超临界CO2中聚碳酸酯的合成__超临界CO_2密度的计算
超临界co2萃取法的原理
超临界co2萃取法的原理宝子们，今天咱们来唠唠超临界CO₂萃取法这个超酷的东西。
咱先得知道啥是超临界状态哈。
想象一下，二氧化碳这小气体，平时呢，要么是气态，像咱们呼出的气一样飘来飘去；要么是固态，就像干冰那样冷飕飕的。
但是呢，在特定的温度和压力下，它就进入了一种超级特别的状态，这就是超临界状态啦。
这个时候的二氧化碳啊，它既有气体的扩散性，就像个调皮的小精灵可以到处钻，又有液体的溶解性，就像个小海绵一样能溶解好多东西呢。
那超临界CO₂萃取法就是利用这个处于超临界状态的二氧化碳来干活儿的。
比如说，咱们想从植物里面提取一些有用的东西，像香香的精油之类的。
超临界CO₂就像个超级小特工一样，它被送到装有植物原料的容器里。
这个超临界的二氧化碳啊，它就开始在植物原料的小世界里穿梭，看到那些我们想要的精油分子就一把抱住。
为啥它能抱住呢？因为在这个超临界状态下，它的溶解性可厉害了，那些精油分子就像被它的魅力吸引住一样，纷纷和它混在一起。
而且哦，超临界CO₂萃取法还有个很棒的地方呢。
它对环境可友好啦。
不像有些传统的萃取方法，可能会用到一些有机溶剂，那些有机溶剂有时候就像个小捣蛋鬼，用完了不好处理，还可能对环境有污染。
但是超临界CO₂就不一样啦，二氧化碳本身就是大气里就有的东西，用完了之后呢，只要稍微改变一下温度或者压力，它就又能变回气态或者液态，就可以轻松地和萃取出来的东西分开啦。
再说说这个超临界CO₂萃取法的精准度。
它就像个有超能力的小镊子，可以很精准地把我们想要的东西提取出来。
比如说植物里可能有很多种成分，但是我们只想要其中的一种精油，超临界CO₂就能够在众多的成分里，准确地找到那个精油分子，然后把它们带走。
这就好比在一个大杂烩里，只挑出自己最喜欢吃的那道菜一样厉害呢。
还有哦，超临界CO₂萃取法得到的提取物质量可高啦。
因为它在萃取的过程中不会对那些有用的成分造成太多破坏。
就像我们小心翼翼地从一个宝盒里拿出宝贝一样，不会把宝贝给弄伤了。
2022年中国科学院大学高分子化学与物理考研试题
2022年中国科学院大学高分子化学与物理考研试题中国科学院高校2022年招收攻读硕士学位讨论生入学统一考试试题科目名称科目名称：：高分子化学与物理考生须知考生须知：1．本试卷满分为150分，所有考试时光总计180分钟。
2．全部答案必需写在答题纸上，写在试题纸上或草稿纸上一律无效。
3. 可以使用无字典存储和编程功能的电子计算器。
高分子化学部分高分子化学部分（（75分）一．名词解释名词解释（（每小题2分，共10分）1. 官能团等活性2. 引发剂效率3. 聚硫橡胶4. 高分子功能化5. 缓聚二．挑选题挑选题（（每题选一最佳答案每题选一最佳答案，每小题每小题2分，共20分）1. 二烯类橡胶的硫化机理是（a ）离子机理；（b ）自由基机理；（c ）配位机理2. 对获得诺贝尔化学奖的高分子科学家讲述错误的是（a ）Ziegler 和Natta 发明白有机金属引发体系，合成了高密度聚乙烯和等规聚丙烯（b ）Heeger 、De Gennes 和Shirakawa 在导电高分子方面做出了特别贡献（c ）Staudinger 建立了高分子学说（d ）Flory 在缩聚反应理论、高分子溶液的统计热力学和高分子链的构象统计等方面做出了一系列杰出贡献。
3. 聚甲醛合成后加入醋酸酐处理的目的是（a ）洗除低聚物；（b ）除去引发剂；（c ）提高热稳定性；（d ）提高相对分子质量4. 下列最不易举行直接光引发的单体是（a ）丙烯腈；（b ）丙烯酰胺；（c ）乙烯；（d ）丙烯酸5. 以下讲述不正确的是（a ）甲基丙烯酸甲酯的本体聚合为均相体系（b ）悬浮聚合的单体-介质体系为非均相体系（c ）丙烯腈在水相中的溶液聚合为均相体系（d ）苯乙烯聚合时在甲苯中的溶液聚合为均相体系。
6. 甲基丙烯酸甲酯在下列哪种溶剂中以萘钠引发聚合时聚合速率最大？（a ）苯；（b ）四氢呋喃；（c ）硝基苯；（d ）丙酮科目名称：高分子化学与物理第1页共4页7. 下列属于热塑性弹性体的聚合物是（a ）SBS ；（b ）BSB ；（c ）BS ；（d ）ABS8. 下列环烃开环聚合能力大小次序正确的是（a ）三元环烃>七元环烃>八元环烃（b ）八元环烃八元环烃>四元环烃（d ）五元环烃<八元环烃<三元环烃。
文献检索试题精选
单选题1.SciFinder数据库中，想快速了解某一课题的研究概况，可以限定检索结果为哪种文献类型？C.综述32.在PQDT中查找“Sustainable mine reclamation and landscape engineering”的全文起始页是多少？作者是谁？毕业于什么学校？A.3455，McKenna， Gordon Thomas.，University of Alberta (Canada)3.检索外文期刊全文，下列数据库，首选哪个？A.Elsevier SDOS34.下列数据库可以查找美国和加拿大的博士论文全文的数据库是：C.PQDT数据库5.CA美国化学文摘数据库，收录多种文献类型，包括：A.期刊论文、会议论文、图书、学位论文、专利、技术报告6.在EBSCO数据库中，查出文献最多的检索式为：B.petrochem* and compan*7.Elsevier(ScienceDirect)数据库中，food W/5 contamination的含义是：A.food 和 contamination必须同时出现在文献中，且最多间隔5个词，词序可以颠倒。
8.除常规检索功能外，哪个数据库还提供了图片和视觉检索功能：C.EBSCO9.提供了引文检索界面的数据库是:C.EBSC多选题10.SciFinder数据库中，可以从哪些方面对检索结果进行分析。
A.文献类型B.期刊C.出版年份D.语种11.SciFinder数据库的分析功能可以提供给我们哪些信息？A.某一研究领域活跃的研究人员和机构？B.某一研究领域的学科分布状况。
C.某一研究领域论文的年代分布情况D.某一研究领域论文的作者分布在哪些国家ABC12.关于美国化学文摘光盘版和网络版，以下正确的说法是：A.都有化学结构式和反应检索。
B.都可以通过化学物质登记号检索。
C.都可以通过化学物质名称检索。
D.都支持逻辑算符和截词检索。
BC13.SciFinder数据库中，以Reactions为检索点时，可以从以下方面限定输入物质在反应中的作用。
超临界二氧化碳作为溶剂的有机合成反应
超临界二氧化碳作为溶剂的有机合成反应超临界二氧化碳（SC-CO2）是一种新型的溶剂，在有机合成反应中具有很大潜力。
超临界二氧化碳的物理特性使其具有很好的溶解性，能够与许多有机物反应。
超临界二氧化碳的独特性质使其适用于许多有机合成反应，例如催化剂的合成、过渡金属催化反应等。
在本文中，我们将讨论超临界二氧化碳作为溶剂的有机合成反应。
一、SC-CO2的物理特性超临界二氧化碳的物理特性是使用它作为溶剂的重要因素之一。
超临界二氧化碳具有很好的溶解性，不像其他有机溶剂，它是一种无毒无味的天然气，对环境没有任何污染。
它的物理特性也可以被改变，包括压力和温度，从而可以影响反应速率和产物选择性。
由于SC-CO2的高扩散系数和低黏度，许多物种在其中可以快速扩散并达到高混合度。
此外，超临界二氧化碳还具有几乎零表面张力等特性，使得它可以作为特殊的分离介质或反应介质用于催化等有机合成反应。
