超临界流体物化小论文 (钧杰)
超临界流体技术在化学工程领域中的应用
超临界流体技术在化学工程领域中的应用超临界流体技术是一种基于物理学原理而发展起来的新型化学技术,它具有诸多的优点,如能够高效地实现物质的分离、催化等功能,具有较高的可实现性和稳定性,因此被广泛地应用于化学工程领域中。
本文将从超临界流体技术的基础原理、超临界流体技术在化学分离、催化等方面的应用以及未来的发展趋势等三个方面来进行探讨。
一、超临界流体技术的基础原理超临界流体技术是指在高温高压状态下,将物质的温度和压力升至介于液态和气态之间的状态,此状态称为超临界状态。
在这种状态下,物质的物理化学性质发生了较大的变化,如粘度、密度等物理化学参数随着压力和温度的变化而变化。
此时,物质具有尤为优异的特性,例如具有超过液态的溶解性能和比气态更高的扩散性能。
二、超临界流体技术在化学分离中的应用超临界流体技术在化学工程领域中最主要的应用在于化学分离。
其原理是,利用超临界流体的物理及化学特性,对需要分离的物质进行提纯和分离。
以石油为例,石油中含有许多不同类型的化合物,通过超临界流体技术可以把不同种类的化合物从石油中分离出来,使得石油中的某些成分变得更加纯净。
这种化学分离方法与传统的化学分离方法相比,具有高效、高选择性、环保等特点。
此外,超临界流体技术在生物医学领域中的应用也日益增加。
以药物制备为例,采用超临界流体技术制备药物不仅能够提高药物的纯度、可控性等特性,还能够解决传统药物制备工艺中存在的一些问题,如副反应多、合成周期长等问题。
三、超临界流体技术在催化中的应用超临界流体技术在催化领域中也有着广泛的应用,它可以作为一种新型的催化剂介质,实现催化反应的高效、高选择性、环保等特点。
在超临界流体中进行催化反应,可以减少传统有机催化剂中存在的有毒有害物质对环境造成的污染问题,从而实现更加环保的动力学反应体系。
超临界流体技术在催化反应中的一个应用是超临界流体催化酰胺化反应。
在常规的化学过程中,酰胺化反应相对较为复杂,而采用超临界流体作为反应介质可以显著降低催化剂的用量,提高催化反应的效率,从而快速实现酰胺化反应。
超临界流体技术在化学合成中的应用研究
超临界流体技术在化学合成中的应用研究引言:超临界流体技术是近年来应用广泛的新型绿色化学反应技术,具有强大的渗透性、流动性、低粘度和高扩散性等特点,广泛应用于生物、化工、材料、环保、医药等领域。
本文旨在对超临界流体技术在化学合成中的应用做一综述。
一、超临界流体的结构特点超临界流体与普通流体的最大差别在于,当其温度和压力超过某些临界值时,不再呈现气态或液态,而形成超临界(supercritical)状态。
超临界流体既具有气体的膨胀性、扩散性,又具有液体的渗透性、解离性和溶解性,因此被广泛应用于化学合成反应中。
二、超临界流体的溶解性超临界流体的主要溶解性与其温度、压力和特定的物质有关,可以在广泛的温度和压力范围内选择合适的性质,与其他溶剂相比,超临界流体的溶解度更高、选择性更大、能与大分子有机化合物溶解,能更大程度提高催化反应的活性、增加反应的产物、提高反应的选择性。
三、超临界流体技术在有机合成中的应用1. 超临界流体萃取技术:超临界流体萃取技术一种高效的精细化学分离技术,具有操作简便、节约原料和高均质化程度,Canola油与超临界CO2代替传统苯提取刘公岛非常成功,使用多孔材料结合超临界流体,也能更好延续反应性,定向萃取对应反应物和消除副反应产物。
这样的精细化学分离技术,也能更好地保持生态环境的理念。
2. 超临界反应技术:利用超临界流体进行反应,由于反应的时间短,温度低,扩散效应好,反应物约在30-100mm的距离内,故反应平衡移动到亚临界或超临界状态的偏态,发生反应后会相对比较快速的恢复为初始状态,有机反应的速度方案极大缩短,且产物纯度高,优点明显。
3. 超临界流体催化技术:由于超临界流体与反应物料之间的亲合力及扩散性非常好,这优势显而易见,不必大量使用多余的溶剂,在化学反应中,加入超临界流体能引起催化反应,具有良好催化剂选择性和中间体选择性,形成一种绿色的固态催化技术。
四、超临界流体技术的应用前景超临界流体技术在现代化学制造中的应用非常广泛,特别是在新能源化工材料中的应用十分广泛,随着国民经济的快速发展,对环保和高效的现代化工制造需要越来越多,超临界流体技术态势良好、未来广阔。
超临界流体在化学工程中的应用研究
超临界流体在化学工程中的应用研究引言:化学工程作为一门综合性学科,已经渗透到我们的生活的各个方面。
而在化学工程的研究中,超临界流体作为一种创新的分离和反应介质,引起了广泛的关注。
本文将从超临界流体的特性、应用领域以及研究进展等方面进行论述。
一、超临界流体的特性超临界流体是介于气体与液体之间的物质状态。
当温度和压力超过临界点时,物质失去了气液相的特性,而呈现出新的物理化学特性。
超临界流体的密度和溶解度都比普通液体大,粘度又比气体小,具有很好的穿透性。
同时,超临界流体还具有较高的扩散系数和较低的表面张力,有利于物质的传质和反应。
这些独特的物性使得超临界流体在化学工程中具有广泛的应用前景。
二、超临界流体在分离过程中的应用1. 超临界萃取超临界萃取是指利用超临界流体作为萃取剂,通过渗透和溶解来分离混合物中的组分。
超临界萃取具有操作简单、产品纯度高、环境友好等优点,被广泛应用于食品、医药、化工等领域。
例如,在药物生产中,超临界萃取可以有效提取药物中的有效成分,减少对环境的污染。
2. 超临界色谱超临界色谱是现代分析化学中的一种高效分离技术。
它利用超临界流体作为流动相,通过调节温度和压力来实现对样品中化合物的分离。
相比传统的液相色谱,超临界色谱具有分离效果好、分析速度快的优点,广泛应用于化学分析领域。
三、超临界反应体系的应用超临界反应体系是指在超临界条件下进行化学反应。
与传统反应相比,超临界反应具有反应速率快、产物选择性高等优点。
在化学工程领域,超临界反应体系广泛应用于有机合成、材料制备等方面。
例如,超临界流体在聚合反应中可以改善聚合物的分子量和分子量分布,提高聚合物的性能。
四、超临界流体处理废水的应用废水处理是化学工程中的一个重要环节。
利用超临界流体技术处理废水可以有效去除有机物和重金属等污染物。
超临界流体处理废水的方法包括超临界萃取、超临界氧化等。
这些技术不仅可以高效地去除废水中的污染物,还可以实现资源的回收利用,减少对环境的影响。
超临界流体在化学合成中的应用
超临界流体在化学合成中的应用一、引言超临界流体是介于气态和液态之间的一种特殊状态的物质,具有密度低、粘度小、扩散性能好等特点。
