超臨界流體技術(shù)

超臨界流體技術(shù)化學(xué)術(shù)語(yǔ)01基本概念技術(shù)特點(diǎn)技術(shù)優(yōu)點(diǎn)及展望目錄030204基本信息部分物質(zhì)隨著溫度和壓力的變化，會(huì)相應(yīng)的呈現(xiàn)出固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)三種相態(tài)。三態(tài)之間相互轉(zhuǎn)化的溫度和壓力稱為三相點(diǎn)，除三相點(diǎn)外，分子量不太大的穩(wěn)定物質(zhì)還存在一個(gè)臨界點(diǎn)，臨界點(diǎn)由臨界溫度、臨界壓力和臨界密度構(gòu)成，當(dāng)把處于氣液平衡的物質(zhì)升溫升壓時(shí)，熱膨脹引起液體密度減少，壓力升高使氣液兩相的界面消失，成為均相體系，這一點(diǎn)成為臨界點(diǎn)。高于臨界溫度和臨界壓力以上的流體是超臨界流體。超臨界流體處于氣液不分的狀態(tài)，沒有明顯的氣液分界面，既不是液體也不是氣體。由于超臨界流體處于超臨界狀態(tài)，對(duì)溫度和壓力的改變十分敏感，具有十分獨(dú)特的物理性質(zhì)，它的黏度低、密度大，有良好的流動(dòng)、傳質(zhì)、傳熱和溶解性能，因此被廣泛用于節(jié)能、天然產(chǎn)物萃取、聚合反應(yīng)、超微粉和纖維的生產(chǎn)，噴料和涂料、催化過(guò)程和超臨界色譜等領(lǐng)域。將超臨界流體應(yīng)用到這些領(lǐng)域中的技術(shù)統(tǒng)稱為超臨界流體技術(shù)。概述圖引自。基本概念基本概念將超臨界流體應(yīng)用于生產(chǎn)生活中的各個(gè)領(lǐng)域，如節(jié)能、天然產(chǎn)物萃取、聚合反應(yīng)、超微粉和纖維的生產(chǎn)，噴料和涂料、催化過(guò)程和超臨界色譜等來(lái)獲得一定特性的產(chǎn)品，稱為超臨界流體技術(shù)。

特點(diǎn)特點(diǎn)超臨界流體具有液體和氣體的雙重特性，有與液體接近的密度，又與氣體接近的黏度及高的擴(kuò)散系數(shù)，因此具有很強(qiáng)的溶解能力和良好的流動(dòng)、傳遞性能。處于臨界溫度和臨界壓力附近的超臨界流體密度僅僅是溫度和壓力的函數(shù)，所以在合適的溫度和壓力下，它能夠提供足夠的密度來(lái)保證足夠強(qiáng)的溶解性。

技術(shù)技術(shù)超臨界萃取技術(shù)（SFE)1978年德國(guó)建成第一套萃取咖啡因的工業(yè)裝置以來(lái)，超臨界萃取技術(shù)受到人們廣泛。目前，超臨界萃取技術(shù)逐漸應(yīng)用到食品、醫(yī)藥、香料和化工等領(lǐng)域。萃取過(guò)程主要采用超臨界二氧化碳作為萃取溶劑，超臨界二氧化碳溶解能力強(qiáng)、萃取能力高，分離工藝簡(jiǎn)單，且二氧化碳低廉、無(wú)毒、惰性、無(wú)殘留，最具應(yīng)用前景。

目前廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品、醫(yī)藥和化妝品行業(yè)。超臨界流體可從植物種子、果實(shí)、葉子和花朵等部位萃取出有機(jī)化合物，在植物油工業(yè)中，利用超臨界流體萃取技術(shù)來(lái)替代傳統(tǒng)提取、分離和分級(jí)分離過(guò)程，已有大量的應(yīng)用研究。

顆粒制造技術(shù)固體溶質(zhì)在超臨界流體中的溶解度由操作溫度和壓力調(diào)節(jié)。溶解在高密度超臨界流體中的溶質(zhì)通過(guò)噴嘴快速降壓后，固體溶質(zhì)能夠以較細(xì)顆粒結(jié)晶析出并提供了一項(xiàng)超細(xì)顆粒的制造技術(shù)。該技術(shù)包含兩種實(shí)現(xiàn)方式，既快速膨脹法及抗溶劑法。研究者們?cè)谏?、藥物的超?xì)顆粒制造做了大量的工作，且制備了尺寸可控，性能優(yōu)異的超細(xì)顆粒。

以超臨界流體為溶劑制備鋰電池中正極材料LiCo-PO4，得到易于控制粒徑分布的納米棒和納片，明顯改善了電池的循環(huán)和倍率等電化學(xué)性能。技術(shù)優(yōu)點(diǎn)及展望技術(shù)優(yōu)點(diǎn)及展望由于超臨界流體的特殊物理化學(xué)性質(zhì)，超臨界流體技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，超臨界流體除了應(yīng)用于傳質(zhì)萃取外，還可用于顆粒制造、環(huán)境治理、化學(xué)反應(yīng)和節(jié)能方面。從超臨界流體的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、工藝流程到裝置設(shè)備等方面的研究也不斷地深入和全面，但對(duì)超臨界流體萃取本身的認(rèn)識(shí)不夠透徹，在化學(xué)反應(yīng)、傳質(zhì)與傳熱過(guò)程的理論未達(dá)成共識(shí)等問(wèn)題仍需深入研究，且超臨界流體操作壓力較高，對(duì)設(shè)備要求高，使得一次性投資較大問(wèn)題限制其工業(yè)化規(guī)模的應(yīng)用，有待進(jìn)一