超临界萃取法.
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
作有一定的危险性，而且成本较高，所以限制其广泛应用。
为什么选择CO2超临界流体作为萃取剂
（i）临界温度低（31.3°C）适于分析热不稳定性样品 （ii）无毒，对人体无害，易纯化获得高纯度，可达
99.999%。 （iii）CO2 隋性气体，适于多种检测器,并在190 nm以上
无紫外吸收。 （iv）有相当极性，选择性好，能溶解大部分非极 性，
2、基本原理
超临界流体萃取分离过程的原理是利用超临界流体的溶 解能力与其密度的关系，即利用压力和温度对超临界流 体溶解能力的影响而进行的。在超临界状态下，将超临 界流体与待分离的物质接触，使其有选择性地把极性大 小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取出来。当然 ，对应各压力范围所得到的萃取物不可能是单一的，但 可以控制条件得到最佳比例的混合成分，然后借助减压 、升温的方法使超临界流体变成普通气体，被萃取物质 则完全或基本析出，从而达到分离提纯的目的，所以超 临界流体萃取过程是由萃取和分离组合而成的。
超临界萃取技术特点
CO好 低2是，一同种时不，活CO泼2的价气格体便，宜萃，取纯过度程高不，发容生易化取学得反，应所,以安成全本性较 压力和温度都可以成为调节萃取过程的参数。通过改变温度或
压力达到萃取目的。因此工艺简单易掌握，而且萃取速度 快。
超临界流体提取装置较复杂，不适合分析水样，且在高压下操
1、概述
超临界流体：在高于临界压力与临界 温度时，物质的一种状态。它们的物 理性质介于液体和气体之间。
超临界流体萃取(Supercritical Fluid Extraction, SFE)是用超临界流体作为 萃取剂进行萃取的一种技术。由于超 临界流体有好的溶解力和扩散系数， 容易渗透到固体的孔隙中，快速进行 两相平衡交换大大提高萃取效率和速 度，成为样品预处理与各种色谱方法 联用的重要手段。
中强极性样品。 （v）价格便宜。 缺点为极性太弱，对极性化合物溶解力差。
水：23.5 各种具有液 体密度的压 缩气体与液 体的溶剂力 比较分度表
2．SFE优点
（1）快速
由于萃取过程的动力学可知，传质阻力最终决定萃取的速度。
超临界流体的密度是气体的100－1000倍，和液体相近。因此， 它具有和液体相似的溶剂力。扩散系数是液体的10－100倍，使 得其对基体有很强的穿透能力。因此，溶质的传质阻力较小， 可以获得快速高效的分离，通常仅需10－60分即可完成。
（4）易于在线联用，实现自动化. 超临界流体萃取与 其它分析方法联用，消除了样品可能发生的损失、 降解和污染，而可以缩短分析时间。
超临界萃取基本原理
萃取 选择性萃取
分离提纯
基本原理
扩 通散 过改力体变超系系 扩T临压数 散、界力大 、P流增可， 溶体加改粘解随 而变度、着 极溶小分密 性解闭 增能 配大等，利作用用程序升压可将
改变体不系同温极度性或的压成分力进，行使分被 萃取部的提分取析。物析出，达到 提取和分离的目的。
萃取 + 富集
3、超临界萃取技术特点
可以在接近室温(35-40℃)及CO2气体笼罩下进行提取，有效 地防止了热敏性物质的氧化和逸散；
不用有机溶剂, 防止了提取过程对人体的毒害和对环境的污染, 是100%的纯天然；（环境友好）
萃取和分离合二为一，压力下降能使CO2与萃取物迅速成为两 相（气液分离）而立即分开，不仅萃取效率高而且能耗较 少，节约成本；
2、基本原理
① 超临界流体萃取分离法是利用超临界流体做萃取剂 在两相之间进行的一种萃取方法。
② 超临界流体是介于气液之间的一种物态，它只能在 物质的温度和压力超过临界点时才能存在。
③ 超临界流体的密度大，与液体相仿，所以它与溶质 分子的作用力很强，很容易溶解其他物质。
④ 另一方面，它的粘度较小，接近气体，传质速率很 高；加上表面张力小，容易渗透固体颗粒，保持较 大的流速，使萃取过程在高效、快速、经济的条件 下完成。
