超临界流体

超临界流体
首先大家对于“超临界流体”这一词感到很陌生。

书本上的解释是：超临界流体是指温度、压力高于临界温度T c 和临界压力p c的流体。

这种超临界流体既不是气体也不是液体，但它同时具有气体和液体的某些性质。

特别是超临界流体具有溶解许多物质的能力，而且，具有省能省资源的优点，并避免了通常采用有机溶剂所带来的污染环境问题。

正是这一特点，在近30年，以超临界流体作为萃取剂的新分离技术，被用于是有、医学、化工、食品、香料等方面。

[1]
在自然条件下超临界流体极难形成。

只有在海底火山和某些行星的大气存在。

海底火山在海底的共同特点。

有些人是活跃，在浅水中，披露其存在的爆破蒸汽和岩石碎片高高在上的海面。

从以上的水的重量，防止爆炸释放的蒸汽和气体的巨大压力，许多人趴在这么大的深度。

这会导致水被加热到超过375摄氏度，将水的通风口在最热的部分自这个深度超过3公里处的压力是超过300个大气压，以及需要在218个大气压以上成为超临界流体。

金星的大气层是96.5％，二氧化碳和3.5％的氮。

的表面压力为9.3兆帕（93巴）和表面温度为735 K 时，上述的两个主要成分，使表面气氛的超临界流体的临界点。

太阳系的气体巨行星主要由氢和氦组成的室内环境中的温度，远远高于其临界点。

木星和土星顺利过渡到流体内部的气体外层大气，而海王星和天王星的过渡地带的性质是未知的。

用一张坚实的高压水冰在底部的太阳系外行星 55巨蟹座Ê和格利泽876ð理论模型假定的压力，超临界水的海洋。

超临界流体在如今生活中得到了广泛的运用。

超临界流体具有低粘度和高扩散系数的特点所以作为萃取剂是相对快速高效的。

提取可以通过控制介质和所提取的材料很容易通过简单的减压回收，使超临界流体返回到气相和蒸发留下没有或几乎没有溶剂残留的密度在一定程度上是有选择性的。

二氧化碳是最常见的超临界溶剂。

在咖啡豆当中脱咖啡因，啤酒工艺，植物精油的提取和药品生产等技术上得到了广泛的应用。

超临界流体应用于分解技术。

通过超临界水的生物质的气化，可以使用超临界水分解生物质可以使用这种类型的生物质气化产生的烃类燃料中使用的有效的燃烧装置，或用于在燃料电池中产生氢气。

在后者的情况下，氢产率可以是远高于由于水蒸汽重整，其中，水是一种氢提供参与者的整体反应的生物量中的氢含量。

超临界二氧化碳可用于代替的PERC（全氯乙烯），或其它不希望的溶剂的干洗。

超临界二氧化碳，有时插入到按钮，并且，当在SCD中被减压，按钮弹出，或者掰开。

洗涤剂溶于二氧化碳提高所用溶剂的溶剂化能力。

超临界流体色谱法。

可以使用超临界流体色谱（SFC）的分析的规模，它结合了许多的优点的高性能液相色谱法（HPLC）和气相色谱（GC）。

它可用于与非挥发性和热不稳定的分析物（不像GC）和可以使用普遍火焰离子化检测器（不像HPLC），以及生产窄的峰由于快速扩散。

[2]在实践中，由证监会提供的优势没有得到足够，以取代目前广泛使用的高效液相色谱法和气相色谱，但在少数情况下，如高分子量烃类手性分离和分析。

制造，高效制备的模拟移动床单位是可用的。

的最终产品的纯度非常高，但成本使得它适合仅适用于非常高价值的材料，如药品。

在化学反应中超临界流体在改变反应溶剂的条件下，可以允许产物去除，以进行反应或单相的相分离。

快速扩散加速扩散控制的反应。

下来的首选途径，例如，可以调整温度和压力的反应，以提高产量的一个特定的手性异构体。

[3]“超临界二氧化碳中的硫氧化戏剧性的压力依赖性增强非对映选择性磺化半胱氨酸衍生物”也有显着的环境效益比传统的有机溶剂。

浸渍染色的浸渍是，在本质上，提取的逆向。

的物质溶解在超临界流体中，将该溶液流过去的固体基材，并沉积在或溶解在衬底中。

染色，这是聚合物纤维如聚酯，使用分散（非离子型）染料容易地进行，这是一种特殊情况二氧化碳也溶解在许多聚合物，显着肿胀和塑化他们进一步加快扩散过程。

