超临界CO2催化氧化反应

超临பைடு நூலகம்流体简述
在T>Tc和P>Pc区域内， 气体、液体变得不可 区分，形成的一种特 殊的流体，称为超临 界流体。
物质的P-V-T 相图
超临界流体简述
目前研究较多的就是超临界二氧化碳流体（scCO2）,这 是一种完全不同于传统的有机溶剂。具有无毒、不燃烧、 对大部分物质不反应、廉价等优点。 在超临界状态下，CO2流体兼有气液两相的双重特点，既 具有与气体相当的高扩散和低粘度大，又具有与液体相近 的密度和物质良好的溶解能力。
scCO2中烯烃的氧化反应
Eckert等研究发现：由于存在一定量的压缩CO2流体可以溶 解于水中形成碳酸，在碱存在下，两相混合物CO2/H2O2在水 相中会形成过碳酸氢盐。
scCO2中烯烃的氧化反应
然后过碳酸氢盐再对环己烯进行环氧化反应，
在温度313K，压力12MPa时，当加入一定量的 NaHCO3后（无其他任何添加剂），环氧化物 的产率从0.02mol %增加到1.6mol %。
应用实例
该公司专利摘录——《年产三万吨超临界多元流体精制 稻米过程设计及其装备开发》 为了解决国外超临界CO2精制3万吨难以快速达到国内 外政府部门对糙米中允许农药残留量及重金属含量不断 升级的高标准与严格要求等问题，特开发超临界多元流 体过程设计及其装备技术。
发展前景
食品工业：例如
植物色素和天然 香味成分的提取、 发酵酒精的浓缩；
超临界CO2催化氧化反应
主要内容

超临界流体简述 scCO2中的氧化反应 应用实例 发展前景
超临界流体简述
自1869年安德鲁斯发现临界点至今已有100多年的历史， 然而超临界流体的开发研究的蓬勃发展只是近30年的事。 何谓超临界？ 高于临界温度（Tc）临界压力(Pc)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 相近，以至于无法分辨，所以称之为SCF。
在化学反应、聚合物合成改性、医药、纺织、
纳米技术及生物工程等方面， scCO2以其优良 的特性和完全的绿色生产赢得了人们的肯定。 超临界流体技术与现有的各种技术相结合必将 展现出其独特的巨大优势。
整体而言，超临界流体技术，将持续的在不同
的领域中，将可由食品到药品以至于化学品和 工业化产品的生产应用。此技术虽然不是万能
化妆品工业：鱼
油中的高级脂肪 酸的提取、化妆 品原料的提取等；
发展前景
化学工业：纤维染
色技术、原油的回 收、润滑油的再生 等；
医学工业：生物活
性物质和天然药物 提取、从大豆中提 取大豆磷脂等。
发展前景
近20 年来，scCO2作为一种新型溶剂或介质，
由于自身的独特优势和性质而备受人们的重视， 成为目前研究和发展的活跃领域。
scCO2中的氧化反应
超临界CO2是催化氧化反应的理想反应介质，传统的催化 氧化反应往往在卤代烃、芳香烃类等有机溶剂体系中进行 的,这些有机溶剂对人类健康和自然环境带来很大的危害。 如果选择scCO2作为氧化反应的溶剂，其自身不会发生反 应而产生副产物，从而得到清洁的产物。
scCO2中烯烃的氧化反应
有关烯烃最重要的工业氧化过程之一就是丙烯 的环氧化。传统的环氧丙烷主要由氯代醇（由 次氯酸和丙烯得到）和碱反应产生环氧丙烷和
盐，该过程中生成了大量的废弃物。
利用过氧化氢和烯烃也可以直接合成环氧化合物。已知过 氧化氢可以在碱性条件下与碳酸氢盐反应形成过碳酸氢根 离子，然后再与烯烃反应生成环氧化物。
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scCO2中烯烃的氧化反应
在这个反应体系中，使用液态CO2作为溶剂对于以H2O2作 为氧化剂的合成反应所具有的优势：除了安全、绿色、传 质阻力小的优势外，CO2/H2O2两相体系的pH值在2.85左右， 这正好处于H2O2的稳定区间（pH=2~4）有利于反应很好的 进行。
应用实例
杜邦（Du Pont）公司氟产品分部采用超临界CO2技术工业 化生产特氟龙（Teflon）聚合物，该法可替代传统的水法聚 合。 超临界CO2工艺优于水法工艺，CO2溶剂易于从产品中回 收，并循环使用，同时可得到干燥的产品。用超临界CO2技 术生产的氟聚合物具有良好的物理性质。包括热稳定性、 光学性能和高纯度。