70年代，SFE工作的中心逐渐转移到食品工业中，建立 从天然产品中提取有效成分或脱除有害物质的工 艺流程，其中包括对咖啡、茶、烟草和香料的 SFE。
80年代，发展迅速，成为分析化学中一种新的样品制备 手段。
90年代，对各种环境中微量污染物的萃取成为SFE应用 的热点。
21世纪，SFE在环境分析、食品分析与安全、手性药物 分析等发挥着重要作用。
1955年，Todd和Elgihj研究了脂肪酸和高分子醇在超临界 乙烯中百度文库溶解性和相平衡，提出可以利用超临界 密度的改变对组分进行萃取的观点。
50年代，美国的Kerr－McGee精炼公司发展了一种渣油 的超临界流体萃取过程。
1962年，开始用于分析，建立超临界流体色谱（SFC）
超临界流体萃取发展简史
多环芳烃 杀虫剂 蜡 脂肪 烷烃
SFE vs. Soxhlet Extraction (per extraction)
15minutes
24 hours
15minutes
24 hours
45minutes
16 hours
10-40minutes
7 hours
15minutes
48 hours
（2）萃取过程易于控制并具有选择性 温度恒定，压力降低：萃取倾向于弱极性的分析物；
超临界萃取分离法
(Supercritical Fluid Extraction, SFE)
超临界流体萃取发展简史
1887年，Hannary和Hogarth首次报道了超临界乙醇溶解 金属卤化物的现象。
1943年，Messmore首次提出利用压缩气体的溶解力作为 分离过程基础，从而才发展出一种新的分离方法 —SFE法。
压力升高：萃取倾向于强极性和高分子量的分析物
压力和温度的较小变化都会使其密度（溶剂力）有很大 变化。所以通过改变萃取压力和萃取温度，可改变SFs的 溶剂力，从而实现对特定组分的萃取。这个特性还允许 我们在不同的压力下萃取一个复杂样品，从而实现选择 性萃取。
（3）后处理简单，即萃取物易于和二氧化碳分离 溶剂萃取在分析痕量有机物时需要浓缩，这样费时，而且 还会引起挥发性物质的损失。反之，一些SFs在室温时是 气体（如CO2），浓缩步骤可以大大简化。
为什么选择CO2超临界流体作为萃取剂
（i）临界温度低（31.3°C）适于分析热不稳定性样品 （ii）无毒，对人体无害，易纯化获得高纯度，可达
99.999%。 （iii）CO2 隋性气体，适于多种检测器,并在190 nm以上
无紫外吸收。 （iv）有相当极性，选择性好，能溶解大部分非极 性，
2、基本原理
超临界流体萃取分离过程的原理是利用超临界流体的溶 解能力与其密度的关系，即利用压力和温度对超临界流 体溶解能力的影响而进行的。在超临界状态下，将超临 界流体与待分离的物质接触，使其有选择性地把极性大 小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取出来。当然 ，对应各压力范围所得到的萃取物不可能是单一的，但 可以控制条件得到最佳比例的混合成分，然后借助减压 、升温的方法使超临界流体变成普通气体，被萃取物质 则完全或基本析出，从而达到分离提纯的目的，所以超 临界流体萃取过程是由萃取和分离组合而成的。
超临界萃取技术特点
CO好 低2是，一同种时不，活CO泼2的价气格体便，宜萃，取纯过度程高不，发容生易化取学得反，应所,以安成全本性较 压力和温度都可以成为调节萃取过程的参数。通过改变温度或
压力达到萃取目的。因此工艺简单易掌握，而且萃取速度 快。
超临界流体提取装置较复杂，不适合分析水样，且在高压下操
1、概述
超临界流体：在高于临界压力与临界 温度时，物质的一种状态。它们的物 理性质介于液体和气体之间。
超临界流体萃取(Supercritical Fluid Extraction, SFE)是用超临界流体作为 萃取剂进行萃取的一种技术。由于超 临界流体有好的溶解力和扩散系数， 容易渗透到固体的孔隙中，快速进行 两相平衡交换大大提高萃取效率和速 度，成为样品预处理与各种色谱方法 联用的重要手段。
中强极性样品。 （v）价格便宜。 缺点为极性太弱，对极性化合物溶解力差。