近年来,超临界流体在化学合成领域得到了广泛应用。
本文将从超临界流体的基本特性出发,系统地探讨超临界流体在化学合成中的应用及其机制。
二、超临界流体的基本特性超临界流体是指在临界点以上的温度和压力下将气态物质压缩至液相的状态,具有介于气态和液态之间的独特性质。
其主要特点包括密度低、粘度小、扩散性能好、易与溶质反应等。
这些特性使得超临界流体在化学合成中具有独特的优势。
三、超临界流体在有机合成中的应用1. 超临界萃取技术超临界流体的低粘度和高扩散性使其成为一种理想的溶剂,可用于有机物的萃取。
超临界萃取技术在有机合成中得到广泛应用,不仅可以提高萃取效率,还可以减少溶剂的使用量,具有环保和经济的优势。
2. 超临界反应技术超临界流体中的溶质与溶剂之间的相互作用较强,有利于化学反应的进行。
超临界反应技术可以提高反应速率和选择性,减少副产物的生成,是一种高效的有机合成方法。
3. 超临界萃取和反应联用技术超临界流体既可以用作溶剂进行有机物的萃取,也可以用作反应介质进行化学合成。
将超临界萃取和反应结合起来,可以实现溶剂的循环利用,提高产率和减少废物排放。
四、超临界流体在无机合成中的应用1. 超临界水的应用超临界水是指在高温高压条件下的水,在这种特殊条件下,水的溶解能力和化学活性会显著增强。
超临界水可以促进无机物的溶解和反应,具有广泛的应用前景。
2. 超临界气体的应用超临界气体包括超临界二氧化碳、超临界氮气等,在无机合成中也发挥着重要作用。
超临界气体不仅可以提供反应的压力和温度条件,还可以作为溶剂用于催化反应等。
五、超临界流体在催化合成中的应用超临界流体与催化剂的结合可以形成一种高效的催化体系,适用于多种有机合成反应。
超临界流体中的催化反应可以控制反应速率和选择性,提高产率和减少副产物的生成。
六、结论与展望超临界流体在化学合成中的应用已经取得了显著进展,为各种化学反应提供了新的思路和方法。
超临界流体技术在化工中的应用
超临界流体技术在化工中的应用近年来,随着化工产业的快速发展,越来越多的新兴技术不断涌现,其中,超临界流体技术成为了一个备受瞩目的研究方向。
超临界流体技术可以有效地解决传统的化工加工方法中遇到的一系列难题,同时还可以提高生产效率和产品质量。
在本文中,我们将探讨超临界流体技术在化工中的应用。
一、超临界流体技术的基本原理超临界流体在温度和压强条件下,介于气体和液体之间,具有独特的物理性质,如高扩散性、高溶解度、低表面张力、低黏度等等。
这些性质决定了超临界流体技术在化工领域的应用前景十分广阔。
在化学反应、催化剂合成、分离提取、材料制备等方面,超临界流体技术已经逐渐显示出了其巨大的应用潜力。
二、超临界流体技术在化工反应中的应用在传统的化学反应过程中,往往需要使用较高的温度和压力,来加速反应过程,但同时也会对环境和人类健康造成一定的安全隐患。
而超临界流体技术在此方面显得更加优越,它不仅能够有效地加速反应过程,同时还可以减少化学物品的使用量,减轻对环境的影响。
例如,超临界流体技术在聚合反应中的应用。
此技术能够较为方便地控制聚合反应的分子链长度和分子量分布,同时还可以有效地降低聚合反应所需的温度和压力,从而提高聚合反应的效率和质量。
三、超临界流体技术在催化剂合成中的应用在传统的催化剂合成中,往往需要使用大量的有机溶剂等化学物品,这些物品会对环境和人体健康产生一定的危害。
而超临界流体技术在催化剂合成中的应用,不仅可以大大减少有机溶剂的使用量,同时还可以提高催化剂的效率和稳定性。
例如,超临界流体技术在贵金属催化剂的制备中的应用。
此技术可以在较低温度和压力下合成出高质量的贵金属催化剂,同时还减少了对有毒有害的有机溶剂的使用。
四、超临界流体技术在分离提取中的应用在化工生产中,分离提取是非常重要的一个环节。
传统的分离提取方法需要使用大量的有机溶剂等化学物品,会对环境和人体健康造成较大的危害。
而超临界流体技术在分离提取中的应用,不仅可以减少有机溶剂的使用量,还可以提高分离提取的效率和纯度,从而大大降低了化工生产的成本。
化学工程技术论文
化学工程技术论文1超临界流体工程技术的应用超临界流体技术一般是控制温度和压力的条件下,或者加入其他物资的情况下改变体系的传质系数、传热系数及化学反应特征的,这能更加高效清洁地进行化学生产,有的在超临界的状态下能节省能耗,所以超临界流体技术也被称为超级绿色化学技术。
超临界液体技术(SCF)现在广泛应用到了材料制备中。
早在上世纪九十年代该技术就已经开始应用,把二氧化碳制备成超临界的状态,以它为介质来制取特氟龙;还有聚丙烯工艺中也应用了SCF技术,利用丙烷的特点来做稀释剂,该技术也是做PE的升级版。
当下,超临界流体技术则更多地应用在了高分子材料,复合材料,不易粉碎的无机物材料,以及提取不太容易溶解在单一超临界液体中的有机物。
现在应用的超临界流体技术的方法主要有一下几种:1、快速膨胀法,该方法主要用于固体颗粒状的物质的制备;2、压缩抗溶剂发,主要用于制备微孔、微球类的物质,所以在药物分子及聚合物共沉上应用较多,也较成熟;3、抗溶剂法,通常该方法会应用在制备爆炸性物质和不溶于单一超临界流体的有机物上等。
除了以上在制备材料方面的突出贡献,超临界流体技术还在分析化学中大展拳脚。
它与色谱技术相结合,能在色谱研究中得到比气象色谱更高效,比液相色谱更精准的超临界流体色谱。
更由于它的高效和低成本使得超临界流体技术在石油化工、环境保护还有医药化学等多个领域得到广泛使用。
2绿色化学工程技术的应用绿色化学指用化学的技术和方法,再结合其他学科的知识来减少或者消除化学对于人类的危害、社会的危害以及环境的危害。
从源头的原材料开始,到生产过程中的试剂和介质还有催化剂,到最后的产物及副产物都要求绿色、环保、无毒害,还有就是“原子经济性”的“零排放”。
像在绿色无毒原料控制方面,石油化工原料就可以改变成生物原料的。
制作尼龙可以不用含苯的石油化工原料,改成生物原料,生物原料的淀粉及纤维素等在酶催化反映下也能形成己二酸,这样一样可以制作尼龙,而且对人体和环境都危害极小。
超临界流体的物性分析与工程应用
超临界流体的物性分析与工程应用超临界流体是指温度和压力高于其临界点的物质,因此它具有与常规流体截然不同的物性。
研究超临界流体的物性及其在工程应用中的应用潜力对于相关领域的发展具有重要意义。
本文将对超临界流体的物性进行分析,并探讨其在工程应用中的潜力。
首先,我们来了解一下超临界流体的物性特点。
