超临界C02条件下在线光谱检测技术研究.pptVIP

超临界C02条件下在线光谱检测技术研究 超临界CO2及其应用 SC-CO2：具有临界温度近予常温(31．1℃)、临界压力不高(7．38MPa)、易于获取、经济、无污染等优点，同时还具有扩散系数大，能够溶解大多数有机小分子，并能使高分子材料膨胀形成微孔的特点。由于溶质很容易扩散到多微孔的固体中去，当压力降低后，大部分溶质留在微孔内，而CO：却不残留，因而被运用于各个领域。特别是在制药及化工领域，可以将一些药物或染料等插嵌到高聚物基质的微孔道中，从而生产相关产品。 在利用超临界流体的过程中，一个重要的问题就是需要知道超临界条件下的实际反应情况。在线光谱检测技术应运而生，它正是在线或现场状况下基于分子水平基础上的微观物理量和微观化学量的光谱传感技术，可广泛应用于化工、制药、轻工和半导体等工业部门的过程监测，化学分析，色度和照度控制，环境保护，生物和医学研究，农业和林业，海洋和矿业，防伪和安全保证系统以及军事部门等。超临界流体条件下的在线光谱检测能够体现反应的真实情况，对于以后的生产和控制具有重要的指导意义，是目前研究的一个重点。 超临界CO2：条件下在线光谱检测技术的方法 在线光谱检测方法 目前用于检测的方法中，光谱分析法是其 中的一种重要方法，主要有紫外光谱法、拉曼光谱法、荧光光谱法、红外光谱法等。这些方法已被广泛运用于在线检测的研究。 紫外光谱法：紫外光谱是电子吸收光谱，通常紫外光谱的波长范围是200 nm～400nm，常用的紫外光谱仪的测试范围可以扩展到可见光区域，包括400 nm～800 nm的波长区域。紫外吸收光谱分析可用于进行在紫外区范围有吸收峰的材料的鉴定和结构分析，主要是有机化合物的分析和鉴定、同分异构体的鉴别和材料结构的鉴定等。紫外光谱法在SC—CO2。中的在线检测已得到很好的应用，如Nikitin等用紫外方法测定了4一二甲基苯胺在PS中的插嵌，Sergei等应用紫Yb／可见光谱研究了聚合物相和SC—CO2：相中溶质的循环。但是它得到的不是整个分子的特性，所以要结合红外吸收光谱等其它物理化学方法。 拉曼光谱法：拉曼光谱法是利用光的散射来进行检测的方法，广泛应用于有机、无机、高分子、生物、环保等各个领域，是一种重要的分析方法。拉曼光谱与红外光谱有很多相似性，但是它们的分析机理不同。任何尺寸、形状、透明度的样品以及极微量样品都可以通过拉曼光谱进行测量，另外拉曼光谱可以对水溶液进行直接测量。Sergei等运用拉曼光谱检测了SC—CO2。中染料的插嵌，它能够很好地检测在超临界流体中染料的插嵌情况。但是它在研究高分子样品时的最大缺点是有荧光散射现象，进而影响检测的结果。 荧光光谱分析法：分子荧光光谱分析是指利用某些物质分子受光照射时所发生的荧光的特性和强度，进行物质的定性分析或定量分析的方法。产生荧光的第一个必要条件是该物质的分子必须具有能吸收激发光的结构，通常是共轭双键结构；第二个条件是该分子必须具有一定程度的荧光效率，溶液的荧光强度还受到溶剂、温度、pH值的影响。Lewis J E等用荧光技术在线检测了密度增加对反应速度的影响因素。它的缺点是荧光物质会和其它溶质分子相互作用而降低，从而产生荧光猝灭，不利于荧光光谱的分析检测。 红外光谱法：红外光谱法是基于分子振动原理进行检测的方法，可应用于分子结构的基础研究和化学组成的分析，对单一组分或混合物中各组分也可以进行定量分析，尤其对一些较难分离并在紫外、可见光区找不到明显特征峰的样品也可以方便、迅速地完成定量分析。FT—IR主要用于一些不断变化的一些短波检测，并已得到很多可靠的数据。目前FT—IR已用于很多实验的超临界液体检测中。Sameer[83就通过将低压的FT—IR设备改造成高压的设备用于SC—CO2。中的各种聚合物，以检测它们之间的反应和化学变化情况。而ATR—IR则是高压气体和超临界液体检测的一种重要手段，Flichy等通过ATR—IR在线检测了聚乙烯在 高压CO2。中的吸收和膨胀情况，同时为聚合物在高压介质中的相互作用提供了分子上的信息 。同时已有报道利用在线ATR探头跟踪了蔗糖水解、大肠杆菌发酵等过程，从蔗糖水解过程的红外谱图的变化，可清楚地看到蔗糖吸收峰的吸光度下降，葡萄糖和果糖吸收峰的吸光度增加，亦能判断完全水解所需要的时间，显示出ATR／FTIR用于在线控制过程的优势。红外光谱技术的新型探头能耐高温灭菌，可承受高压、强酸、强碱环境，实现原位监测，适用面广。而近红外光谱技术应用于在线检测具有分析速度快、直接分析液体、固体粉末、半固体、胶状体等多种物态样品，可以连续测定多个参数，可使用光纤，是一