二、超临界二氧化碳在催化领域中的应用SC-CO2催化剂的合成是超临界二氧化碳在催化化学中的一个应用。
超临界二氧化碳的低温和低压，使得它可以用作催化剂的溶剂，也可用于从外部介质中洗脱催化剂。
此外，超临界二氧化碳还可以通过气相沉积技术将催化剂寄生在氧化物载体上。
三、SC-CO2用于过渡金属催化反应过渡金属催化反应是有机合成化学中的一类重要反应。
使用超临界二氧化碳作为溶剂，可以在其中进行较高选择性的过渡金属催化反应。
例如，阿尔基基化反应可以在超临界二氧化碳中进行，即使在不使用催化剂的情况下也能够取得较好的结果。
而且，对于某些不太溶于有机溶剂的过渡金属催化剂，超临界二氧化碳也能够显示出催化活性，这种反应方式在选择性和环保方面有很大的前景。
总之，超临界二氧化碳是一个非常有前途的溶剂，在有机合成反应中的应用有广泛的应用前景。
其物理特性使其成为溶剂和反应介质的良好选择，在催化剂的合成和过渡金属催化反应等领域中具有很高的应用价值。
然而，超临界二氧化碳的应用方法仍然需要进一步研究，以充分发挥其潜力。
青果脂肪酸成分的超临界co_2萃取及其测定
青果脂肪酸成分的超临界co_2萃取及其测定
超临界CO_2萃取是一种在农业加工领域中应用较广泛的新兴技术，它能够从农产品中有效提取活性物质。
研究表明，CO_2萃取可以有效提取出青果脂肪酸中的特性成分，并准确测定其浓度。
首先，在实验中，将青果脂肪酸以溶剂萃取的方式从青果中分离出来。
然后，将得到的组分通过超临界CO_2萃取装置进行萃取。
超临界CO_2萃取的原理是利用CO_2分子的质量和体积与常温常压下的气体有很大的区别，从而使CO_2迅速进入植物油中，并将油中的特性成分萃取出来，从而准确测定青果脂肪酸中的特性成分。
此外，超临界CO_2萃取技术具有良好的选择性和灵敏度，能够提取出活性成分，同时还可以减少污染。
超临界CO_2萃取不需要大量碳氢化合物和有机溶剂，而且没有危险的有毒物质残留，因此它是一种高度可操作的萃取技术。
因此，超临界CO_2萃取技术可用于提取和测定青果脂肪酸中的特性成分，这项技术具有准确度高、选择性好、操作安全、污染小等优点，可以在农业园艺产品加工中得到广泛应用。
文献检索试题精选
单选题1.SciFinder数据库中，想快速了解某一课题的研究概况，可以限定检索结果为哪种文献类型？C.综述32.在PQDT中查找“Sustainable mine reclamation and landscape engineering”的全文起始页是多少？作者是谁？毕业于什么学校？A.3455，McKenna， Gordon Thomas.，University of Alberta (Canada)3.检索外文期刊全文，下列数据库，首选哪个？A.Elsevier SDOS34.下列数据库可以查找美国和加拿大的博士论文全文的数据库是：C.PQDT数据库5.CA美国化学文摘数据库，收录多种文献类型，包括：A.期刊论文、会议论文、图书、学位论文、专利、技术报告6.在EBSCO数据库中，查出文献最多的检索式为：B.petrochem* and compan*7.Elsevier(ScienceDirect)数据库中，food W/5 contamination的含义是：A.food 和 contamination必须同时出现在文献中，且最多间隔5个词，词序可以颠倒。
8.除常规检索功能外，哪个数据库还提供了图片和视觉检索功能：C.EBSCO9.提供了引文检索界面的数据库是:C.EBSC多选题10.SciFinder数据库中，可以从哪些方面对检索结果进行分析。
A.文献类型B.期刊C.出版年份D.语种11.SciFinder数据库的分析功能可以提供给我们哪些信息？A.某一研究领域活跃的研究人员和机构？B.某一研究领域的学科分布状况。
C.某一研究领域论文的年代分布情况D.某一研究领域论文的作者分布在哪些国家ABC12.关于美国化学文摘光盘版和网络版，以下正确的说法是：A.都有化学结构式和反应检索。
B.都可以通过化学物质登记号检索。
C.都可以通过化学物质名称检索。
D.都支持逻辑算符和截词检索。
BC13.SciFinder数据库中，以Reactions为检索点时，可以从以下方面限定输入物质在反应中的作用。
超临界CO2制备微孔聚碳酸酯
４ ５ｓ以前 ， 由于样条 的温度 和油浴 的温度 相差 较大 ，使样 条处 于极度 的热 力学不 稳定状 态而产 生大量 的成 核 ，同时伴 随着 泡核 的生长 ，因而 泡孔密度 和 孔径均 快速增 加 。发泡 时 间在 ４ ５ ｓ以后 ，样 条温 度和 油浴 温 度 相差 很小 ，使 得泡核 的产生 很少 ，且 随发泡 时 间的增加 ，Ｐ Ｃ分 子链运 动加剧 ，Ｃ ２ Ｐ Ｏ 从 Ｃ基体 扩 散进 入 泡孔 中 ，使泡 孔孔 径增加 。（）泡 孔密度 Ⅳ 与每 平厘米 泡孔 个数 （， 空隙率（／ 一 ） ２ ０ Ⅳ） 和 １ １ 有关 。泡孔 的成核 （ 数量 主要取决 于浸泡 压力 ， 由于浸泡 压力 基本 相 同，泡 孔 的成核 数量也 就基本 相 同。在 发泡 过程前 期 ，泡 孔 绝 大多数是 孤立 的圆孔 ，随发泡 时间 的增加 ，单位 体 积 内的泡孔 个数 迅速增加 ，同时 由于泡 孔孔径 的增 加 ，使 得 Ｐ Ｃ微孔 泡沫 的空隙率 降低 ，从而 使得泡 孔密度 增加 。
间 。样 条在 高压釜 内浸泡 的条件基 本相 同，因而 Ｃ ２ 散进 入样 条的含量 基本相 同，即 发泡剂含 量基本 相 Ｏ扩
同（ Ｏ 含 量约 为 ６ ５ 。 Ｃ ２ ． ％） 超临 界微孔 发泡 的原理 是高 的成核速 率 的产 生源 于极 大的热 力学 不稳 定性 。 ２ 发泡 温度 与浸 泡温 度相差越 大 ，越 有利 于热力 学不 稳定 性 ，从 而有利 于产 生高 的成 核速 率 ，即泡孔 密度 增加 。 当发 泡温度 较低 时 ，形 成的泡核 相对较 少 ，泡 孔 的生长 占主导地 位 ，随发泡温度 的升高 ，基体 的黏度逐渐
下列有关环境保护的问题的叙述中
1、下列有关环境保护的问题的叙述中，错误的是（）A．“绿色化学”是指对环境无负面影响的化学B．“温室气体”主要是指二氧化碳、甲烷等气体C．“酸雨”是由大气中含有硫和氮的氧化物等导致D．“白色污染”主要是指白色粉尘等对环境的污染2、酸雨、温室效应、臭氧空洞是人类面临的三大环境问题，下列说法不准确的是（）A．对燃煤预先采取脱硫措施，可以减少酸雨B．逐步使用核能、风能、氢能，可以减少温室效应C．使用无氟冰箱等，可以减少臭氧空洞D．使用液化气代替汽油作汽车燃料，可以减少温室效应3、第16界世界气候大会于2011年12月在南非德班召开，会议的主题是“促进低碳经济，减少二氧化碳的排放”．下列做法不符合这一主题的是（）A．开发新能源（太阳能、风能等），减少化石燃料的使用B．限制化工发展，关停化工企业，消除污染源头C．用第四代LED绿色光源代替白炽灯D．加快研发利用二氧化碳合成聚碳酸酯类可降解塑料4、对比是学习化学的重要方法．下列关于CO2与CO的比较错误的是（）A．一个二氧化碳分子比一个一氧化碳分子多一个氧原子B．CO2能溶于水，CO难溶于水C．CO2可用于光合作用，CO可用于人工降雨D．CO2会造成温室效应，CO易与血液中的血红蛋白结合引起中毒5、为了控制温室效应和改善生存环境，下列措施中切实可行的是①减少煤等燃料的使用；②禁止使用煤等燃料；③禁止乱砍乱伐；④开发氢能源；⑤利用水力发电；⑥种植花草树木．