【2017年整理】超临界流体技术进展.pptVIP

超临界流体技术进展 赵 莹 河北科技大学 化学与制药工程学院 主要内容 一、超临界流体的概述 二、超临界流体的发展 三、超临界流体的性质及应用 四、超临界流体的前景 超临界流体（SCF）是指在临界温度和临界压力以上的流体，高于临界温度和临界压力而接近临界点状态，称为超临界状态。处于超临界状态时，液体和气体的界面消失，气液两相性质非常接近，以至于无法分辨。 一、概述：超临界流体的含义 二、 超临界流体的发展 1822年，法国医生Cagniard 首次报道物质的临界现象。 1879年，Hanny and Hogarth 发现了超临界流体对固体有溶解能力，为超临界流体的应用提供了依据。 1970年，Zosel采用SC-CO2萃取技术从咖啡豆提取咖啡因，从此超临界流体的发展进入一个新阶段。 1992年，Desimone 首先报道了SC-CO2为溶剂，超临界聚合反应，得到分子量达27万的聚合物,开创了超临界CO2高分子合成的先河。 三、超临界流体的性质及应用 1、性质　　 超临界流体由于液体与气体分界消失，是即使提高压力也不液化的非凝聚性气体。 超临界流体的物性兼具液体性质与气体性质。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。 物理特征 密度（g/cm3） 粘度(g/cm/s） 扩散系数（cm2/s） 气体 （0.6-2）*10-3 （1-4）*10-4 0.1-0.4 SCF 0.2-0.9 （1-9）*10-4 （0.2-0.7)*10-3 液体 0.6-1.6 （0.2-3）*10-2 （0.2-2)*10-5 SCF传递特性与气体，液体的特征比较 2、超临界流体的主要特性 密度比一般气体要大两个数量级，类似液体，因而溶剂化能力很强，压力和温度微小变化可导致其密度显著变化。 压力和温度的变化均可改变相变。 粘度, 扩散系数接近于气体,具有很强传递性能和运动速度。 SCF的介电常数，极化率和分子行为与气液两相均有着明显的差别。 有极高的溶解能力，能深入到提取材料的基质中，发挥非常有效的萃取功能。而且这种溶解能力随着压力的升高而急剧增大。 超临界流体萃取，就是利用超临界流体的这一强溶解能力特性 3、超临界流体的应用 SCF 应用最广泛 超临界流体中化学反应 超临界流体干燥 超临界流体染色 超临界流体色谱 超临界流体萃取 超临界流体聚合反应 超临界水氧化技术 超临界流体制备超细微粒 超临界流体萃取技术 萃取原理 超临界流体具有选择性溶解物质的能力，并随着临界条件（T，P）而变化。超临界流体可从混合物中有选择地溶解其中的某些组分，然后通过减压，升温或吸附将其分离析出。 超临界萃取设备 超临界流体萃取的应用 医药工业 化学工业 食品工业 化妆品香料 中草药提取酶 纤维素精制 金属离子萃取 烃类分离 共沸物分离 高分子化合物分离 植物油脂萃取 酒花萃取 植物色素提取 天然香料萃取 化妆品原料提取精制 超临界流体萃取的流程 二 氧 化 碳 气 瓶 贮 罐 夹带剂罐 萃 取 釜 解 析 釜 解 析 釜 分 离 柱 箱冷 计量流 泵压高 泵压高 夹带剂 使用单一气体，溶解度往往受限制，这时可选用被萃取物亲和力强的组分加入超临界流体中，以提高其对被萃取物组分的选择性和溶解性，这就是夹带剂。 在SF—CO2中加入适量的夹带剂，一般不超过5%,如甲醇、甲苯、丙酮、乙酸乙酯、水等能使待萃取物在SF—CO2中的溶解度提高到10倍以上。 为什么选用二氧化碳？ 温和的临界条件 无毒 阻燃 价廉易得 超临界CO2溶解能力强 适用于化工、医药、食品等工业 超临界CO2萃取的特点 1 CO2超临界萃取具有广泛的适应性，特别对于天然物料 的萃取，其产品称得上是100%纯天然产品。 2 可在较低温度下操作，特别适合于热敏性物质，完整保留生物活性，而且能把高沸点，低挥发度，易热解的物质分离出来。 3 溶剂没有污染，可以回收使用，简单方便，节省能源。 4 须在高压下操作，设备与工艺要求高，一次性投资比较大。 CO2超临界流体萃取装置 超临界流体的高分子聚合反应 超临界CO2中的聚合反应 单体 引发剂 聚合方法 温度(℃) 压力(Mp) 分子量(*103) 1,1-二氢全氟代 AIBN 溶液聚合 60 20.7