超临界流体在临界温度和临界压力以上,不再存在液相和气相的明显界面,而是呈现出连续的密度变化和连续性的物理性质变化。
这种特点使得超临界流体具有高溶解性、高扩散性和高传质性能。
由于超临界流体的物质性质可以通过调节温度和压力进行调控,因此在许多领域具有广泛的应用前景。
在化工领域中,超临界流体被广泛应用于萃取、固体废弃物处理和催化反应等方面。
超临界流体具有较高的溶解能力,可以高效地处理废物和回收资源。
此外,在萃取过程中,超临界流体可以替代传统有机溶剂,减少环境污染和成本的同时,提高产品纯度和收率。
超临界流体还可以作为催化剂的介质,在化学反应中提供更高的反应速率和选择性。
因此,超临界流体在化工领域中的应用潜力巨大。
与此同时,在能源领域中,超临界流体也被广泛研究和应用。
超临界流体作为传热介质,具有高传热效率、较低的传热阻力和环境友好等特点,被用于开发高效的传热装置。
此外,超临界流体的压力和温度调控性能使其成为地热能、太阳能和生物质能等可再生能源的转换介质。
通过利用超临界流体在能量转换过程中的特性,可以提高能源转换效率和资源利用效率。
此外,在制药工业和医学领域中,超临界流体也得到了广泛应用。
超临界流体在制药工业中可以替代有机溶剂,降低药物合成过程的毒性和环境污染。
由于超临界流体的渗透性和扩散性能优异,可以用于制备纳米粒子、脂质体和生物膜等载体材料,并用于药物输送和生物医学成像等方面。
这些应用将大大改善药物疗效和治疗效果,促进医学科学的发展。
综上所述,超临界流体的物性分析对于相关领域的发展至关重要。
超临界流体具有独特的物性特点,通过调节温度和压力可以实现其物性的调控。
超临界流体在化学工业中的应用研究
超临界流体在化学工业中的应用研究在现代化学工业中,超临界流体已经成为一种非常重要的溶剂。
它的特殊物理和化学性质,使得其在许多领域中应用非常广泛。
本文将从多个方面来探讨超临界流体在化学工业中的应用研究。
一、超临界流体的定义和特性所谓的超临界流体,指的是一个物质在超过其临界点时的状态。
在超临界状态下,这个物质既不是液体,也不是气体,而是介于两者之间的状态。
超临界状态下的物质具有非常特殊的物理和化学性质,包括超高的溶解能力、强的扩散能力等等。
因此,它在医药、化工等领域中的应用也越来越广泛。
二、超临界流体在化学合成中的应用由于其独特的物理和化学性质,超临界流体已经成为一种非常有前途的化学溶剂。
它可以大大加速化学反应的速度,同时还可以减少催化剂的使用量,从而降低化学合成的成本。
例如,过氧化氢和苯甲酸可以在超临界二氧化碳中被选择性合成,对于某些医药等领域的研究具有很重要的意义。
三、超临界流体在色谱分离中的应用除了在化学合成中的应用,超临界流体还可以应用于色谱分离中。
这是因为超临界流体具有非常高的扩散常数,因此可以加速色谱分离的速度。
另外,超临界流体还可以在分离过程中起到可控缓慢释放溶质的作用,从而避免传统萃取过程中需要进行多次重复操作的情况。
这使得超临界流体在化学分析等领域中应用更为广泛。
四、超临界流体在提取和分离中的应用除了在色谱分离等领域中的应用,超临界流体也可以应用于提取和分离等领域。
对于被视为化学工业废水的废料处理中,采用超临界流体作为溶剂可以大大降低废料处理的成本,并且对环境的无害化也提供了有力保证。
其中一种典型的应用便是超临界流体萃取技术,这种技术可以用于高效地提取天然产物,例如提取咖啡因、萃取金属盐等等。
五、超临界流体在材料制备中的应用此外,超临界流体还可以被用于制备材料。
超临界流体可以提供非常高的溶解能力,从而可以在其中溶解大部分材料并且使材料更好地溶解。
由于制备过程不含有毒性有机溶剂,超临界流体已经成为一种非常受欢迎的可持续材料制备方法。
超临界流体的物理化学与应用
超临界流体的物理化学与应用超临界流体(supercritical fluid)是在温度和压力高于其临界点的条件下处于液-气临界状态的物质。
超临界流体具有在液相和气相之间都具有一定程度的溶解能力、高扩散性质和高可控性等独特特性,使得其在许多化学和工业领域得到了广泛的应用。
本文将介绍超临界流体的物理化学特性及其在不同领域的应用。
一、物理化学特性1.临界点当固定质量的热力学系统经过一系列的压力、温度变化时,会经历从固体到液体,再到气体的相转变过程。
其临界点指的是在实验中通过一系列细致的测量得到的精确的压力和温度值,使得在该点附近压力和温度的微小变化均无法使其处于明显的液态或气态状态,而是出现液-气同步状态。
2.溶解能力超临界流体具有异常的溶解能力和扩散性质。
这是由于其透平性极强,从而可增加其与另一种化合物的接触和扩散速度。
此外,超临界流体还可发生与溶液相同的扩散作用,并在产生足够的扩散吸引力时促进化合物的溶解。
这种特性可用于提取和分离复杂化合物,如天然产物、有机物、生物分子以及有害物质等。
3.密度超临界流体的密度介于液态和气态之间,其密度的连续变化使得其与常规溶剂和气体的物理和化学属性差异显著。
4.粘度超临界流体的粘度几乎为零,这意味着分子间的相互作用力非常小,因此超临界流体能够更好地扩散和渗透到各种材料的内部。
二、应用领域1.高效液相色谱(HPLC)超临界流体在高效液相色谱(HPLC)中得到了广泛的应用,尤其是在石油和石化等工业领域许多天然或合成化合物、色素等的分离和纯化方面。
与传统的液-液或气-液分离方法相比,超临界流体HPLC具有分离速度更快、取样量较小、分辨率较高、耗能少等优点。
2.催化和反应超临界流体中的化学反应具有诸多优点,如促进反应速率和产率、降低反应温度等。
此外,在超临界流体中偶联反应、氧化反应等具有普适性的反应也受到广泛的研究和应用。
超临界流体在反应中的独特物理和化学性质,使其得以扩大这一领域的研究和应用范畴。
超临界流体技术在化学领域中的应用研究
超临界流体技术在化学领域中的应用研究一、引言超临界流体技术是一项非常新颖和前沿的技术,近年来在化学领域的应用越来越广泛。
超临界流体技术的特点是温度和压力处于超临界状态,因此有着独特的化学和物理性质,具有不可比拟的优势。
本文将着眼于超临界流体技术在化学领域中的应用,探讨其优势和发展前景。
二、超临界流体技术简介超临界流体,是指在严格特定的温度和压力条件下,将气体和液体的传统概念界限打破,物质具有非常独特的物理和化学性质。
超临界流体技术指的是在超临界条件下,利用超临界流体进行一系列的化学反应、物质分离、催化反应等研究。
相比传统的化学反应方法,超临界流体技术具有非常显著的优势,能够提供更高效、更环保和更有经济价值的反应方法。