（）A．①③④⑤⑥B．①②③④⑤⑥C．③④⑤⑥D．①②④6、联合国环境规划署宣布2007年“世界环境日”的主题是：“冰川消融，后果堪忧”．科学家指出，气候变暖主要是二氧化碳等温室气体造成的．为了减小温室效应的影响，下列措施不合理的是（）A．植树造林，增加绿化面积B．开发新能源，减少二氧化碳的排放C．大量使用煤作燃料，降低生产成本D．用二氧化碳作原料生产一种全降解塑料7、2005年年底前广州市的所有公交线路将推广使用LPG（含C、H元素）清洁能源公交车．这项措施可以减少下列哪些气体对空气的污染（）①SO2②CO ③CO2④NO2．A．①②B．②④C．①③D．①④8、二氧化碳含量增大是导致温室效应的主要原因，下列反应属于自然界缓解温室效应的是（）A．CO2+H2O=H2CO3 B．6CO2+6H2O C6H12O6+6O2C．CO2+C2CO D．CO2+NH3+H2O=NH4HCO39、下列有关二氧化碳的说法正确的是（）A．二氧化碳是引发酸雨的“罪魁”B．二氧化碳固体可用于人工降雨C．二氧化碳可使紫色石蕊试液变蓝D．二氧化碳有毒不能制作碳酸饮料10、由于大气中CO2含量增加，产生“温室效应”，使地球变热，海平面升高，陆地面积减少．为了减少大气中CO2的含量，下列措施可行的有（）A．改变能源结构，发展太阳能、核能、水能，以代替矿物燃料B．用石灰水吸收空气中的CO2C．限制汽车工业的发展，减少汽车数量D．开展植树造林，增大绿化面积10世博“零碳馆”是中国第一座零碳排放的公共建筑．“零碳”中的“碳”主要指（）A．CO B．CO2 C．CH4 D．C11、在如图四个完全相同的装置中，分别盛有空气、CO2或两者的混合气体，同时将它们放在阳光下晒一段时间后，U形管内a端液面最低的是（）A B C D12、下面为自然界中碳循环示意图．（1）海洋能够吸收二氧化碳，其原因之一是二氧化碳可以跟水反应，请写出该反应的化学方程式：______．（2）请根据上图简述二氧化碳对生活和环境的影响（各写出一条即可）：利：______；弊：_____ _．13、酸雨给人类生活和社会发展带来了严重危害．汽车尾气是导致酸雨的重要原因，为减少有害气体的排放，人们在汽车排气管上安装“催化转化器”，使尾气中的一氧化碳和一氧化氮转化为空气中体积分数最多的气体和CO2．回答下列问题：（1）写出转化的化学方程式：．（2）化学反应中，元素的化合价升高，则该元素所在的反应物是还原剂，反之则为氧化剂．那么上述反应中的NO是剂．（3）上述反应产生的CO2大量排放会导致，植树造林、低碳环保刻不容缓．（4）实验室，若要充分吸收大量的CO2，下列试剂中最合适的是．A、水B、澄清石灰水C、饱和氢氧化钠溶液．14、2009年是一个“气候变化年”．12月7日至18日，世界各国领导人齐聚丹麦首都哥本哈根，商讨一个共同文件来约束温室气体的排放．本次会议被广泛视为是人类遏制全球变暖行动最后的一次机会，它将决定人类和地球的未来．会议中心议题是制定各国温室气体减排目标，但由于发达国家拒不履行减排义务，会议没有达成一致意见．（1）绿色植物通过作用吸收CO2，通过作用将CO2释放到大气中．（2）为了减慢大气中CO2含量的增加，以下建议和日常生活中的习惯可行或值得提倡的是（填序号）．①开发太阳能、水能、风能、地热等新能源；②禁止使用煤、石油、天然气等矿物燃料；③大量植树造林，禁止乱砍滥伐；④夏天将空调温度设定在26℃以上，冬天室内温度不超过20℃；⑤离开房间随手关灯．（3）“低碳生活，从我做起”，在日常生活中，为了降低二氧化碳排放量，你还有哪些建议：．15、物质的某些性质，可能有利于人类，也可能不利于人类，请仿照示例填写下表物质有利的一面（用途）不利的一面氢气理想的燃料不纯的氢气点燃可能爆炸氧气一氧化碳二氧化碳16、阅读材料，回答问题：材料1．臭氧是淡蓝色气体，大气中的臭氧层能有效阻挡紫外线，保护地球的生存环境，但目前南极出现了臭氧层空洞，并有继续扩大的趋势．材料2．复印机在工作时，会因高压放电产生一定浓度的臭氧．长期吸入大量臭氧会引起口干舌燥，咳嗽等不适症状，还可能诱发中毒性肺气肿．材料3．臭氧发生器是在高压电极的作用下将空气中的氧气转化为臭氧（化学式为O3）的装置．利用臭氧的强氧化性，可将其应用于游泳池、生活用水、污水的杀菌和消毒．（1）请总结臭氧的有关知识：①物理性质：；②化学性质：；③用途：；（2）请从分子构成的角度，指出氧气和臭氧的不同点：；（3）写出材料3中氧气转化为臭氧的化学方程式：；（4）磷在臭氧中燃烧与在氧气中燃烧相似，请写出磷在臭氧中燃烧的化学方程式：；（5）从上述材料中可见臭氧对人类有利有弊．请再举出一种物质，并说出其利弊：；（6）请提出一个缩小臭氧层空洞的设想：．17、阅读以下材料，并根据所学化学知识回答问题：材料一：2013年1月6日，新疆地矿局局长面对新闻媒体宣布，新疆探明的煤炭储量至少能保障100年的用量，铁矿石至少能保障50年的用量，有色金属保障30年的用量．材料二：2013年1月8日，中石化宣布，2012年，中国石化油气探明储量首次突破8亿吨油当量．材料三：截止2012年底，我国发现南海北部天然气水合物远景资源量达到184.58亿吨油当量，科学家发现1立方米的天然气水合物可以释放164立方米甲烷气．（1）煤、石油、天然气是三大传统能源，都属于______（填“可再生”或“不可再生”）能源．（2）2013年年初我国多省市发生严重的雾霾天气，李克强总理强调，要解决此问题，一方面加大政府工作力度，一方面也需要全民参与，共同治理．为减少雾霾天气的发生，我们可以______．A．雾霾天气时，为减少对身体的危害，出行开车不开窗．B．夏天太热，晚上整夜开空调睡觉．C．节约燃气，如把要做的食物准备好再点火．D．尽量无纸化办公，或者双面打印，节约资源，减少资源生产过程的能耗．（3）按国际标准，城市天然气等气体燃料中必需加赋臭剂四氢噻吩（化学式为C4H8S），它极易燃烧，完全燃烧后生成三种常见的氧化物．请你写出四氢噻吩在空气中燃烧的化学方程式______18、现有下列物质：①活性炭②一氧化碳③二氧化碳④氢气，请按以下要求填空．（只填序号）（1）能用于灭火的是；（2）煤气的主要成分是；（3）可用于除去冰箱异味的是；（4）植物进行光合作用的原料是；（5）产生“温室效应”的主要原因之一是大量含碳物质的燃烧，导致大气中的含量增大．为了减缓此现象，最理想的燃料是．19、高纯度的单质硅是信息产业的核心材料，没有硅就没有你喜欢的计算机．请用你学过的知识回答下列问题：（1）地壳中含有大量的硅元素，它的含量仅次于元素．（2）SiO2是沙的主要成分，工业上制取粗硅的化学方程式为：SiO2+2C Si+2R，R的化学式为；该化学反应属于（填基本反应类型）．（3）硅能在O2中燃烧生成SiO2，并放出大量的热，有科学家正研究将硅作为新能源．与化石能源相比较，硅燃烧没有CO2排放，因而有助于解决的环境问题是．20、如图是某同学对二氧化碳部分知识构建的网络图（部分反应条件和部分生成物省略）．请按下列要求填空：（1）物质a 主要成分的化学式是______；（2）物质b 主要成分中阳离子是______；（3）写出由CO 2反应生成的物质d 的化学式______；（4）标出物质e 化学式中带点元素的化合价______； （5）为减缓大气中二氧化碳含量的增加，以下建议不可行的是______ （填序号）．①开发太阳能、水能、风能等新能源； ②禁止使用煤、石油、天然气等化石燃料；③大力植树造林，禁止乱砍滥伐．