与性质1、超临界态与超临界流体
纯物质在密闭容器中随温度与压力的变化会呈现出液体、气体、固体等状态。
当温度和压力达到特定的临界点以上时，液体与气体的界面会消失，液、气合并为均匀的流体，这就被称为“超临界流体”(Supercritical fluid，简称SCF)。
临界点时的温度称为临界温度，此时的压力称为临界压力（见图1）。
在临界点附近，流体的物理化学性质，如密度、黏度、溶解度、热容量、扩散系数、介电常数等会发生急剧的变化，如表2所示。
图1超临界状态与超临界流体
表1 气体、液体和超临界流体的性质比较
2、超临界流体的特性
超临界流体同时具备气、液两态的双重性质（二像性）。
像液体：密度、溶解能力和传热系数接近于液体，比气体大数百倍。
它是极好的溶剂，可溶解许多固体，包括难溶的树脂、油污、农药、咖啡因、氮化硅、晶圆和线路板蚀刻后的残渣等。
2什么是临界、亚临界、超临界、超超临界
问：工业上有“超临界”、“亚临界”等词汇，请问所谓的“临界”是什么意思？答：1、临界，顾名思义，就是临近界限。
一般指会导致结果截然不同的条件，例如当一个能举起一百斤的人手里拿了一百零一斤的时候，他就举不起来了，这一百斤就是他的临界值。
超临界就是附加某些因素后，使条件超过原有的临界值，还能得到原来的结果。
例如还是前面那个力举百斤的人，吃了兴奋剂，一下子举起了一百二十斤，这就是一个超临界现象。
而亚临界则是指虽然还没有到达临界，但却已经接近了，结果虽然没有改变，但其稳定性已经大打折扣，随时会因为突发因素而导致改变。
依然是这个人，举了九十九斤的东西就是亚临界了，虽然是能举，但举着这个，他膝盖就要打颤，没法顺利迈步，如果一阵风吹过来，他就有可能要倒，这就叫他已经到了亚临界了。
2、所谓的“临界”是指锅炉工作情况下承受的一定温度和压力的蒸汽状态。
可以查出水的临界压力为22.565MPa，由此知，此压力对应下的状态叫临界状态；压力低于25MPa （对应的蒸汽温度低于538摄氏度）时的状态为亚临界状态；压力在25MPa时的状态（对应的蒸汽温度高于538摄氏度）为超临界状态；而压力在25-28MPa之间(温度在600度以上）则称为超超临界。
3、水在加热过程中会汽化，一个饱和压力下必然对应一个饱和温度。
在水的定压加热过程中，每个压力下，水都将经历一个未饱和水（o）点，饱和水（a）点，湿饱和蒸汽（x）点，干饱和蒸汽（b）点，直至过热蒸汽（e）点。
随着压力的增高，a 点有向右移动的趋势，b点有向左移动的趋势，汽化阶段随着压力的增高而逐渐缩短，当a 点和b点重合时，这点就是水的临界点，此时饱和水和饱和蒸汽已经没有任何差别。
因此，水的临界点P=22.129MPa，T=374.12℃亚临界火电机组蒸汽参数：P=16~19MPa，T= 538℃/ 538℃或T= 540℃/ 540℃。
当蒸汽参数超过水临界状态点的参数，统称为超临界机组，（Supercritical）以（SC）表示。
现代分离技术-超临界流体、色谱
带阴离子基团的， 如DEAE—（二 乙基胺乙基）和 QAE—（四级胺 乙基）等为阴离 子交换剂。
是指用交联剂使2个或者 更多的分子分别偶联从而
使这些分子结合在一起
离子交换层析只适用于能在水中解离的化合物，包括有机物和无机物。
4.3分配层析 （ distributi on chromatogra phy）
01
分配层析：是指在一个有两相存 在的系统中，利用不同物质的分 配系数不同而使其分离的方法。
02
在层析分离过程中，这两种互不 混溶的溶剂之一为流动相；
03
另一种是吸收在载体中的溶剂， 这种溶剂是键合在载体中，再层 析过程不流动，为固定相。
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与固定相相互作用力越弱的 组份，随流动相移动时受到 的阻滞作用小，向前移动的 速度快。
反之，与固定相相互作用越 强的组份，向前移动速度越 慢。
分布收集流出液，可得到样 品中所含的各单一组份，从 而达到将各组份分离的目的。
4.1.3原理、构成层析法的条件
色层法应具备的因素或条件是：
1. 具有两相 2. 混合物中各组分的物理化学性质有差
异 3. 多次冲洗或展开