三、超临界流体在化学反应中的应用1. 反应增效超临界反应可以显著提高化学反应的速率,降低反应的温度和压力条件,也可以降低反应物质的浪费,提高化学反应的效率。
例如,氢氧化钠和二氧化碳是一种常见的化学反应,传统的反应条件下需要极高的压力和温度条件,而在超临界状态下该反应可以在温和的条件下实现,反应时间缩短了,产物纯度高。
2. 离子液体的制备离子液体是未来化学领域的一项核心技术,在传统的化学合成中离子液体的制备方法通常涉及大量的溶剂、蒸发和深度分离,代价高昂。
而超临界流体技术可以在温和的条件下制备高纯度、高收率的离子液体,而且过程中无需使用溶剂和代表环境的溶液,大大降低了处理工程的难度和耗时成本。
3.有机合成在有机合成中,超临界流体技术可以用来减少副反应产物的产生,增加目标产物的产量和纯度。
例如,传统的溶剂和化妆品工业合成过程中会产生很多化学废物,危害环境。
而超临界流体技术可以避免化学反应产生的有害废物,并提高产物的产量,对环境污染具有重要意义。
四、超临界流体技术在材料和能源领域中的应用研究1. 超临界流体在半导体材料的制备上超临界流体技术在半导体材料的制备中,被广泛应用于高温高压化学反应、晶体生长、薄膜制备等方面的研究。
超临界流体在化学中的应用研究
超临界流体在化学中的应用研究超临界流体是指在高于其临界温度和临界压力下的物质状态,具有介于气体和液体之间的特性。
由于其独特的物理性质,超临界流体在化学领域中得到了广泛的应用研究。
本文将从超临界流体的概念、性质和应用三个方面进行讨论。
一、超临界流体的概念和性质超临界流体的概念最早由荷兰科学家范德瓦尔斯于1873年提出。
超临界流体具有介于气体和液体之间的特性,既具有气体的高扩散性和低粘度,又具有液体的高密度和溶解能力。
此外,超临界流体的物理性质可以通过调节温度和压力来改变,使其适应不同的化学反应条件。
超临界流体的溶解能力是其在化学反应中的重要特性之一。
由于超临界流体的高密度和低粘度,溶质在其中的扩散速率较高,溶解度也较大。
这使得超临界流体成为一种优良的溶剂,可以用于溶解不易溶于常规溶剂的化合物,如多肽、天然产物等。
此外,超临界流体还可以调节其溶解度,通过调节温度和压力来控制溶质在超临界流体中的溶解度,实现对化学反应的控制。
二、超临界流体在化学合成中的应用超临界流体在化学合成中的应用主要包括超临界流体萃取、超临界流体催化和超临界流体反应等。
超临界流体萃取是一种利用超临界流体的溶解能力来提取化合物的方法。
由于超临界流体的高溶解度,可以高效地提取目标化合物,同时又可以避免传统有机溶剂对环境的污染。
例如,超临界二氧化碳被广泛应用于植物提取物的制备,可以高效地提取植物中的有效成分,如植物提取物中的天然产物、香料和药物等。
超临界流体催化是一种利用超临界流体的特性来促进化学反应的方法。
超临界流体具有高扩散性和低粘度,可以提供较好的反应条件,促进反应物之间的相互作用。
例如,超临界水在催化氧化反应中具有较好的催化活性,可以用于高效催化氧化反应,如有机废水的处理、有机废气的净化等。
超临界流体反应是一种利用超临界流体作为反应介质进行化学反应的方法。
由于超临界流体的独特性质,可以调节温度和压力来控制反应条件,实现对反应过程的控制。
超临界流体的物理性质及其工业应用
超临界流体的物理性质及其工业应用超临界流体是指在高压、高温条件下,温度和压强足以使气体和液体之间的界面消失,形成的具有特殊物理性质的物质状态。
其物理性质不同于气体和液体,同时具备两者的特性,并且具有极高的溶解力和扩散率,因此被广泛应用于化工、制药、能源等领域。
首先,超临界流体的物理性质超临界流体的物理性质与气体和液体有很大的不同。
在临界点以上,超临界流体可以同时具备气体和液体的特性。
一方面,超临界流体的密度比气体要大,具有高度可压缩性;另一方面,超临界流体没有表面张力,流量大、有效覆盖面积大,可充分溶解多种物质,因此被广泛用于化工产业中作溶剂、催化剂、萃取剂和反应介质等。
其次,超临界流体的工业应用1. 溶剂超临界流体溶剂在精细化工中被广泛应用,超临界二氧化碳是一种主要的超临界流体溶剂,在医药、化妆品、食品加工、印刷等方面已经得到了广泛应用。
2. 催化剂超临界流体是一种优良的反应介质,因为它能够以极快的速度深入反应器组成部分。
这一深度使反应更加均匀更有效,而且在高温和高压下能够改变反应的平衡常数,能够上移或下移至最佳反应状态。
3. 萃取剂超临界流体的溶解力强大而且粘度小,使其在化学、食品等行业中广泛使用,特别是在食品加工工业中的咖啡因的提取中。
此外,在垃圾处理、半导体加工等方面,超临界 CO2 反应已经得到了广泛应用。
4. 反应介质超临界流体在反应催化中的应用通过改变反应介质和反应介质组成,使反应能够在超临界条件下进行。
在这个条件下,反应速率快而且选择性好,使得超临界流体成为化学催化和活化领域的焦点。
结论不可以忽视的是,超临界流体在各个方面都有着深刻的应用前景。
引入超临界流体技术将有助于实现技术创新和节能环保,同时也能够推动工业体系的转型和升级。
但是,我们也应该清楚地认识到,在超临界流体的生产过程中,需要投入相对较高的资金和技术投入。
因此,我们还需要在技术创新的基础上,加强各方面的基础研究和实践以确保其广泛应用。
化学工程与工艺论文 超临界流体技术及其应用研究
超临界流体技术及其应用研究化学工程与工艺摘要: 简述超临界流体萃取技术的发展历程及国内外的超临界技术的发展现状、前景预测。
超临界萃取是一种独特,高效,清洁的新型提取、分离手段。
超临界流体萃取技术在工业上有着广泛的应用,超临界流体萃取技术可以应用于生物化工工业、食品工业、医药工业、环境保护以及化学工业等。
尤其在化学工业中它可以被应用于石油化工、煤化工、精细化工领域中。
超临界技术在应用的同时也产生了一些问题;分离过程在高压下进行,设备一次性投资大;萃取釜无法连续操作,造成装置的时空产生率比较低;过程消耗指标不容忽视。
这些都是急需解决的问题,因为它们直接影响技术的推广。
然后对技术的未来提出了一些设想,超临界流体萃取因其独特的物理化学特性,同时结合起来超高压技术,超声波技术,超滤技术,微胶囊技术,静电场,磁场,精馏等技术,将会取得更大的社会经济效益。
最后得出了超临界萃取技术将在人类社会的发展史上起到不可替代的作用的结论。