21、自然界的碳氧循环如图所示是自然界中氧气和二氧化碳的循环简图，请仔细读图回答有关问题：（1）图中①④所指过程的含义：①______ ；④______ （2）在⑤⑥所指的过程中，包含着两层含义：一是绿色植物光合作用，吸收了大气中的CO 2，放出氧气，另一层含义是______（3）在⑦所示的过程中臭氧层中的臭氧在日光的作用下转化成了O 2．臭氧是淡蓝色气体，臭氧层能有效阻挡紫外线，保护地球的生存环境．①写出图示中臭氧转化为氧气的化学方程 式______22、为解决过度使用化石燃料造成的能源危机及环境问题，科学家提出如下图构想：（1）水在催化剂和光照条件下分解可制得氢气，写出该反应的化学方程式： ． （2）垃圾中的有机物发酵得到沼气，写出沼气的主要成分燃烧的化学方程式： ．（3）科学家设想以燃烧产物中的CO 2合成燃料CH 3OH ，这一反应可以缓解的环境问题是． （4）氨气可在不同条件下与氧气反应生成不同的产物，且放出大量的热．若从环保角度考虑，氨气与氧气反应 生成理想的产物是 和 ．23、碳是形成化合物种类最多的元素，含碳物质是中学化学研究的重点．（1）“低碳生活”倡导低能量、低消耗，主要是为了减少 （填化学式）的排放量． （2）图1为元素周期表中的一格，下列说法不正确的是 （填标号） A ．碳元素属于非金属元素 B ．碳原子核内质子数为6 C ．碳元素的原子结构示意图为图2 D ．碳的相对原子质量是12.01（3）甲乙丙丁是初中化学常见的化合物，甲和乙中含有碳元素，丙能做干燥剂．它们之间有如图3所示的转化关系（部分物质和反应条件已略去）．则甲的化学式为 ；甲转化为乙丙的化学方程式为 ，属 反应（填基本反应类型）；乙+丁→甲的方程式为 ．24、2009年世界气候大会在丹麦首都哥本哈根举行，旨在控制大气中温室气体的排放量．“低碳”正成为人们的共识．（1）近几十年来大气中二氧化碳含量不断上升的主要原因是 ． （2）自然界消耗二氧化碳气体的主要途径是：①植物的光合作用．植物在光的作用下吸收二氧化碳和水生成葡萄糖（C 6H 12O 6）和氧气；②海水的吸收． 请用符号表达式表示出上述两条消耗CO 2的途径① 、② ． （3）科学家正在研究将空气中过多的CO 2和H 2在催化剂和加热条件下转化成甲烷（CH 4）和水，这个反应的符号表达式是 ．（4）请举一例你在日常生活中符合“节能减排”的做法 ．25、低碳经济是一种以低能耗和高效能等为主要特征，以较少的温室气体排放获得较大产出的新经济发展模式．请问：（1）近年来大气中二氧化碳含量不断上升的主要原因是______ ，（选择序号填空，下同．）自然界中消耗二氧化碳的主要途径是______ ；①化石燃料的燃烧②动植物的呼吸作用③植物的光合作用④温室效应（2）下列做法中不符合“低碳经济”理念的是（填序号）______；①改造或淘汰高能耗、高污染产业；②大力发展火力发电；③研制和开发新能源替代传统能源；④优化建筑设计，增强室内自然采光，减少照明用电．26、（1）用化学符号填写下列空白：4个亚铁离子，Na2SO4中硫的化合价；（2）随着经济的发展，能源和环境日益成为人们关注的焦点．煤、天然气和通常称为化石燃料．煤块燃烧时，将煤块粉碎成煤粉是为了使煤与空气．（3）七城会的主题是“城市，让生活更美好”．七城会内使用电动车，有效地减少了二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳的排放，这些物质中会引起温室效应的是；造成酸雨的是．（4）低碳生活是指生活中要尽量减少能量消耗和材料消耗，从而降低二氧化碳的排放量．下列做法符合低碳生活理念的是（填字母序号）．A．少用一次性的木筷B．用完电器后拔掉插头C．大力发展火力发电D．优化建筑设计，研制新型保温材料（5）“雪碧”是一种无色的碳酸饮料，将少量“雪碧”滴入紫色石蕊试液中，然后再加热，溶液的颜色变化情况是．27、现测得二氧化碳在空气中的含量为0.038%，当其含量超过0.05%时就会加剧温室效应．所以人们一方面想限制其排放量，另一方面又想对它进行再利用．（1）目前有以超临界（一种介于气态和液态之间的状态）CO2作致冷剂（以前曾用氟利昂），这种做法对环境的积极意义在于______．（2）有科学家提出回收利用CO2的构想：把空气吹入碳酸钾溶液，从溶液中提取出CO2，又在合成塔使之变为燃料甲醇（CH3OH）．该技术流程如下：（提示：CO2+H2O+K2CO3=2KHCO3，2KHCO3=CO2+H20+K2CO3）（说明：吸收池中盛有饱和的K2CO3溶液，合成塔内的反应条件为300℃、200kPa和催化剂．）合成塔中反应的化学方程式为______28、近年来出现的厄尔尼诺现象与大气中二氧化碳含量的增多有关，请回答以下问题：（1）空气中二氧化碳主要来源是；（2）自然界中能消耗二氧化碳的是作用；（3）为减缓此现象，你认为最理想的燃料是，以水为原料，开发此燃料，你认为应研究的主要课题是．29、人类社会的发展离不开能源和资源．（1）当今社会，人们生活和生产所需的能量主要来自化石燃料的燃烧．化石燃料燃烧会产生大量的二氧化碳．大量的二氧化碳排放到空气中，导致的环境问题是______改善这一环境问题，你自身能做到的一件事是______ ．（2）我国是一个水资源缺乏的国家，许多地方人畜饮水困难．节约用水，保护水资源是我们每位公民应尽的义务和责任．对于残留在水中的悬浮物（如树叶、废塑料等）可采用______ 的方法除去．不使用含磷洗衣粉是为了防止水体______ ．面对水资源短缺的现状，生活中的下列做法不能达到节约用水目的是______（填字母）．A、洗脸刷牙，随手关水B、洗菜用水，再来浇花C、一件衣服，洗衣机洗D、水管漏水，及时修理（3）“垃圾是放错地方的资源”．垃圾中含有人类生存和从事生产活动所需的“半成品”．垃圾可以进行分类回收，用于做肥料、燃烧发电、制沼气等．①合成材料的应用与发展，方便了人类的生活．但废弃塑料却带来严重的“白色污染”，要解决“白色污染”问题，应该从哪些方面入手？______ （任答一点）．②生活垃圾还可用于生产沼气，沼气燃烧可用于供热或发电，其完全燃烧的化学方程式为：30、近年全球变暖日趋严重，我们急需给地球降温!（1）CO2是导致温室效应的主要气体．燃煤发电会向大气排放大量CO2．现有新技术，先将煤与水反应生成合成气（主要是CO和H2．），再将合成气通人如图所示的装置中，与高温水蒸气进行如下反应：CO+H2O═CO2十H2，由于CO2和H2的物理性质不同，CO2会从______口（选填图中的“A”或“B”）出来，被封存．分离出的氢气则用于燃烧发电；（2）小丽设计了右图所示的实验，在实验中若能观察到色拉油a侧液面______（选填“低于”、“等于”或“高于”）b侧液面，则说明甲烷也是产生温室效应的气体．。
超临界二氧化碳和醇类体系的相平衡计算
超临界二氧化碳和醇类体系的相平衡计算近年来, 人们对超临界流体技术的应用和超临界流体性质的研究越来越重视。
超临界流体技术在萃取分离、化学反应工程、材料科学、环境保护、食品、医药、分析技术、微电子技术等许多领域已经得到应用, 并且具有极其广阔的应用前景。
本文将简要讨论化学热力学与超临界流体科学与技术的交叉与渗透的部分内容, 以及化学热力学在超临界流体科学与技术发展中的重要作用。
临界点(critical point)是指相图中汽液平衡线向高温延伸时汽液界面恰好消失的那个点, 此处所对应的温度和压力即为临界温度(critical temperature , Tc)和临界压力(critical pressure , P c)。