水：23.5 各种具有液 体密度的压 缩气体与液 体的溶剂力 比较分度表
2．SFE优点
（1）快速
由于萃取过程的动力学可知，传质阻力最终决定萃取的速度。
超临界流体的密度是气体的100－1000倍，和液体相近。因此， 它具有和液体相似的溶剂力。扩散系数是液体的10－100倍，使 得其对基体有很强的穿透能力。因此，溶质的传质阻力较小， 可以获得快速高效的分离，通常仅需10－60分即可完成。
（4）易于在线联用，实现自动化. 超临界流体萃取与 其它分析方法联用，消除了样品可能发生的损失、 降解和污染，而可以缩短分析时间。
超临界萃取基本原理
萃取 选择性萃取
分离提纯
基本原理
扩 通散 过改力体变超系系 扩T临压数 散、界力大 、P流增可， 溶体加改粘解随 而变度、着 极溶小分密 性解闭 增能 配大等，利作用用程序升压可将
改变体不系同温极度性或的压成分力进，行使分被 萃取部的提分取析。物析出，达到 提取和分离的目的。
萃取 + 富集
3、超临界萃取技术特点
可以在接近室温(35-40℃)及CO2气体笼罩下进行提取，有效 地防止了热敏性物质的氧化和逸散；
不用有机溶剂, 防止了提取过程对人体的毒害和对环境的污染, 是100%的纯天然；（环境友好）
萃取和分离合二为一，压力下降能使CO2与萃取物迅速成为两 相（气液分离）而立即分开，不仅萃取效率高而且能耗较 少，节约成本；
2、基本原理
① 超临界流体萃取分离法是利用超临界流体做萃取剂 在两相之间进行的一种萃取方法。
② 超临界流体是介于气液之间的一种物态，它只能在 物质的温度和压力超过临界点时才能存在。
③ 超临界流体的密度大，与液体相仿，所以它与溶质 分子的作用力很强，很容易溶解其他物质。
④ 另一方面，它的粘度较小，接近气体，传质速率很 高；加上表面张力小，容易渗透固体颗粒，保持较 大的流速，使萃取过程在高效、快速、经济的条件 下完成。
70年代，SFE工作的中心逐渐转移到食品工业中，建立 从天然产品中提取有效成分或脱除有害物质的工 艺流程，其中包括对咖啡、茶、烟草和香料的 SFE。
80年代，发展迅速，成为分析化学中一种新的样品制备 手段。
90年代，对各种环境中微量污染物的萃取成为SFE应用 的热点。
21世纪，SFE在环境分析、食品分析与安全、手性药物 分析等发挥着重要作用。
1955年，Todd和Elgihj研究了脂肪酸和高分子醇在超临界 乙烯中百度文库溶解性和相平衡，提出可以利用超临界 密度的改变对组分进行萃取的观点。
50年代，美国的Kerr－McGee精炼公司发展了一种渣油 的超临界流体萃取过程。
1962年，开始用于分析，建立超临界流体色谱（SFC）
超临界流体萃取发展简史
多环芳烃 杀虫剂 蜡 脂肪 烷烃
SFE vs. Soxhlet Extraction (per extraction)
15minutes
24 hours
15minutes
24 hours
45minutes
16 hours
10-40minutes
7 hours
15minutes
48 hours
（2）萃取过程易于控制并具有选择性 温度恒定，压力降低：萃取倾向于弱极性的分析物；
超临界萃取分离法
(Supercritical Fluid Extraction, SFE)
超临界流体萃取发展简史
1887年，Hannary和Hogarth首次报道了超临界乙醇溶解 金属卤化物的现象。
1943年，Messmore首次提出利用压缩气体的溶解力作为 分离过程基础，从而才发展出一种新的分离方法 —SFE法。
压力升高：萃取倾向于强极性和高分子量的分析物
压力和温度的较小变化都会使其密度（溶剂力）有很大 变化。所以通过改变萃取压力和萃取温度，可改变SFs的 溶剂力，从而实现对特定组分的萃取。这个特性还允许 我们在不同的压力下萃取一个复杂样品，从而实现选择 性萃取。
（3）后处理简单，即萃取物易于和二氧化碳分离 溶剂萃取在分析痕量有机物时需要浓缩，这样费时，而且 还会引起挥发性物质的损失。反之，一些SFs在室温时是 气体（如CO2），浓缩步骤可以大大简化。