关键词:超临界流体;相平衡;萃取;Application and Development Trend of supercritical fluid extractionAbstract:Brief Description of supercritical fluid extraction technology and the development of supercritical technology at home and abroad, the development of the status quo forecast. Supercritical extraction is a unique, highly efficient, clean new extraction, separation means. Supercritical fluid extraction technology in a wide range of industrial applications, supercritical fluid extraction technology can be applied to biological chemical industry, food industry, pharmaceutical industry, environmental protection and chemical industries. Especially in the chemical industry it can be used in the petrochemical industry, coal chemical, fine chemical industry in the area. Supercritical technology in the application also had some problems; separation process under high pressure, one-time investment and equipment; extraction kettle can not be continuous operation, resulting in the installation space-time production rate is relatively low; process of consumption indicators can not be ignored. These are urgently needed to solve the problem, because they directly affect the promotion of technology. On the future of technology and put forward some ideas, supercritical fluid extraction because of their unique physical and chemical characteristics, combined with EHV technology, ultrasound technology, ultrafiltration technology, microencapsulation technology, electrostatic field, magnetic field, such as distillation technology, Will achieve greater social and economic benefits. Finally come the supercritical extraction technology in the history of development of human society has played an irreplaceable role in the conclusion.Key words: Supercritical fluid ;Phase equilibrium; extraction;引言超临界萃取技术(SupercriticalFluidExtraction即SFE)作为一种独特,高效,清洁的新型提取、分离手段。
超临界流体在化工过程中的应用研究
超临界流体在化工过程中的应用研究当我们探讨化工过程中的技术与应用时,无法忽视一种新型流体的影响,那就是超临界流体。
这种流体在化工中的应用领域非常广泛,从提取、精炼、催化反应、制备到析出等领域均可应用。
超临界流体在化工过程中的应用研究正在成为该领域的新热点,下面就让我们一起来了解一下超临界流体的概念以及其在化工领域中的应用研究。
超临界流体的概念超临界流体,是指在临界温度(临界点)以上,压力超过临界压力、温度超过临界温度时的流体状态,此时流体不存在气液两相,而是处于一个连续的物理状态,具有理想气体和液态的混合特性,同时有很好的可压缩性、高扩散性和可变性等特点。
超临界流体具有高温度和高压强的特性,可以增强化学反应的速率,还可以改变晶体结构和化学反应的途径,因此应用范围也非常广泛,例如高分子材料的制备、催化反应、高效吸附、物质转移等方面均有应用。
1. 超临界萃取技术超临界萃取技术是超临界流体应用最为广泛的领域之一,该技术主要利用超临界流体的高扩散性和极佳的物质转移能力而实现化合物的提取和分离。
例如,使用超临界二氧化碳来萃取咖啡因,从而生产出更具市场竞争力的无咖啡因咖啡,还可以利用超临界萃取技术将甜菜根萃取的甜菜糖精纯化,制成高品质食品添加剂。
相对于传统的溶剂萃取方法,超临界萃取技术具有高效、易于操作、处理成本低等优点。
2. 超临界反应技术超临界反应技术是超临界流体在化学反应中的应用研究,该技术可通过超临界流体的高温高压引入更多热能,促进化学反应的进行,从而提高反应速率和收率。
例如,利用超临界水并合生成糖类化合物,化学反应方案的制定和反应产物的分离纯化都可以通过超临界技术来实现。
超临界反应技术虽然实验条件较为严格,但也是一种新型的绿色化学反应技术,利用该技术可以实现有机合成与高温高压环保结合,对于研究环境保护化学、工业化学等学科有着重要影响。
3. 超临界凝胶制备技术超临界凝胶制备技术是超临界流体在高分子化学方面的应用研究,它将超临界流体作为溶剂,使得制备的高分子材料具有良好的物理性质和化学性质。
超临界流体化学反应的研究
超临界流体化学反应的研究超临界流体化学反应是一种新兴的化学反应技术,其主要特点是采用超临界流体作为反应介质,在高压高温条件下进行化学反应。
与传统的溶剂介质反应相比,超临界流体反应具有以下优点:反应速率快、反应转化率高、选择性好、产物易于分离纯化等。