当流体的对比压力(流体压力与其临界压力之比, Pr)和对比温度(流体温度与其临界温度之比, Tr)同时大于1 时, 流体就处于超临界状态(简称SC 状态), 即流体的温度和压力同时超过其临界温度和临界压力时流体所处的状态, 图1 中的阴影部分就是通常所说的超临界区。
超临界流体兼有气体和液体的一些特性, 许多性质介于气体和液体的性质之间,超临界流体的密度接近液体的密度, 粘度和扩散系数等与气体的接近, 这使得它们既有强的溶解能力, 又有强的扩散能力。
这些性质如密度、粘度、扩散系数、介电常数、溶剂化能力等, 可以在一定范围内通过压力和温度进行调节, 在其临界点附近这种调节作用尤为显著。
在应用超临界流体时, 常常通过调节体系的温度和压力或加入少量共溶剂来控制体系的热力学性质、传热系数、传质系数和化学反应性质(反应速率、选择性和转化率)等。
超临界流体具有高度可压缩性, 但压缩超临界流体时并不能产生液相, 只能增加其密度。
在临界点附近, 由于分子间相互作用的特殊性, 超临界流体会出现局域密度的不均匀性和局域组成的不均匀性。
另外, 超临界流体表面张力接近零并有优良的传质性能, 使得其向多孔物质中的渗透特别容易, 这种特性已被广泛用于多种材料的制备。
超临界CO2中聚碳酸酯的合成——Ⅱ.超临界CO2密度的计算
碳 酸二苯酯作 原料 缩聚合 成 出 了五 大通用 工程 塑料
之一 的聚碳 酸酯 』其 化学 反应 方程式 为 ： ，
ｃ ｎ ＋
ｃ
一 址
川
Ｊ
…—
Ｌ
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．
＋Ｊ １ ，
小１ ’ ） （
中 图分 类号 ：Ｑ ０３ １ Ｔ １ ． 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ １９ １ （０ ８ ０ －５０ １０ －２ ９ ２ ０ ） １７ －４
超 临 界 流体 （ ｕ ｅｅｉｅｌＦｕｄ ， 记 为 Ｓ Ｆ Ｓ ｐ ｒｒｉ ｌｉｓ 简 ｔａ Ｃ）
下进行 实 验 测 定 困难 较 大 。 Ｂｎ ｅ 方 程 能 够计 算 ｅｄｒ 超临界 Ｃ 的 密度 ， 涉及 到 ２ 参 数 ， 要 大 量 Ｏ 但 ０个 需
界条件较低 （ 临界温度 ＝ ０ ． ５ ， ３４ ２Ｋ 临界压力 Ｐ
＝
７ ３ Ｍ ａ 、 易 回 收和 循 环 利用 等 特 点 ， ．８ Ｐ ） 容 已成 为
超 临界 流体 技术 中最 常用 的 Ｓ Ｆ 并 已在萃 取 分离 、 Ｃ，
化 学反应 、 色谱分 析 、 料科 学等方 面得 到 了广 泛 的 材 应用 。本 文 作 者 在超 临界 Ｃ 中用 双 酚 Ａ 和 Ｏ
是对 比温度 和对 比压 力 同 时大 于 １的流体 ， 有 接 具 近于液体 的密度 ， 得 其 溶 剂 化 能 力很 强 ， 使 同时 ， 其 黏度 与气体接 近 ， 散 系数 比液体大 ， 扩 具有 良好 的传 质性 能¨ 。Ｃ 由 于具 有无 毒 、 味 、 宜 易 得 、 Ｏ 无 便 临
Ｃ 中溶解 度 的关 联 中 ， 溶 解 度 的 预测 及合 成 聚 Ｏ 为 碳 酸酯 工 艺提供 重要基 础 。
超临界二氧化碳诱导聚碳酸酯结晶的研究
聚合物的结晶度可由下式计算：Ｐ＝删，／ａ，Ｖ：；其中，△联是样品的结晶度达到１００％时的标准熔
融热。双酚Ａ型聚碳酸酯的标准熔融热为ｉ ｉ０．ＯｋＪ／ｋｇ”。。 实验使用的试剂都是分析纯，纯度均大于９９％。用凝胶色谱测得原Ｐｃ样品的分子量为：Ｍｎ＝２４，８７０，
结论 超临界ｃＯｚ能够较好的诱导ＰＣ结晶，结晶度最高可达３０％。压力越高，ＰＣ的结晶度越高，结晶也
越完善。结晶度与温度的关系呈单峰形。对于本实验所用Ｐｃ，在１４０。Ｃ左右结晶度最大。当压力升高时， 获得最高结晶度时的温度变化不明显，能够结晶的最低温度更低，能够结晶的最高温度基本不变。加入 少量的携带剂可显著提高Ｐｃ的结晶度，而且随着携带剂用量的增加，结晶度也越来越高。携带剂丙酮、 碳酸二甲醑、乙醇、甲醇，在甩量较少时，对Ｐｃ在ｓｃＣ０２中结晶度的影响基本相同，当用量增加时， 根据分子大小以及结构和极性的不同，对结晶度的影响有较大的不同。
分９０在２０、２５、３０ＭＰａ，４ｈ时研究了不同温度对ｓｃＣＯｚ诱导结晶的影响。不同压力下，结晶度随压 力的变化曲线如图４所示。由图４可知，在压力为２０ＭＰａ时，结晶度随ｓｃＣ０２温度的变化成单蜂分布， 即在１４０。Ｃ左右出现一个最大值，往两侧递减。在低温１００。Ｃ和高温１９０。Ｃ时，Ｐｃ的结晶度为零。在操 作压力为２０ＭＰａ，时间为４ｈ时，Ｐｃ从１０００ｃ开始出现结晶，远低于原ＰＣ的玻璃化温度。当压力提高， Ｐｃ在１００。Ｃ时即出现较大的结晶度，即压力越高，Ｐｃ出现结晶的温度越低，但是，不同压力下的结晶 都在１４０。Ｃ左右出现最大值，而且到１９０。Ｃ时结晶度都变为０。
４８２
１３］Ｒ．Ｐ Ｓｈｅｌｄｏｎ ａｎｄ Ｐ．Ｒ．Ｂｌａｋｅｙ １９５（１９６２）：１７２～１７３
用超临界流体处理聚碳酸酯的方法[发明专利]
![用超临界流体处理聚碳酸酯的方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/0dbd38e1f78a6529657d5335.png)
专利名称：用超临界流体处理聚碳酸酯的方法专利类型：发明专利
发明人：罗伯特·W·彼得森,詹姆斯·K·杨
申请号：CN200680004762.2
申请日：20060127
公开号：CN101119835A
公开日：
20080206
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种由聚碳酸酯形成型材部件的方法，其产生耐化学性显著提高的部件。
所述方法包括提供具有至少一个腔室的模具，使得所述模具具有用于冷却与所述腔室相邻区域的装置。
然后将熔融的聚碳酸酯与超临界流体混合以形成混合物。
将这种混合物注入所述模具，同时利用所述冷却装置冷却所述腔室以使其温度不超出150。
当流体压力在冷却部件上保持一段短的时间时，实现耐化学性的进一步提高。
申请人：3M创新有限公司
地址：美国明尼苏达州
国籍：US
代理机构：中原信达知识产权代理有限责任公司
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二氧化碳合成聚碳酸酯方程式
二氧化碳合成聚碳酸酯方程式近年来，环境保护和可持续发展日益受到重视，生态友好型高分子材料因其在减少对化石燃料依赖、降低温室气体排放等方面的潜在优势而备受关注。
其中，二氧化碳合成聚碳酸酯作为一种绿色可再生的高分子材料，在替代传统塑料材料方面具有巨大潜力。
聚碳酸酯是一种聚合物，同时也是一种环保型高分子材料。
它的最大特点是能够通过二氧化碳和环氧乙烷等原料的反应合成，具有可塑性、耐热性、耐候性等特性，在制备塑料制品方面具有广泛的应用前景。
而将二氧化碳作为合成材料之一，则进一步提升了聚碳酸酯的绿色环保属性。
二氧化碳合成聚碳酸酯的反应机理是一个复杂的化学过程。
在实验条件下，首先将二氧化碳与环氧乙烷在催化剂的作用下进行环氧化反应，生成环氧-碳酸酯中间体；然后，利用另一种催化剂，将这种中间体进行开环缩合反应，生成聚合物结构。
值得一提的是，这个合成过程中，二氧化碳不仅作为原料参与反应，还起到了重要的环境净化功能。