物质与窄粒度分布的小颗粒的形成是一个重要的过程，在制药等行业。

超临界流体提供了许多方式实现这一迅速超过饱和点的溶质通过稀释，减压或这些的组合。

这些过程发生在超临界流体中比在液体中更快，促进核或调幅分解，晶体生长，并产生非常小，并定期尺寸的颗粒。

近期的超临界流体已显示的能力，以减少颗粒5-2000纳米的范围内。

[4] 超临界流体作为新的结晶形式的API（活性药物成分）的命名为药物共结晶物的生成的新介质。

超临界流体技术提供了一个新的平台，允许单步代的粒子，是很难甚至不可能获得通过传统的技术。

提纯并干燥的新的共结晶物（结晶分子复合物，包括API和在晶格中的一个或多个构象）的产生，可以实现由于独特性能的超临界流体，通过使用不同的超临界流体的属性：超临界CO 2的溶解能力，抗溶剂效果和其雾化增强。

[5][6]
超临界干燥除去溶剂的方法的无表面张力的影响。

作为液体的干燥时，表面张力小的结构上拖动的固体内，引起变形和收缩。

超临界条件下，不存在表面张力，与超临界流体可以被删除而不失真。

超临界干燥用于制造微妙的材料，如考古样品和生物样品的电子显微镜的气凝胶和干燥。

超临界水氧化使用超临界水作为介质，在其中，以氧化危险废物，消除，燃烧可产生的有毒的燃烧产物的生产。

溶解在超临界水的废物以被氧化的产品，以及用分子氧（或氧化剂，使氧气分解时，例如，过氧化氢），在该点发生的氧化反应。

热发动机的效率是最终依赖于热源和信宿（卡诺循环）之间的温度差。

为了提高电站效率的工作温度必须提高。

使用作为工作流体的水，这需要到超临界条件下效率可提高约39％为临界操作约45％，利用现有的技术是有希望的。

超临界水的反应堆先进核能系统，提供类似的热效率提高。

二氧化碳也可用于核电厂超临界循环，类似效率的提高许多煤燃煤超临界蒸汽发生器是世界各地的运作，和传统的蒸汽发电厂的提高了工作效率。

植物油的生物柴油的转化率是通过酯基转移反应，其中甘油三酯转化为甲基酯加甘油。

这通常是使用甲醇和苛性碱或酸催化剂，但也可以使用无催化剂的超临界甲醇实现。

用于生产生物柴油的方法，使用超临界甲醇首次由萨卡和他的同事研究。

这具有的优点，允许更大的范围和水分含量的原料（特别是，使用的烹调油），产品并不需要进行洗涤，以除去催化剂，并作为一个连续的过程中更容易设计。

超临界二氧化碳用于提高成熟油田的石油恢复同时，使用“清洁煤技术”相结合提高采收率的方法与碳吸存的可能性从其他烟气CO 2分离前或燃烧后，压缩到超临界状态，并注入地质储存，可能到现有油田提高产量。

目前，只有化石CO 2分离天然气的计划，实际使用碳储存（例如， SLEIPNER气场），但也有许多计划未来CCS计划涉及前或燃烧后CO 2也有可能通过使用生物质发电和螯合的CO 2产生，以减少在大气中的CO 2的量。

超临界二氧化碳也是一个重要的新兴制冷剂，被用于新的，低碳的解决方案，为国内热泵。

用超临界二氧化碳热泵已被成功地在亚洲市场，这些系统正处于不断发展。

产品系统开发的公司，包括三菱财团，日本，发展国内高温水，小本投入的电力将热量进入系统，从周围的环境。

他们的成功，使得将来使用，在世界其他地区的可能。

参考文献：
[1]肖衍繁物理化学（环境类）2004
[2]Bart, CJ (2005). 巴特，CJ（2005年）。

第4章：分离技术在聚合物中的添加剂：工业分析与应用
[3]斯科特·奥克斯，安东尼A.祈福，基思D.巴特尔，马克·桑顿佩特和克里斯托弗·雷纳（1999）。

[4]桑Yeob和埃尔多安KIRANA（2005年）的“超临界流体的聚合物颗粒的形成：A”
[5]马罗德里格斯，SP Velaga，HA马托斯和EG阿泽维多（2009年）“吲哚美辛糖精共结晶物，利用超临界流体技术”的形成《欧洲药学杂志》 38期
[6]L.马罗德里格斯，SP Velaga，HA马托斯和EG阿泽维多（2009年）“筛选药物共结晶物，利用超临界流体增强雾化过程”。