因此,超临界流体化学反应在现代化学反应领域具有重要的研究价值和应用前景。
一、超临界流体的概念超临界状态是指物质处于高压高温条件下,其密度快速减小,趋近于气态密度,但其物理性质与液态相近,称为超临界状态。
超临界流体是指物质处于超临界状态下的流体,有着独特的物理化学特性。
超临界流体有许多独特的性质,例如密度小、渗透力强、扩散系数大等,这些性质使其在化学反应中具有独特的优势。
超临界流体反应不需要使用溶剂,减少了环境污染和浪费,同时也能降低反应物和产物之间相互作用的力度,从而提高反应的速率和选择性。
二、超临界流体化学反应的研究超临界流体在化学反应中的应用是一个较新的研究领域,随着研究的不断深入,越来越多的学者开始关注超临界流体化学反应的研究。
目前研究主要集中在以下三个方面:1、反应机理和动力学研究超临界流体反应的反应机理和动力学研究是超临界流体化学反应研究的核心。
通过研究反应物和产物之间的相互作用以及在超临界流体中反应的特殊性质,可以探索反应机理和反应反应动力学,为控制反应过程、提高反应效率和产品选择性提供理论基础。
2、反应条件优化研究超临界流体化学反应的反应条件包括反应温度、压力、物质浓度等。
在利用超临界流体进行化学反应时,反应条件的选择对反应的效率和选择性具有很大的影响,因此需要进行反应条件的优化研究。
目前已有很多学者通过实验研究探究超临界流体反应条件对反应的影响,并提出了相应的反应条件优化方案。
3、反应产物分离纯化研究超临界流体化学反应的另一个优点是产物易于分离纯化。
传统的溶剂介质反应产生的产物分离纯化困难、代价高,而超临界流体反应的产物在超临界液态和气态之间可以快速转换,使得产物成分的分离和纯化变得容易。
超临界流体技术在化学合成中的应用研究
超临界流体技术在化学合成中的应用研究超临界流体技术在化学合成中的应用研究超临界流体技术是一种独特的物质处理方法,通过将流体调至临界点以上的高温高压状态,改变流体的物理和化学性质。
这一技术在化学合成领域具有广泛的应用前景,能够实现高效、环保、可控的化学反应,对于现代化学合成的发展起到了重要的推动作用。
一、超临界流体的基本概念与特性超临界流体是介于气体和液体之间的一种物质状态,在临界点以上,流体的密度、粘度和介电常数等物理性质发生明显改变,并且密度接近于液体,粘度接近于气体。
超临界流体具有以下几个特性:1. 高溶解力:超临界流体的溶解力较大,常用于提取或处理高沸点、难溶于常规有机溶剂的物质。
2. 可控性好:超临界流体的物理和化学性质可以通过调节温度和压力等参数进行控制,实现对反应的精确操控。
3. 可形成泡沫:超临界流体在充气的条件下,具有形成气泡和泡沫的特性,可以用于反应体系的混合和传质。
二、超临界流体在催化剂合成中的应用1. 催化剂的制备:超临界流体可用作催化剂的载体和溶剂,通过调节超临界流体的性质,可以控制催化剂的粒径、分散度和活性,提高催化剂的效率和选择性。
2. 催化反应:超临界流体中的催化反应具有反应速率快、反应条件温和、对催化剂的失活程度低等优点。
例如,超临界水氧化反应可以高效地将有机废水中的有害物质降解,达到环境友好的处理效果。
三、超临界流体在有机合成中的应用1. 超临界溶剂的选择:超临界流体可以作为一种绿色溶剂,替代传统有机溶剂,节约原料成本和能源消耗。
例如,超临界CO2广泛用于提取天然产物中的活性成分。
2. 反应的加速与优化:超临界流体对于一些传统反应具有催化加速和反应条件优化的作用。
例如,超临界酒精可用于催化酯化反应,在较低温度下实现高效的酯化合成。
四、超临界流体在材料合成中的应用1. 纳米材料的制备:超临界流体可用作纳米材料的溶剂和反应介质,通过控制超临界流体的热力学参数,可以制备出尺寸均匀、纯净度高的纳米材料。
超临界流体技术在化工反应中的应用
超临界流体技术在化工反应中的应用化工生产过程中,反应是关键环节,也是成本较高的环节之一。
当然,众所周知的是,在过去的几十年里,化学反应已经得到了很好的发展和改进。
然而,随着现代化学工业的需求变化,人们对化工反应的要求也越来越高,往往需要更加精确、更加高效的反应方式,这也催生了一系列新的化学反应相关技术的研发和应用。
而超临界流体技术恰恰是其中一种非常具有潜力和实用性的技术。
超临界流体指的是在超过其临界点(如二氧化碳的临界温度31.1°C和临界压力73.8 atm)的条件下,气态和液态的物质界限将消失,形成的单一流体状态。
这个状态拥有高度的渗透性和溶解性,因此在化学反应中非常实用。
超临界流体技术的特点是,其物理化学性质可随反应条件改变而改变,确实可以满足不同化学反应的条件需求,因此可以在大多数情况下替代传统的溶剂反应。
超临界流体技术被广泛应用在了许多领域,如化工、环保、食品、制药和材料等领域。
本文将重点介绍其在化工反应中的应用。
超临界反应器的效果超临界反应器是指在超临界条件下进行化学反应的反应器。
由于其反应环境与溶剂之间是连通的,因而能在反应器内实现气-液,液-液等多相的反应。
与传统的溶剂催化反应相比,超临界流体催化反应可以在温和条件下,实现高效反应,特别是对一些水难溶性物质的反应过程中,具有敏捷快速的优势。
超临界流体技术的一大优点是其溶解性能的高度可调节性。
溶解性极高的超临界流体可以模拟气相反应,缩短反应时间,减少副产物的生成。
而溶解性较弱的超临界流体可以模拟常规溶剂,提高反应物质的密度,增加活性中心的浓度和反应速率。
此外,超临界反应器还具有反应效率高、反应温度低、催化活性高等优点,也能够克服传统反应器容易造成传质阻力大等不利因素,从而大大提高了反应器的反应效率。
超临界萃取的适用性在理论上,超临界流体技术除了可以用于反应器中的催化反应,还可以用于分离提取反应物和产物。
采用超临界萃取技术,比如二氧化碳超临界萃取技术,可以实现固体、液体、气体等物质之间的相互提取。
超临界流体在化学反应中的应用研究
超临界流体在化学反应中的应用研究近年来,超临界流体在化学领域中的应用研究引起了广泛的关注。
超临界流体是指在临界点以上的温度和压力条件下,流体的物理性质发生显著变化,表现出介于气体和液体之间的特性。
由于其独特的性质,超临界流体在化学反应中具有广泛的应用前景。
首先,超临界流体在催化反应中的应用备受关注。
传统的催化反应通常在液相或气相中进行,但这种条件下催化剂的活性和选择性往往受到限制。
而超临界流体具有较高的溶解度和扩散性,可以提供更好的反应环境。
此外,超临界流体还可以调节反应的温度和压力,提高催化剂的活性和选择性。