将二氧化碳合成聚碳酸酯的重要意义在于解决了传统聚碳酸酯合成过程中使用有机化合物作为原料产生的环境问题。
有机化合物的使用在合成过程中会产生挥发性有机化合物（VOCs），从而对环境造成污染。
而利用二氧化碳这一废弃气体作为原料，则不仅可以循环利用废弃资源，还能减少VOCs的释放，有利于改善空气质量。
此外，二氧化碳合成聚碳酸酯的应用还可以提升材料的可持续性。
当前的塑料制品多数采用石油为主要原料，而石油资源的有限性和环境污染问题已经引起了全球的广泛关注。
通过将废弃的二氧化碳转化为聚碳酸酯制品，可以减少对化石燃料的需求，推动实现对可再生资源的更好利用。
总的来说，二氧化碳合成聚碳酸酯作为一种具有环保意义的高分子材料，正在逐渐受到更多关注和研究。
其在减少对化石燃料依赖、减少环境污染、促进循环经济等方面的潜在优势，将为未来材料科学领域带来新的发展机遇。
在工业化程度和技术水平不断提高的背景下，二氧化碳合成聚碳酸酯有望成为一种可持续发展的替代塑料材料，为构建绿色低碳的未来社会贡献力量。
超临界co2的含义和计算方法
超临界CO2的含义和计算方法I. 超临界CO2的含义超临界CO2指的是二氧化碳在特定的温度和压力条件下处于其临界点以上的状态。
在这种状态下，二氧化碳不再表现出气态或液态的特性，而是处于一种介于气态和液态之间的状态。
II. 超临界CO2的计算方法超临界CO2的计算方法主要涉及流体力学和热力学方面的知识，下面将分别介绍其计算方法。
1. 流体力学计算方法超临界CO2的流体力学计算方法主要涉及密度、粘度、速度等参数的计算。
在实际工程中，可以采用CFD（计算流体力学）等数值模拟方法来进行超临界CO2的流体力学计算。
2. 热力学计算方法超临界CO2的热力学计算方法主要涉及压力、温度、比熵等参数的计算。
在实际工程中，可以采用热力学方程、状态方程等方法来进行超临界CO2的热力学计算。
III. 超临界CO2在工程应用中的意义超临界CO2具有较高的密度和扩散性，可以广泛应用于化工、制药、食品加工等领域。
超临界CO2还具有较低的粘度和表面张力，有利于提高反应速率和产品质量。
IV. 超临界CO2的环保意义由于超临界CO2具有较高的溶解性和选择性，可以替代传统的有机溶剂，对环境没有污染和危害，因此在绿色化工领域有着广阔的应用前景。
V. 结论超临界CO2作为一种绿色、高效的工业溶剂，在化工、制药、食品加工等领域有着广泛的应用前景。
对超临界CO2的含义和计算方法进行深入的研究和探索，对推动我国的绿色工业发展具有重要意义。
还需要进一步加强超临界CO2的环保意义和环保意识，促进超临界CO2的可持续发展和广泛应用。
I. 超临界CO2在化工领域的应用超临界CO2在化工领域有着广泛的应用，其中最为突出的是其在萃取和分离过程中的应用。
在传统的化工生产中，通常会采用有机溶剂进行萃取和分离，而超临界CO2具有较高的溶解性和选择性，可以取代传统的有机溶剂，降低了生产过程中的有机溶剂使用量和对环境的影响。
超临界CO2还可以用于高效的萃取和分离过程，提高了工艺的效率和产品的纯度。
超临界CO_2中合成聚碳酸酯
第58卷 第9期 化 工 学 报 Vol158 No19 2007年9月 Journal of Chemical Industry and Engineering (China) September 2007研究论文超临界CO2中合成聚碳酸酯肖 杨1,3,吴元欣2,王存文2,应卫勇1(1华东理工大学化学工程联合国家重点实验室,上海200237;2武汉工程大学湖北省新型反应器与绿色化学工艺重点实验室,湖北武汉430073;3中南民族大学化学与材料科学学院,湖北武汉430074)摘要:在超临界CO2介质中由双酚A(BPA)和碳酸二苯酯(DPC)合成了双酚A型聚碳酸酯(PC)。
反应生成的苯酚能够溶解扩散到超临界流体中。
用红外光谱(FT2IR)、核磁共振谱(1H2NMR)表征了产物的结构。
凝胶渗透色谱(GPC)测试表明,合成过程中存在线形缩聚和成环两种不同的反应机理,产物的重均分子量高达117740,分子量分布指数P d=1133;差示扫描量热法(DSC)测试表明,超临界CO2能增塑PC致使其玻璃化转变温度(T g)降低。
考察了反应时间、搅拌转速、反应温度等因素对PC分子量的影响。
在反应压力为10 MPa下较佳反应时间为50h,较佳搅拌转速为800r・min-1,较佳反应温度为120℃。
关键词:超临界;CO2;聚碳酸酯中图分类号:TQ20313 文献标识码:A文章编号:0438-1157(2007)09-2403-05 Synt hesis of polycarbonate in supercritical CO2XIAO Yang1,3,WU Yuanxin2,WAN G Cunwen2,YIN G Weiyong1(1S tate Key L aboratory of Chemical Engineering,East China Universit y of S cienceand Technology,S hanghai200237,China;2H ubei Key L aboratory of N ovel Reactor&Green Chemical Technolog y,W uhan I nstitute of Technology,W uhan430073,H ubei,China;3College of Chemist ry and M aterial Science,S outh2Cent ral Universit y f or N ationalities,W uhan430074,H ubei,China)Abst ract:Polycarbonate(PC)was p repared by t ransesterification between bisp henol2A(B PA)and dip henyl carbonate(DPC)in supercritical carbon dioxide(ScCO2).In t he process,p henol formed f rom t he reaction was dissolved and diff used into ScCO2p hase1The st ruct ure of t he synt hesized product was characterized by F T2IR and1H2NMR1The result s of GPC show t hat t here are two different reaction mechanisms,linear condensation and cyclic reaction in t he synt hesis p rocess,and t he molecular weight (M W)reaches1117×105and P d is11331The DSC curves show t hat supercritical carbon dioxide can plasticize PC so t hat t he T g of PC decreased1U nder t he p ressure of10M Pa,t he effect s of reaction time, rotary speed of t he p ropeller and reaction temperat ure on PC molecular weight were investigated1The optimal operation conditions are reaction time of50h,rotary speed of800r・min-1,reactio n temperat ure of120℃,respectively.Key words:supercritical;carbon dioxide;polycarbonate 2007-01-11收到初稿,2007-06-06收到修改稿。
