超临界流体
2011级化学工程与工艺(生物化工) 李耀 学号:[1**********]9 超临界流体 纯净物质要根据温度和压力的不同,呈现出液体、气体、固体等状态变化,如果提高温度和压力,来观察状态的变化,那么会发现,如果达到特定的温度和压力,会出现液体与气体界面消失的现象,该点被称为临界点。在临界点附近,会出现流体的密度、粘度、溶解度、热容量、介电常数等所有流体的物性发生急剧变化的现象。温度和压力均高于临界点时的流体,称为超临界流体。
温度及压力均处于临界点以上的液体叫超临界流体(supercritical fluid,简称SCF) 。 超临界流体具有许多独特的性质,如粘度小、密度、扩散系数、溶剂化能力等性质随温度和压力变化十分敏感:粘度和扩散系数接近气体,而密度和溶剂化能力接近液体。
超临界流体的性质
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。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。另外,根据压力和温度的不同,这种物性会发生变化。
超临界流体的优点 溶解性强
密度接近液体,且比气体大数百倍,因此超临界流体具有与液体溶剂相近的溶解能力。 扩散性能好
因黏度接近于气体,较液体小2个数量级。扩散系数介于气体和液体之间,为液体的10-100倍。具有气体易于扩散和运动的特性,传质速率远远高于液体。
易于控制
在临界点附近,压力和温度的微小变化,都可以引起流体密度很大的变化,从而使溶解度发生较大的改变。(对萃取和反萃取至关重要)
超临界流体的应用
超临界流体萃取(supercritical fluid extraction, 简称SFE) 、超临界水氧化技术、超临界流体干燥、超临界流体染色、超临界流体制备超细微粒、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。 常见临界点
最常见的是超临界二氧化碳,其临界温度为31.06℃,临界压力为7.38Mpa 超临界水的临界点为374℃,22Mpa
超临界甲醇为239℃,8.1MPa