因此,通过在超临界流体中进行催化反应,可以实现更高效、更绿色的化学转化。
其次,超临界流体在有机合成中的应用也取得了显著的进展。
有机合成通常需要使用有机溶剂,但传统的有机溶剂往往对环境造成污染,并且难以回收利用。
而超临界流体具有较低的粘度和较高的扩散性,可以作为理想的替代溶剂。
此外,超临界流体还可以提供较好的反应条件,促进反应的进行。
因此,利用超临界流体作为溶剂,在有机合成中实现高效、环境友好的反应已成为研究的热点。
另外,超临界流体在材料科学中的应用也具有广阔的前景。
材料的制备过程通常需要通过溶剂来控制反应的进行,而传统的有机溶剂往往对材料的结构和性能产生影响。
而超临界流体具有较低的表面张力和较高的扩散性,可以提供更好的溶剂环境,有利于材料的均匀生长和组装。
此外,超临界流体还可以通过调节温度和压力来控制材料的形貌和结构。
因此,利用超临界流体在材料制备中实现精确控制的研究已成为材料科学的热点领域。
此外,超临界流体在环境保护和能源领域中也具有重要的应用价值。
传统的化学反应通常需要使用大量的溶剂和能量,对环境造成严重污染,并且浪费资源。
而超临界流体具有较高的溶解度和较低的粘度,可以减少溶剂的使用量和能量的消耗。
此外,超临界流体还可以实现废物的回收和再利用,减少对环境的影响。
因此,利用超临界流体开展环境友好的化学反应和能源转化已成为研究的热点。
超临界流体物化小论文(钧杰)
范氏方程式的p—V等温线的探究祝钧杰摘要范氏方程向我们阐明了压力产生的实质,随着科学的不断进步,范氏方程的各种变形式被人们研究和证实,比较常见的有过饱和蒸汽不液化、过热水和超零界流体的现象。
这些理论不断影响我们的生活,同时也被广泛的应用于工业化生产,生物医疗。
关键字范氏方程云雾室过热水灭菌超零界流体前言课程中讲述的范氏方程的p—V等温线阐述了过饱和蒸汽不液化、过热水和超零界流体的现象。
而这些现象的具体成因和产生条件我们却依旧一知半解。
因此经过查阅资料深入理解了过热水等现象的产生条件,现象,及应用。
正文由范氏方程可以看出此式为体积的三次方程式,因此每一p值带入上式应得到三个Vm,有三种情况。
(1)一个实数根两个虚根(2)三个数值不同的实根(3)三个相等的实根。
于是可以依据范氏方程画出p—V 等温线。
如图1图1其中当T2<Tc时V点在1的左侧不断向1靠近,到达1点时本应该蒸发,但当液体在无尘无电荷的情况下可以继续以液态形式存在,而不蒸发,这时会形成过热液体,最常见的就是过热水。
过热水有利有弊,一方面工业生产中过热水容易剧烈汽化引起爆炸,另一方面过热水被用于杀菌效果优于蒸汽灭菌。
因为高温对微生物有明显的致死作用,不同类型的微生物对高温的抵抗力不同,当环境温度超过微生物生长的最高温度范围时,微生物很容易死亡;超过的温度越多,或在高温条件下灭菌时间越长,微生物死亡的越快。
过热水灭菌是一种典型的热力灭菌法,其原理是利用高温高压的过热水进行灭菌处理,可杀灭一切微生物,包括细菌繁殖体、真菌、原虫、藻类、病毒和抵抗力更强的细菌芽孢。
与纯蒸汽灭菌一样,过热水灭菌可引起细胞膜的结构变化、酶钝化以及蛋白质凝固,从而使细胞发生死亡。
注射用水储存与分配系统的过热水灭菌程序主要分为4个阶段:(a)注水阶段:在罐体内注入一定体积的注射用水,一般以30%~40%罐体液位为宜;(b)加热阶段:启动循环系统,利用双板管式换热器将储存与分配系统中的注射用水从80℃加热到121℃;(c)灭菌阶段:121℃温度下维持30min,并确保罐体温度、回水管网温度和呼吸器灭菌温度均需达到121℃才能开始计时;(d)冷却阶段:开启冷却水控制程序,循环注射用水按预定速度降温至设定温度。
超临界流体在化学反应中的应用
超临界流体在化学反应中的应用化工0808 200811215 文杰超临界流体的概念: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的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,故称之为SCF。
这种流体(SCF)兼有气液两重性的特点,它既有与气体相当的高渗透能力和低的粘度,又兼有与液体相近的密度和对许多物质优良的溶解能力。
超临界流体化学反应中的特点这与常规介质比较,超临界流体的扩散系数高,粘度和表面张力低,传质速度快,有利于反应速率的提高。
超临界流体能与气体混溶,消除了气液界面,可以加快反应的速率。
超临界流体不仅可以作为反应的介质,而且可以作为反应产物的萃取分离剂,因而有可能将反应与分离结合起来,具有广阔的工业应用前景。
在多相催化中,超临界流体可以防止毒物在催化剂表面积累,从而延长催化剂的使用寿命。
超临界流体在化学反应中的应用将化学反应置于超临界流体中进行源于超临界流体性质的独特优点,超临界流体中的反应具有许多特点,如反应速率、产率、选择性等可用压力调节,可将非均相反应变成均相反应,改善非均相反应的传质速度,用环境友好溶剂取代有害溶剂,可将化学反应与分离过程结合起来等。
1)加氢反应在超临界加氢反应中,由于H2能混溶在超临界相中从而消除了从气相到超临界相的传质阻力,因此在超临界流体中进行加氢反应具有很大的优越性。
2)超临界异构化反应,一般说来,在常用溶剂中异构化产物主要是反式产物且在低压气相反应中初始顺反产率比不受温度的影响。
但在超临界相中由于空间位阻和中间产物易从催化剂表面脱附,顺式成为主要产物,并且顺反比随压力的增加而增加。
3)氢甲酰化反应烯烃的氢甲酰化反应对于有机合成具有重要意义,它可以将烯烃转化为醛或酮等重要有机化合物。
研究发现烯烃氢甲酰化反应控制步骤是加氢步骤,因此若将氢甲酰化反应置于超临界相中进行则可提高反应速率。
研究还发现丙烯的氢甲酰反应在SCCO2中比在烃类溶剂中目的产物的选择性高。
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范氏方程式的p—V等温线的探究
祝钧杰
摘要
范氏方程向我们阐明了压力产生的实质,随着科学的不断进步,范氏方程的各种变形式被人们研究和证实,比较常见的有过饱和蒸汽不液化、过热水和超零界流体的现象。
这些理论不断影响我们的生活,同时也被广泛的应用于工业化生产,生物医疗。
关键字
范氏方程云雾室过热水灭菌超零界流体
前言
课程中讲述的范氏方程的p—V等温线阐述了过饱和蒸汽不液化、过热水和超零界流体的现象。
而这些现象的具体成因和产生条件我们却依旧一知半解。
因此经过查阅资料深入理解了过热水等现象的产生条件,现象,及应用。
