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超臨界流體

文章出處: 人氣:- 发表时间:2017/8/8 15:57:05

1.概述

    随着环境的温度和压力变化,任何一种物质都存在三种相态-气相,液相,固相,三相成平衡态共存的点叫三相点.液,气两相成平衡状态的点叫临界点.在临界点时的温度和压力称为临界温度和临界压力,不同的物质其临界点的压力和温度各不相同.超臨界流體(Super Critical fluid,简称SCF)是指温度和压力均高于其临界点的流体,常用来制备成的超臨界流體有二氧化碳,氨,乙烯,丙烷,丙烯,水等.物体处于超临界状态时,由于气液两相性质非常相近,以致无法清楚分别,所以称之为超臨界流體

2.超臨界流體的特性

    超臨界流體具有类似气体的扩散性及液体的溶解能力,同时兼具低黏度,低表面张力的特性,使得超臨界流體能够迅速渗透进入微孔隙的物质.因此用于萃取时萃取速率比液体快速而有效,尤其是溶解能力可随温度,压力和极性而变化.

    超臨界流體萃取分离过程是利用超臨界流體的溶解能力与其密度的关系,即利用压力和温度对超臨界流體溶解能力的影响而进行的.当物质处于超临界状态时,成为性质介于液体和气体之间的单一相态,具有和液体相近的密度,黏度虽高于气体但明显低于液体,扩散系数为液体的10~100倍,因此对物料有较好的渗透性和较强的溶解能力,能够将物料中某些成分提取出来.

在超临界状态下,将超臨界流體与待分离的物质接触,使其有选择性地依次把极性大小,沸点高低和分子量大小的成分萃取出来.同时超臨界流體的密度,极性和介电常数随着密闭体系压力的增加而增加,利用预定程序的升压可将不同极性的成分进行分步提取.当然,对应各压力范围所得到的萃取物不可能是单一的,但可以通过控制条件得到最佳比例的混合成分,然后借助减压,升降温的方法使超臨界流體变成普通气体或液体,被萃取物质则自动完全析出,从而达到分离提纯的目的,并将萃取与分离两过程合为一体,这就是超臨界流體萃取分离的基本原理.

3.常见的超臨界流體

    照理来说,任何物质应该都能够变成超临界状态,但是有些物质的临界压力以

  相 密度ρc (g/cm3) 黏度(Pa s) 扩散系数(cm2/s)

  气体 10-3 10-5 10-1

  超臨界流體 0.1~0.5 10-4~10-5 10-3

  液体 10-3 10-3 10-5


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