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超临界流体应用 油气勘探开采技术 设备应用技术指南 设备维护与保养 设备常见问题解析

超临界流体的应用领域

来源:未知 作者:海恒科研仪器 发布时间:2021-10-05 次浏览

超临界流体的萃取是指通过利用超临界流体的特性,通过控制温度、压力来调节流体性质,进而对物质进行有选择的溶解、分离的过程。...

一、概述:
    由于超临界流体的这些良好的性能,作为热敏性物质分离纯化方法和产品分析及测定的手段,超临界流体已广泛应用于食品工业、医药工业、日用化工、石油化工、农药、林产工业、烟草工业、环境保护等方面。近年来,人们对超临界流体的研究不断深入,应用领域不断拓宽。目前超临界流体的应用已不仅在分离、分析方面,而且已经深入到化学反应、涂料工业、超细材料的制备、材料加工、建筑材料、超滤、皮革工业等各方面。超临界技术正展现出其广阔的应用前景。
    超临界流体的应用并不是由人类首先发明的(严格的讲:超临界流体是指一种压力和温度都高于热力学临界点的流体,而只有压力高于临界点但是温度低于临界点的流体实际上属于压缩流体,然而,在现在大部分论文中,超临界流体的定义包含了超临界流体和压缩流体的概念)自然界通过近临界点或者超临界水溶液处理岩石已经有几十亿年的历史了。
二、现阶段主要的超临界流体技术包括:
1.超临界流体的萃取(Supercriticalfluidextraction,SFEC)与分离
    超临界流体的萃取是指通过利用超临界流体的特性,通过控制温度、压力来调节流体性质,进而对物质进行有选择的溶解、分离的过程。
2.超临界流体制备超细微颗粒
    超临界溶液快速膨胀(rapidexpansionofsupercriticalsolutions,简称RESS)技术就是利用超临界流体为溶剂,在超临界条件下直接溶解固体溶质,然后,在适当的温度下通过微细喷嘴使该溶液快速膨胀的过程。
    气体抗溶剂再结晶技术(gasantisolventrecrystallization,简称GAS)是一种以超临界或近临界流体作为稀释剂的重结晶技术超临界流体反应技术:超临界流体的传质性能远优于普通溶剂,以其为介质反应速度非常快,所产生的母体的溶解度又很小,这样可以产生很高的过饱和度,通过控制压力和温度等条件,可以控制反应速度,获得粒度、形状不同的超细微粒。
    超临界流体干燥技术:利用超临界流体特殊的溶解能力,除去凝胶中的水分或溶剂,采用超临界流体干燥时,由于不存在气-液接口,可避免凝胶在干燥过程中的收缩与塌陷,而且抑制了毛细管力引起的团聚,可制得多孔、高比表面积、分散良好的超细微粒。
    超临界流体反胶团或微乳法制备超细颗粒:当含有反应物的2个反胶团或微乳混合后,由于胶团的碰撞,在反胶团或微乳颗粒间发生质量传递。
3.超临界水氧化(supercriticalwateroxidation,SCWO)
    超临界水氧化技术是以水为介质,利用在超临界条件(T>374℃,P>22.1MPa)下不存在气液界面传质阻力来提高反应速率并实现完全氧化。优点是被处理的有机物和水在超临界条件下完全互溶。
4.超临界流体的化学反应
    超临界相中的F-T合成反应:Fischer-Tropsch合成反映以CO和H2为原料,在固体催化剂上合成从甲烷到高分子质量的蜡等分子质量范围很宽的烃类混合物脂肪酶催化的立体选择性反应:在超临界流体二氧化碳中,脂肪酶催化反应的应用主要是脂肪酶催化反应在具有生物活性手性化合物的合成过程中,有控制立体选择性的能力还包括:聚合反应,催化反应,高分子聚合,超临界中的加氢反应,超临界中的异构化反应等。
5.与分析技术的结合应用
    超临界流体色谱将SCF用于色谱技术便发展形成了超临界流体色谱,它是20世纪80年代迅速发展起来的一种新型色谱,揉合了GC2的高速和HPLC的高选择性,成为分析难挥发、易热解高分子物质的有效快速方法还包括:超临界流体萃取与气相色谱的联用,超临界流体萃取与超临界流体色谱的联用,超临界萃取色谱与毛细管电泳的联用,超临界流体色谱与液相毛细管色谱的联用等技术。
6.超临界技术与宇宙科学和航天技术
    地球核心、太阳核心、白矮星核心及天体黑洞源等均属于超临界流体,地球上发生的地震、火山爆发、太阳磁爆风及宇宙射线对地面通讯电磁波的干扰,这些人类无法抗拒的自然现象与超临界流体相平衡相关。
7.超临界技术与生命科学
    目前更现实的是用超临界二氧化碳处理人体骨骼及血液,可解决骨移植和输血安全性问题。再者是用超临界二氧化碳循环处理人体血液,对血液进行脱脂、灭杀血液中的病毒及寄生虫卵,可用于治疗一些疑难重病。

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