4.1.4分类 按两相所处状态分类
二．按固定相的使用形式（即实验技术）分： 柱层析、纸上层析、薄层层析 二．按分离机制分（即物理化学性质）： 吸附层析、分配层析、离子交换层析、凝胶 过
滤、其它层析（如亲和层析）等。 二．按展开方式分： 洗脱法、迎头法、置换法
4.2◆吸附色层法（adsorption chromatography）
对于蛋白质、核酸、氨基酸及核苷酸的分离分析有极好的分辨力。
超临界状态
超临界状态supercritical state超临界状态物质的压力和温度同时超过它的临界压力(pc)和临界温度(Tc)的状态，或者说，物质的对比压力(p/pc)和对比温度(T/Tc)同时大于1的状态称为该物质的超临界状态。
超临界状态是一种特殊的流体。
在临界点附近，它有很大的可压缩性，适当增加压力，可使它的密度接近一般液体的密度，因而有很好的溶解其他物质的性能，例如超临界水中可以溶解正烷烃。
另一方面，超临界态的黏度只有一般液体的1/12至1/4，但它的扩散系数却比一般液体大7至24倍，近似于气体。
这就使它具有很好的流动性，因此超临界态物质(尤其是二氧化碳和水)可以是很好的工业萃取剂。
目前超临界萃取已经是非常重要的分离方法之一。
参考：“超临界流体”超临界流体的定义温度及压力均处于临界点以上的液体叫超临界流体(supercritical fluid)。
超临界流体的性质它基本上仍是一种气态,但又不同于一般气体,是一种稠密的气态。
其密度比一般气体要大两个数量级,与液体相近。
它的粘度比液体小,但扩散速度比液体快(约两个数量级),所以有较好的流动性和传递性能。
它的介电常数随压力而急剧变化(如介电常数增大有利于溶解一些极性大的物质)。
超临界流体的应用原理物质在超临界流体中的溶解度，受压力和温度的影响很大.可以利用升温,降压手段(或两者兼用)将超临界流体中所溶解的物质分离析出，达到分离提纯的目的(它兼有精馏和萃取两种作用).例如在高压条件下，使超临界流体与物料接触,物料中的高效成分(即溶质)溶于超临界流体中(即萃取).分离后降低溶有溶质的超临界流体的压力，使溶质析出。
如果有效成分(溶质)不止一种，则采取逐级降压，可使多种溶质分步析出。
在分离过程中没有相变，能耗低。
超临界流体的应用前景如超临界四流体萃取(supercrtical fluid extraction),超临界流体色谱(supercritical fluid chromatography)和超临界流体中的化学反应等,但以超临界流体萃取应用得最为广泛。
超临界流体技术
超临界流体技术提取天然药物张莲莲目录超临界流体超临界流体技术生物碱类化合物提取黄酮类化合物的提取正文超临界流体超临界流体，就是高于临界温度和临界压力以上的流体，简称SCF。
超临界流体具有液体和气体的双重特性，有与液体接近的密度，同时有与气体接近的黏度极高的扩散系数，故具有很强的溶解能力和良好的流动、传递性能。
例如，水的密度、离子、介电常数等以临界温度374℃为分界，发生急剧的变化。
特别是在常温状态下极性溶剂-水的介电常数到了临界点以上会急剧减小，超临界水的介电常数减小到与有机溶剂相同的水平。
由于这种特性，水在超临界状态，便具有与有机溶剂相同的特性，变成了可以与有机物完全混合的状态。
超临界流体具有较高的扩散性，从而减小了传质阻力，这对多孔疏松的固态物质和细胞材料中的化合物的萃取特别有利；超临界流体对改变操作条件(如压力、温度)特别敏感，这就提供了操作上的灵活性和可调性；超临界流体可在低温下进行，对分离热敏性物料尤为有利；超临界流体具有低的化学活泼性和毒性。
超临界流体技术由于超临界流体以上良好的性能，超临界流体被广泛应用于有效成分的提取。
在高压条件下，使超临界流体与物料接触，使物料中的有效成分溶于超临界流体中，与物料分离，然后通过降低溶有溶质的超临界流体的压力或升温的方法，使溶质析出，这样的技术称为超临界流体技术，简称SFE技术。
能够作为超临界流体萃取的物质应具有临界压力和临界温度、惰性、低毒性及低价格、来源广等特点。
超临界流体技术具有萃取效率高、分离工艺简单、不需要溶剂回收设备、工作条件温和、无毒、无残留、绿色生产等特点，在我国中医药工业上，尤其是在天然药有效成分提取分离上，已开始广泛应用，而且有着越来越广阔的应用前景。
