超临界流体技术原理及应用

〈〈超临界流体技术原理及应用〉〉教学大纲

课程名称：超临界流体技术原理及应用

课程英文名称：Supercritical Fluid Technology-Principles and practices

课内学时：32 课程学分：2

课程性质：选修课开课学期：每学年第二学期

教学方式：课堂讲授考核方式（考试/考查）：考试

大纲执笔人：赵锁奇主讲教师：赵锁奇

师资队伍：赵锁奇、许志明、孙学文

一、课程内容简介

讲授超临界流体技术的基本热力学原理，分析超临界流体萃取、超临界流体在材料制备及超临界流体中化学反应等领域中的各种现象及规律，介绍超临界流体技术的发展动向。

二、课程目的与要求

掌握超临界流体技术的基本热力学原理，并运用这些原理分析超临界流体萃取，超临界流体在材料制备及超临界流体超临界流体中化学反应等领域中的各种现象，并能灵活运用解决实际问题。了解超临界流体技术的发展动向。

学习本课程后，应达到以下基本要求：

1.掌握超临界流体的高压流体相平衡基本行为规律。

2.掌握超临界流体萃取的热力学和传递因素对萃取过程的影响规律。

3.掌握超临界流体中均相及非均相化学反应的特性。

4.掌握超临界流体技术在材料制备中几种基本过程的热力学原理

5.了解超临界流体技术在天然物质萃取，化学反应，印染、材料制备及半导体清洗等方面的应用。

三、教学内容及学时安排

绪论（2学时）

介绍超临界流体基本概念，超临界流体技术的起源发展及现状，超临界流体的参考书及信息源；讲解课程重点内容纲要

第一章纯流体近临界相行为及物理化学性质（2学时）

讲解纯流体相图及临界点的定义和临界参数与分子结构关系，纯流体的临界性质及临界参数的估算方法，临界点的经典和非经典描述，纯流体的传递性质。

第二章超临界流体混合物相行为（4学时）

讲授混合物的临界点热力学判据，详细分析含超临界流体的二元系六类高压流体相特性及其间的变化规律，对超临界流体萃取的指导意义，讲授三元系相图的热

力学描述及其应用。

第三章超临界流体相平衡实验技术及原理（2学时）

重点讲述测定含超临界流体的高压流体相平衡动态实验法、静态实验法和超临界流体色谱方法的原理及适用范围，并介绍典型的超临界流体相平衡研究结果。

第四章超临界流体相平衡模型(4学时)

重点讲述超临界流体相平衡的热力学描述方法，包括经验方程及增强因子、缔合理论、状态方程模型、膨胀液体模型、计算机模拟以及超临界溶液的统计热力学及分子热力学。

第五章超临界流体萃取技术及应用（4学时）

讲解超临界流体基本萃取过程所对应的热力学原理，介绍超临界流体萃取的早期应用和近期应用研究开发，重点介绍超临界流体萃取在天然物质萃取剂及在重质油分离领域的应用。

第六章超临界流体色谱原理及其应用（2学时）

讲解超临界流体色谱基本原理，介绍超临界色谱在分析中的应用领域，超临界流体制备色谱的应用，超临界流体色谱在偏摩尔物化性质测定和扩散系数测定中的应用

第七章超临界流体在材料科学中的应用（2学时）

讲解超临界流体干燥技术在材料制备原理，介绍超临界流体在清洗中的应用，重点讲解超临界流体RESS过程和超临界流体反溶剂过程在材料科学及工程中的应用所涉及的原理、影响因素和描述方法。

第八章超临界流体染色（2学时）

超临界流体染色的基本原理，染色过程的主要控制因素分析，放大研究实例介绍。

第九章超临界流体中的化学反应（4学时）

讲解超临界流体中化学反应特点，热力学因素特别是压力对反应平衡及速度的影响规律及解释，解说超临界流体非均相催化反应和超临界流体均相反应的特点，潮流界流体反应分离耦合特点，并举例说明应用前景。

第十章超临界流体技术工业放大规律及组合工艺（2学时）

讲解超临界溶液粘度、热导及扩散系数的变化规律及模型，超临界流体技术应用中的放大规律研究，超临界流体分离组合工艺，中国石油大学超临界流体技术研究及应用。

第十一章超临界流体技术文献阅读报告（2学时）

每个学生选定一个超临界流体技术方向，在充分进行文献调研的基础上讨论超临界流体技术前沿进展。

四、教材及主要参考书：

1.《超临界流体技术-原理和应用》，朱自强编著，化学工业出版社，2000年3月

2. 《超临界流体科学与技术》，韩布兴等编著，中国石化出版社，2005年

3. 《Supercritical fluid extraction- principles and practice》Mark A. Mchugh ，van Krukonis, Butterworth Heinemann，1994