supercritical fluid是什麼意思,supercritical fluid的意思翻譯、用法、同義詞、例句
常用詞典
超臨界流體
例句
What is the motivation for utilizing supercritical fluid technology?
應用超臨界流體技術的動機是什麼?
Supercritical fluid chelating extraction, a new separation technology, is introduced.
介紹了一種新型分離技術——超臨界流體螯合萃取技術。
The new progress of supercritical fluid technology was briefly reviewed in this article.
對超臨界流體技術的最新研究進展進行了評述。
Automatic control and data processing for preparative supercritical fluid chromatograph.
克級超臨界流體制備色譜儀的自動控制和數據處理。
OBJECTIVE: To extract volatile rose oil by the supercritical fluid extraction technology.
目的:采用超臨界流體萃取技術提取玫瑰揮發油。
專業解析
超臨界流體(Supercritical Fluid, SCF)是指物質的溫度和壓力同時超過其臨界溫度(Tc)和臨界壓力(Pc)時,所形成的一種特殊的高密度流體狀态。在這種狀态下,氣态和液态之間的界面消失,物質表現出介于氣體和液體之間的獨特物理性質。
主要特性與意義:
-
兼具氣體與液體性質:
- 類似氣體的高擴散性、低粘度: 分子運動速率快,傳質效率高,能快速滲透進入多孔材料或固體基質。
- 類似液體的高密度、強溶解能力: 密度接近液體,使其對許多物質(尤其是有機化合物)具有顯著的溶解能力。溶解能力隨壓力和溫度的變化而靈敏改變。
- 無表面張力: 消除了氣液界面,使其能完全潤濕固體表面。
-
臨界點(Critical Point): 這是物質相圖上的一個關鍵點。在臨界點:
- 臨界溫度(Tc):物質能被液化的最高溫度。高于此溫度,無論施加多大壓力,氣體都無法液化。
- 臨界壓力(Pc):在臨界溫度下,使氣體液化所需的最低壓力。
- 達到臨界點時,物質的氣相和液相密度相等,相界面消失。
-
常見實例:
- 超臨界二氧化碳(scCO₂): 最常用和研究最廣泛的超臨界流體。其臨界溫度(31.1°C)接近室溫,臨界壓力(7.38 MPa)相對適中,無毒、不易燃、化學惰性、易獲得且成本低。廣泛應用于食品、制藥、化工等領域,如咖啡因脫除、精油萃取、藥物微粒制備、幹洗等。來源:美國環境保護署(EPA)關于綠色化學的介紹。
- 超臨界水(scH₂O): 臨界溫度374°C,臨界壓力22.1 MPa。在超臨界狀态下,水變得能與有機物完全互溶,同時具有強氧化性,常用于有機廢物(如化學武器、農藥)的徹底無害化處理。來源:美國國家航空航天局(NASA)關于超臨界水氧化的技術文檔。
應用領域:
超臨界流體的獨特性質使其在衆多領域具有重要應用價值:
- 萃取分離: 如超臨界流體萃取(SFE),用于從天然産物(香料、色素、藥物活性成分)中高效、溫和地提取目标物質,替代有機溶劑,減少殘留。來源:國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)技術報告。
- 材料科學: 制備微細顆粒、多孔材料、藥物緩釋載體等。
- 化學反應: 作為反應介質,可提高反應速率、選擇性,實現均相催化或環境友好合成。
- 清洗技術: 超臨界CO₂清洗用于精密儀器、半導體器件,無殘留、不損傷基材。
- 色譜分析: 超臨界流體色譜(SFC)用于分離分析熱不穩定或難揮發物質。
超臨界流體是一種在臨界點之上存在的特殊物态,它同時擁有氣體的高擴散性和液體的強溶解力,且性質可通過溫度和壓力進行精細調控。這種獨特的物理狀态使其在綠色化學、高效分離、新材料制備和環境治理等領域展現出巨大的應用潛力和優勢。
網絡擴展資料
超臨界流體(supercritical fluid)是指物質在溫度、壓力均超過其臨界點時,形成的一種介于氣态和液态之間的特殊流體狀态。以下是詳細解釋:
1. 基本定義與形成條件
- 臨界點:每種物質都有特定的臨界溫度((T_c))和臨界壓力((P_c))。當溫度和壓力同時超過臨界點時,物質會進入超臨界狀态,此時氣液兩相的界面消失,形成超臨界流體。
- 物理性質:超臨界流體兼具氣體的高擴散性(易滲透)和液體的強溶解能力,同時密度接近液體,黏度接近氣體。
2. 典型特性
- 高溶解性:能溶解多種有機物和無機物,例如超臨界二氧化碳(SC-CO₂)常用于萃取植物中的有效成分。
- 可調性:通過調節溫度和壓力,可改變流體的溶解能力和選擇性,廣泛應用于工業分離和分析領域。
- 環保性:如SC-CO₂無毒、不易燃,是綠色化學中替代有機溶劑的理想選擇。
3. 主要應用領域
-
工業與化學:
- 萃取技術:如中草藥有效成分提取、咖啡因脫除。
- 色譜分析:超臨界流體色譜(SFC)用于藥物和複雜混合物的高效分離。
- 材料制備:超臨界發泡技術制造輕質多孔材料。
-
地球科學:
- 物質遷移:在地球内部俯沖帶中,超臨界流體促進元素遷移和礦床形成。
- 地質識别:通過多相包裹體子礦物種類(≥2類)及元素富集系數(如CaO/Al₂O₃≥1.15)判斷其存在。
4. 示例與擴展
-
常見超臨界流體:二氧化碳(SC-CO₂)、水(SC-H₂O)等。其中SC-CO₂因臨界條件溫和((T_c=31.1^circ C), (P_c=7.38 text{MPa}))最常用。
-
與其他狀态的對比:超臨界流體密度高于氣體,黏度低于液體,擴散系數介于兩者之間(見下表):
性質 |
氣體 |
超臨界流體 |
液體 |
密度 (g/cm³) |
低 |
中 |
高 |
黏度 (Pa·s) |
低 |
低 |
高 |
擴散系數 |
高 |
中 |
低 |
超臨界流體憑借獨特的物理化學性質,在工業、材料科學和地球科學中具有重要價值。其應用範圍仍在擴展,例如在納米材料合成和環保技術中的新探索。
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