传统的提取天然药物中有效成份的方法，如溶剂提取法、水蒸汽蒸馏法、减压蒸馏法、升华法等，其工艺复杂、产品纯度不高，而且易残留有害物质。
超临界流体萃取(SFE)技术是利用处于临界压力和临界温度以上的流体，具有特异增加的溶解能力而发展起来的分离新技术。
超临界流体的特性及其应用
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。
超临界流体～完成版
此反应分两步进行, 首先CO2 和H2 生成甲酸, 然后甲酸再不二甲胺生成二甲基甲酰胺( DMF) , 或不甲 醇生成甲酸甲酯。其中 DMF 的收率为99%
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超临界CO2 氢化反应
Burk M J, Feng S, Gross M F, et a l, J Am ChemSoc[ J] , 1995, 117( 31) : 8277
多氟代烷基的苯基膦配合作催化剂, 辛烯-1 在scCO2 中于60 °C, 22 MPa 压力下H2 和CO 进行醛化反应, 转化率可达95%。直链醛(E和支链 醛( F) 的比例为8. 5∶1, 如用一般的苯基膦配合物 催化醛化, 转化率为26%。E 和F 之比为3. 5∶1。 若在液体二氧化碳中反应, 转化率仅为5%
4.超临界流体中的化学反应
超临界流体中的化学反应的特点
与常规介质比较，超临界流体的扩散系数高，粘度和表面张力低，传 质速度快，有利于反应速率的提高。 超临界流体能与气体混溶，消除了气液界面，可以加快反应的速率。 超临界流体不仅可以作为反应的介质，而且可以作为反应产物的萃取 分离剂，因而有可能将反应与分离结合起来，具有广阔的工业应用前 景。 在多相催化中，超临界流体可以防止毒物在催化剂表面积累，从而延 长催化剂的使用寿命。
选择用金属有机化合物Ru作催化剂, 在超临界二 氧化碳催化加氢能提供2 -甲基丁酸在高达89％ ee和99％以上产量
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超临界CO2 醛化反应
Koch D, Leit ner W, J Am Chem Soc[ J] , 1998, 120( 51) : 1339813404.
超临界流体在复合材料制备中的应用
超临界流体技术及其应用
超临界流体在化学反应工程中的应用
将化学反应置于超临界流体中进行源于超临 界流体性质的独特优点,超临界流体中的反应具有 许多特点，如反应速率、产率、选择性等可用压 力调节，可将非均相反应变成均相反应，改善非 均相反应的传质速度，用环境友好溶剂取代有害 溶剂，可将化学反应与分离过程结合起来等。
1.反应装置： 通常超临界反应装置的压力设定值高达 40MPa,潜在的危险是不容忽视的,因此要做好 安全防范措施。
大量饮食咖啡因对人体有害。 以往工业上除咖啡豆中咖啡因采用二氯乙烷萃取。缺点有二： 其一，残留二氯乙烷影响咖啡品质；其二，二氯乙烷同时将
部分有用香味物质（芳香化合物）带走。
SFE除咖啡因：浸泡过的咖啡豆直接置于萃取容器中，连续 （循环）用超临界CO2萃取（T＝70－900C；p＝16－20MPa）10 小时，气体中的咖啡因用水吸收除去，蒸馏可回收咖啡因。 经SFE处理后的咖啡豆中咖啡因含量从0.7-3%降低到0.02%。
提取，有效地防止了热敏性物质的氧化和逸散。 SFE是最干净的提取方法 萃取和分离合二为一 安全性好 低成本 压力和温度都可以成为调节萃取过程的参数 速度快
SFE的优点:
萃取剂在常温常压下为气体，萃取后可以方便地与萃 取组分分离。 在较低的温度和不太高的压力下操作，特别适合天然 产物的分离。 超临界流体的溶解能力可以通过调节温度、压力、夹 带剂（如：醇类）在很大范围内变化；而且还可以采 用压力梯度和温度梯度。 SFE的缺点：萃取率较低，选择性不够高。
2.加氢反应 在超临界加氢反应中,由于H2能混溶在超 临界相中从而消除了从气相到超临界相的传质 阻力,因此在超临界流体中进行加氢反应具有很 大的优越性。
超临界流体在化学反应工程中的应用