超临界流体技术进展-化学与环境工程学院-长江大学.ppt

中 级 物 理 化 学 主讲：谢修银 * 长江大学化学与环境工程学院 课程目标： 1. 认真听讲，勤于思考，积极交流 中级物理化学 序 论 1. 拓展基础物理化学的学习内容 2. 了解物理化学领域必威体育精装版的理论与实践 学习方法： 2. 选择适当的方向，查阅必威体育精装版文献资料 考核方式： 提交一篇具有较高水平的学习论文 主要内容 超临界流体的概述 超临界流体的发展 超临界流体的性质及应用 超临界流体的前景 中级物理化学 第一章 超临界流体技术及其应用进展 超临界流体的含义 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，气液两相性质非常接近，以至于无法分辨，故称为SCF。 超临界流体的发展 1822年，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。 超临界流体的性质 （0.2-0.7)*10-3 （1-9）*10-4 0.2-0.9 SCF （0.2-2)*10-5 （0.2-3）*10-2 0.6-1.6 液体 0.1-0.4 （1-4）*10-4 （0.6-2）*10-3 气体 扩散系数 （cm2/s） 粘度（g/cm/s） 密度 （g/cm3） 物理特征 SCF传递特性与气体，液体的特征比较 超临界流体的主要特性 密度类似液体，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 超临界流体的应用 超临界萃取 超临界中化学反应 超临界聚合反应 SCF 超细颗粒及薄膜材料制备 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 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 超临界流体萃取的流程 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。 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 20.7 270 辛基丙烯酸酯 丙烯酰胺 AIBN 乳液聚合 60 34.5 4920 ~ 7090 丙烯酸 AIBN 沉淀聚合 62 12.5 144 ~ 149 苯乙烯 SnCl2 阳离子聚合 100 24