超临界CO_2热力学性质的理论计算_薛卫东
第21卷第2期原 子 与 分 子 物 理 学 报Vol.21,№.2 2004年4月JO URN AL O F AT OM IC A ND M O LECU LA R PHYSICS Apr.,2004文章编号:1000-0364(2004)02-0295-06超临界CO2热力学性质的理论计算薛卫东1,朱正和2,邹乐西3,张广丰3(1.四川师范大学化学系,成都610066;2.四川大学原子与分子物理研究所,成都610065;3.中国工程物理研究院,绵阳621900)摘要:应用BWR方程在温度为310～600K、压强为75～300bar范围内拟合的超临界CO2流体状态方程,计算了超临界状态下CO2体系的熵、热容和焓。
研究表明,这些热力学函数具有明显的超临界特性;与文献值相比,超临界状态下CO2熵的相对误差小于0.4%,而定压热容的相对误差稍大,为2.45%(T:330～360K),其数据为进一步从理论上研究超临界CO2与金属铀表面反应的热力学行为奠定了基础。
关键词:超临界二氧化碳;热力学性质;BW R方程中图分类号:O414.12;O513 文献标识码:ATheoretic calculation on thermodynamic character for SCF CO2XUE Wei-dong1,ZHU Zheng-he2,ZOU Le-xi3,ZHANG Guang-feng3(1.Department of Chemistry,Sichuan Normal Univers ity,C hengdu610066,P.R.China;2.Atomic and M olecular Phys ical Institu te,Sichuan University,Chengdu610065,P.R.China;3.China Academy of Engineering Physics,M ianyang612900,P.R.China)A bstract:The entropy,thermal capacity and enthalpy under supercritical fluid w ere calculated by means of the supercritical fluid CO2state equation refined with BWR equation at310～600K and75～300bar.It w as demonstrated that these thermody namics functions have obvious supercritical fluid character,In comparison w ith literature results,the relative error of the entropy was low er than0.4%,but relative error of the thermal capacity w as2.45%(T:330～360K),and moreover these results contributed to the theoretical research of the surface reactions betw een supercritical fluid CO2and metal uranium.Keywords:SCF CO2;Thermodynamics computation;BWR equation 超临界流体(Supercritical Fluid,SCF)是处于临界温度和临界压力以上,介于气体和液体之间的流体。
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收稿日期:2007211208;基金项目:国家自然科学基金资助项目(20076036),武汉工程大学湖北省新型反应器与绿色化学工艺重点实验室开放基金资助项目(200400604);3作者简介:肖 杨(19742),男,讲师,博士生,化学工艺专业。
3联系人:应卫勇,教授,博导,电邮wying@ecust .edu .cn 。
超临界C O 2中聚碳酸酯的合成Ⅱ.超临界CO 2密度的计算肖 杨1,3,吴元欣2,王存文2,应卫勇13(1.华东理工大学化工学院,上海 200237;2.武汉工程大学湖北省新型反应器与绿色化学工艺重点实验室,湖北武汉 430073;3.中南民族大学化学与材料科学学院,湖北武汉 430074)摘要:超临界流体的密度对溶质在其中的溶解度具有重要影响。
利用Peng 2Robins on 状态方程计算了超临界C O 2在不同操作条件下的密度,与现有文献报道的实验值比较,最小相对偏差为0.13%,最大为9.44%,平均为3.60%,表明计算值与实验值吻合良好。
在温度为305.15～398.15K 、压力为8.0～35.0MPa 的范围内,将计算的CO 2密度值绘成了密度图,方便查找和插值。
随着压力升高,温度降低,超临界CO 2的密度增大,苯酚的溶解度增加。
关键词:超临界;二氧化碳;状态方程;密度中图分类号:T Q 013.1 文献标识码:A 文章编号:100129219(2008)01275204 超临界流体(Supercritical Fluids,简记为SCF )是对比温度和对比压力同时大于1的流体,具有接近于液体的密度,使得其溶剂化能力很强,同时,其黏度与气体接近,扩散系数比液体大,具有良好的传质性能[1]。
CO 2由于具有无毒、无味、便宜易得、临界条件较低(临界温度T c =304.25K,临界压力P c =7.38MPa )、容易回收和循环利用等特点,已成为超临界流体技术中最常用的SCF,并已在萃取分离、化学反应、色谱分析、材料科学等方面得到了广泛的应用[2-5]。
本文作者在超临界CO 2中用双酚A 和碳酸二苯酯作原料缩聚合成出了五大通用工程塑料之一的聚碳酸酯[6],其化学反应方程式为:(1)(1)式为高度可逆的酯交换反应,为了获得高分子量聚碳酸酯,就需要尽量移走反应副产物小分子苯酚。
苯酚能够溶解扩散到超临界CO 2中,而苯酚在超临界CO 2中的溶解度与超临界CO 2的密度密切相关,现有文献报道超临界CO 2的密度数据很少,不能满足理论和应用研究的需要,在超临界条件下进行实验测定困难较大。
Bender 方程能够计算超临界CO 2的密度,但涉及到20个参数,需要大量的实验数据进行拟合[7]。
通过选取合适的状态方程来获得超临界流体的密度,就显得非常必要。
立方型状态方程形式简单,容易解析求解,精度较高,是计算流体密度的有效途径之一。
