一、超臨界流體的定義
純凈物質(zhì)要根據(jù)溫度和壓力的不同,呈現(xiàn)出液體、氣體、固體等狀態(tài)變化。在溫度高于某一數(shù)值時(shí),任何大的壓力均不能使該純物質(zhì)由氣相轉(zhuǎn)化為液相,此時(shí)的溫度即被稱之為臨界溫度Tc;而在臨界溫度下,氣體能被液化的最低壓力稱為臨界壓力Pc。在臨界點(diǎn)附近,會(huì)出現(xiàn)流體的密度、粘度、溶解度、熱容量、介電常數(shù)等所有流體的物性發(fā)生急劇變化的現(xiàn)象。當(dāng)物質(zhì)所處的溫度高于臨界溫度,壓力大于臨界壓力時(shí),該物質(zhì)處于超臨界狀態(tài)。
二、超臨界流體的常見臨界點(diǎn)
最常見的是超臨界二氧化碳,其臨界溫度為31.06℃,臨界壓力為7.38Mpa
超臨界水的臨界點(diǎn)為374℃,22Mpa
超臨界甲醇為239℃,8.1MPa
三、超臨界流體技術(shù)的發(fā)展史
超臨界流體具有溶解其他物質(zhì)的特殊能力,1822年法國(guó)醫(yī)生Cagniard首次發(fā)表物質(zhì)的臨界現(xiàn)象,并在1879年即被Hannay和Hogarth二位學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)無機(jī)鹽類能迅速在超臨界乙醇中溶解,減壓后又能立刻結(jié)晶析出。但在當(dāng)時(shí)由于技術(shù),裝備等原因未能更加深入地研究。時(shí)至20世紀(jì)30年代,Pilat和Gadlewicz兩位科學(xué)家才有了用液化氣體提取「大分子化合物」的構(gòu)想,1950年代,美蘇等國(guó)即進(jìn)行以超臨界丙烷去除重油中的柏油精及金屬,如鎳,釩等,降低后段煉解過程中觸媒中毒的失活程度,但因涉及成本考量,并未全面實(shí)用化。1954年Zosol用實(shí)驗(yàn)的方法證實(shí)了二氧化碳超臨界萃取可以萃取油料中的油脂。此后,利用超臨界流體進(jìn)行分離的方法沉寂了一段時(shí)間,70年代的后期,德國(guó)的Stahl等人首先在高壓實(shí)驗(yàn)裝置的研究取得了突破性進(jìn)展之后,「超臨界二氧化碳萃取」這一新的提取,分離技術(shù)的研究及應(yīng)用,才有實(shí)質(zhì)性進(jìn)展;1973及1978年第一次和第二次能源危機(jī)后,超臨界二氧化碳的特殊溶解能力,才又重新受到工業(yè)界的重視。1978年后,歐洲陸續(xù)建立以超臨界二氧化碳作為萃取劑的萃取提純技術(shù),以處理食品工廠中數(shù)以千萬噸計(jì)的產(chǎn)品,例如以超臨界二氧化碳去除咖啡豆中的咖啡因,以及自苦味花中萃取出可放在啤酒內(nèi)的啤酒香氣成分。超臨界流體萃取技術(shù)近30多年來引起人們的極大興趣,這項(xiàng)化工新技術(shù)在化學(xué)反應(yīng)和分離提純領(lǐng)域開展了廣泛深入的研究,取得了很大進(jìn)展,在醫(yī)藥,化工,食品及環(huán)保領(lǐng)域成果累累。