正文
由范氏方程可以看出此式为体积的三次方程式,因此每一p值带入上式应得到三个Vm,有三种情况。
(1)一个实数根两个虚根(2)三个数值不同的实根(3)三个相等的实根。
于是可以依据范氏方程画出p—V 等温线。
如图1
图1
其中当T2<Tc时V点在1的左侧不断向1靠近,到达1点时本应该蒸发,但当液体在无尘无电荷的情况下可以继续以液态形式存在,而不蒸发,这时会形成过热液体,最常见的就是过热水。
过热水有利有弊,一方面工业生产中过热水容易剧烈汽化引起爆炸,另一方面过热水被用于杀菌效果优于蒸汽灭菌。
因为高温对微生物有明显的致死作用,不同类型的微生物对高温的抵抗力不同,当环境温度超过微生物生长的最高温度范围时,微生物很容易死亡;超过的温度越多,或在高温条件下灭菌时间越长,微生物死亡的越快。
过热水灭菌是一种典型的热力灭菌法,其原理是利用高温高压的过热水进行灭菌处理,可杀灭一切微生物,包括细菌繁殖体、真菌、原虫、藻类、病毒和抵抗力更强的细菌芽孢。
与纯蒸汽灭菌一样,过热水灭菌可引起细胞膜的结构变化、酶钝化以及蛋白质凝固,从而
使细胞发生死亡。
注射用水储存与分配系统的过热水灭菌程序主要分为4个阶段:
(a)注水阶段:在罐体内注入一定体积的注射用水,一般以30%~40%罐体液位为宜;
(b)加热阶段:启动循环系统,利用双板管式换热器将储存与分配系统中的注射用水从80℃加热到121℃;
(c)灭菌阶段:121℃温度下维持30min,并确保罐体温度、回水管网温度和呼吸器灭菌温度均需达到121℃才能开始计时;
(d)冷却阶段:开启冷却水控制程序,循环注射用水按预定速度降温至设定温度。
与纯蒸汽灭菌相比,过热水灭菌有如下优点:采用工业蒸汽为热源,无需另外制备纯蒸汽;灭菌过程中,无需考虑最低点冷凝水的排放问题,高压过热水循环流经整个系统,不会发生冷凝水排放不及时引起的灭菌死角;采用注射用水系统已有的维持80℃高温循环用双板管式换热器进行系统升温,节省项目投资且操作非常方便;过热水灭菌时,注射用水罐体内气相为高压饱和纯蒸汽,可有效实现注射用水储罐呼吸器的在线灭菌。
其中当T2<Tc时V点在5的右侧不断向5靠近,按理说在5点处开始有液体凝结,然而如果气体在无尘无电荷的情况下可以继续以蒸汽状态存在。
这时的气体极不稳定。
利用此原理人们研究宇宙射线与放射性元素放射的带电粒子。
最具有代表性的就是Wilson云雾室。
威尔逊研究云雾中的光学现象,在1895年,他设计了一套设备,使水蒸气冷凝来形成云雾。
当时普遍认为,要使水蒸气凝结,每颗雾珠必须有一个尘埃为核心。
威尔逊发现:潮湿而无尘的空气膨胀时出现水滴。
他认为这可能是水蒸气以大气中导电离子为核心而凝聚的结果。
后美国物理学家康普顿利用威尔逊发明的云雾室成功得观察到了光子与电子碰撞。
布莱克特对威尔逊云室作了重要改进,将盖革计数器与云室联合运用,云室的记录改由其上方的盖革计数器检测到粒子而启动,几乎每张得到的照片都包含着引人入胜的事物,为云室在近代物理研究中的应用翻开了崭新的一页。
云室实验很快表明,电子携带的能量高达10亿电子伏,比以往所知来自放射性的电子的能量要大1000倍。
布莱克特改进威尔逊云室方法及在核物理和宇宙线领域的发现,使他获得了1948年诺贝尔物理学奖。
威尔逊云雾室是历史上最早建造的粒子径迹探测器,它对粒子物理学的发展起过重大作用,正电子、μ子、K0介子等都是通过拍摄它们在云雾室中的径迹而发现的。
为超临界流体是指处于温度超过临界温度而不论其压力和密度是否超过临界值状态的流体。
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。
现代超零界流体应用广泛如超临界流体萃取、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。
很多物质都有超临界流体区,但由于CO2的临界温度比较低(31.06℃),临界压力也不高(7.38MPa),且无毒,无臭,无公害,所以在实际操作中常使用CO2超临界流体。
如用超临界CO2从咖啡豆中除去咖啡因,从烟草中脱除尼古丁,从大豆或玉米胚芽中分离甘油酯,对花生油、棕榈油、大豆油脱臭等。
又例如从红花中提取红花甙及红花醌甙(它们是治疗高血压和肝病的有效成分),从月见草中提取月见草油(它们对心血管病有良好的疗效)等。
使用超临界技术的唯一缺点是涉
及高压系统,大规模使用时其工艺过程和技术的要求高,设备费用也大。
但由于它优点甚多,仍受到重视。
超临界流体密度很大,具有溶解性能。
在恒温变压或恒压变温时,体积变化很大,改变了溶解性能,故可用于提取某些物质,这种技术称为超临界流体萃取。
在超临界水中,易溶有氧气,可使氧化反应加快,可将不易分解的有机废物快速氧化分解,是一种绿色的“焚化炉”。
由于超临界流有密度大且粘稠度小的特点,可将天然气转化为超临界态后在管道中运送,这样既可以节省动力,又可以增加运输速率。
超临界二氧化碳具有低粘稠度、高扩散性、易溶解多种物质、且无毒无害,可用于清洗各种精密仪器,亦可代替干洗所用的氯氟碳化合物,以及处理被污染的土壤。
超临界二氧化碳可轻易穿过细菌的细胞壁,在其内部引起剧烈的氧化反应,杀死细菌。
利用超临界流体进行萃取.将萃取原料装入萃取釜。
采用二氧化碳做为超临界溶剂。
二氧化碳气体经热交换器冷凝成液体,用加压泵把压力提升到工艺过程所需的压力(应高于二氧化碳的临界压力),同时调节温度,使其成为超临界二氧化碳流体。
二氧化碳流体作为溶剂从萃取釜底部进入,与被萃取物料充分接触,选择性溶解出所需的化学成分。
通过查阅书籍和资料我深入了解了范氏方程的实际意义,以及由范氏方程变形求根后做得p—V等温曲线的各个点所表示物理状态,明白了过饱和蒸汽不液化和过热水不蒸发的原因都是相组分中没有灰尘或者没有电荷的影响因此不宜发生相变,但是其状态不稳定,在工业生产中会有一定程度的危险。
为了避免过热水带来的危险我有以下几个想法:
1.加装温度检测装置,温度过高时停止加热,防止过热水的产生。
2.温度传感装置控制减压阀。
温度过高时适当减压放出部分压力避免爆炸。
3.在加热液体的炉体内给予微量电荷,使得液体在其正常沸点保持沸腾,
避免过热液体的出现。
参考文献
中国科学院高能物理研究所.2010-04-15[引用日期2015-02-27]
方贵银.《蓄冷空调工程实用新技术》,北京人民邮电出版社2000.5 pp.53~55
《中国大百科全书》总编委会.《中国大百科全书》:《中国大百科全书》出版社,2009。