立方型状态方程中Redlich 2K wong 方程和Soave 2Redlich 2K wong 方程在计算临界压缩因子和密度时都会出现较大的偏差,而Peng 2Robins on (PR )方程能够弥补这一明显的不足,所以本文选用PR 方程计算超临界CO 2的密度,将计算值与文献给出的实验值进行比较,以便了解计算精度,进而拓展利用该方法计算在其它温度和压力条件下的密度,并应用到苯酚在超临界CO 2中溶解度的关联中,为溶解度的预测及合成聚碳酸酯工艺提供重要基础。
1 Peng 2Robins on 状态方程Peng 2Robins on 状态方程是工程相平衡计算中应用最广泛的立方型状态方程之一,可表示如下:P =R T V -b -a (T )V (V +b )+b (V -b )(2)其中,参数a 表示分子间的引力,是温度的函数:a (T )=0145724R 2T 2cP cα(T )(3)α(T )=[1+(1-T /T c )(0137464+1154226ω-0126992ω2)]2(4)另一参数b表示气体总体积中包含分子本身体积的部分:b=0107780RT cP c(5)式中,ω为偏心因子,R是摩尔气体常数,R=8. 314kJ/(mol・K)。
2 密度求解为了方便利用计算机求解,引入压缩因子Z:Z=PVR T(6)定义如下两个参数:A=ap(RT)2 B=bPR T(7)可将(2)式表示为压缩因子Z的三次多项式:Z3-(1-B)Z2+(A-1B-3B2)Z-(AB-B2-B3)=0(8)对(8)式计算求解可得Z值,则该温度和压力条件下超临界流体的摩尔体积为:V=ZRT/P(9)对应得到超临界CO2的密度为:ρ=M C O2V(10) 3 计算结果本文中所用CO2的物性参数如表1所示。
表1 CO2的物性参数Table1 Physi ca l properti es of CO2used i n th is work T c/K P c/MPaωM W/g・mol-1304.257.380.22544.01 采用Fortran程序,对压力为9.7～35MPa、温度为313.15～348.15K范围内,超临界CO2的密度进行了计算,结果如表2所示。
为了与文献报道的实验值作定量比较,定义绝对值的相对偏差ARD(ab2 s olute relative deviati on)为:ARD(%)=ρex p-ρcalρexp×100%(11)ρexp、ρcal分别代表CO2密度的实验值和计算值。
表2 CO2密度的实验值和计算值Table2 Co m par ison between exper i m en t a l2and ca lcul a ted den siti es of CO2P/MPa T/Kρ/kg・m-3ρex pρcalARD%P/MPa T/Kρ/kg・m-3ρexpρcalARD%9.7313.15596.8[8]608.6 1.9815.0333.15607[11]664.39.44 010.8313.15676.1[9]664.4 1.7315.2313.15791.2[8]780.5 1.35 11.0313.15684.4[10]672.3 1.7716.0313.15795.6[10]794.60.1311.4313.15699.3[8]686.9 1.7717.6313.15814.6[9]819.60.6112.0313.15718.4[10]706.2 1.7019.1323.15772.4[8]797.6 3.2612.5333.15475[11]507.8 6.9120.0333.15725[11]768.3 5.9713.0323.15636.8[10]667.6 4.8420.9323.15794.3[8]822.5 3.4913.8323.15671.0[8]691.9 3.1124.5313.15879.5[9]898.6 2.1714.0323.15672.7[10]697.4 3.6732.5348.15789[11]859.08.87 14.6313.15773.0[8]769.00.5235.0348.15809[11]879.68.73 从表2可以看到,用PR方程计算的超临界CO2密度与文献值的最小相对偏差仅为0.13%,最大为9.44%,平均相对偏差为3.60%,表明计算值与实验值吻合良好。
在305.15～398.15K温度、8.0～35MPa压力范围内,对超临界CO2密度计算结果作曲线,如图1所示,其结果与由Bender方程计算的密度图[7]一致,密度与温度和压力的关系为典型的非线性关系。
CO2密度随温度增加而减小,如8MPa下,当温度从305.15K增加到398.15K时,密度从584.9kg/m3降曲线的温度按从上至下的顺序依次为:305.15K,309.15K, 313.15K,323.15K,333.15K,343.15K,363.15K,373.15K, 383.15K,393.15K,398.15K图1 密度计算值与温度和压力的关系曲线F i g.1 D en sity behav i or of CO2ca lcul a ted by PR E O S 至138.7kg/m3;密度随压力增加而增加,如398.15K 下,压力从8.0MPa增至35MPa时,密度从138.7kg/ m3增加到742.0kg/m3。
在临界温度和临界压力附近,密度变化非常敏感,稍微改变温度和压力,密度会发生几倍至十几倍的变化。
从曲线的密集程度可以看到,密度随温度的变化在低压区大,高压区相对要小。
4 CO2密度对苯酚溶解度的影响采用动态法对苯酚在超临界CO2中的溶解度进行了测定,其中在温度为305.15K、309.15K和313.15K,压力8～14MPa范围内,溶解度数据如表3所示,超临界CO2密度利用PR状态方程计算得到。
表3 苯酚在超临界CO2中的溶解度Table3 Exper i m en t a l solub iliti es for phenol i n supercr iti ca l CO2P/MPa305.15K309.15K313.15Kρ/kg・m-3c×103/kg・m-3ρ/kg・m-3c×103/kg・m-3ρ/kg・m-3ρ×103/kg・m-38584.9 5.941468.2 5.873327.3 5.571 10701.58.532666.28.876626.59.132 12759.511.185733.612.352706.213.247 14800.514.289779.015.697756.816.146 超临界CO2密度对溶质在其中的溶解度有较大的影响。
在相同温度下,压力增加,密度会增大,有利于溶质的溶解,溶解度随之增大。
当压力低于“交叉”压力[12](本实验中约为9MPa)时,密度的影响为主要因素,温度升高,密度会减小,不利于溶质的溶解,溶解度随之降低;而当压力高于“交叉”压力时,溶质饱和蒸汽压的影响占主导地位,密度随温度的升高降低幅度较小,随温度的升高,溶质的挥发性增大,有利于溶质的溶解,溶解度会增大。
另一方面,超临界CO2密度也会影响其传质能力,当增加压力或降低温度时,流体密度会增加,黏度随之增大,扩散系数会减小,这不利于溶质分子发生质量传递,当提高温度或降低压力时,密度会减小,黏度也减小,扩散系数则增加,对物质传递有利。
5 结论利用PR方程对超临界CO2的密度进行了计算,计算值与文献所给的实验值符合良好,说明采用PR状态方程可用于预测超临界CO2的密度。