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【儀器網(wǎng) 解決方案】超臨界流體作為一種可靠常用的萃取劑，這也意味著超臨界流體在工業(yè)生產(chǎn)工作中有著很廣泛的應(yīng)用。二氧化碳與水作為較為常用的超臨界流體，了解其性質(zhì)以及相關(guān)優(yōu)點有著重要意義，能夠?qū)κ褂枚趸家约八鳛槌R界流體的操作步驟性質(zhì)進(jìn)行較好的處理。以下分析羅列二氧化碳與水的超臨界狀態(tài)下的性質(zhì)與相應(yīng)的優(yōu)點。
二氧化碳在超臨界狀態(tài)下的性質(zhì)與特點：
同其他氣體一樣，在容器中的二氧化碳在超臨界狀態(tài)下能夠均勻分布，通過控制壓力，二氧化碳超臨界流體的密度能夠達(dá)到氣體密度的百倍之多，密度接近于一些液體。二氧化碳超臨界流體的黏度又和氣體相等，其擴散系數(shù)使氣體的百分之一左右，但比液體的擴散系數(shù)大很多。同時，二氧化碳超臨界狀態(tài)下具有較強的溶解能力，對物質(zhì)有較強的滲透能力。
1.超臨界狀態(tài)二氧化碳與有機試劑相比，本身沒有毒性，并且不是可燃性氣體，本身十分穩(wěn)定，不會在萃取中發(fā)生副反應(yīng)影響萃取結(jié)果，在使用時有保障。另外，二氧化碳作為空氣中的一大成分，價格便宜容易獲得，并且不會有殘存溶劑在萃取物質(zhì)中。
2.二氧化碳分子同水相比，其極性較小，因此超臨近狀態(tài)下的二氧化碳能夠溶解水無法溶解的極性較弱或非極性的物質(zhì)，在有機物反應(yīng)中能夠作為較好的溶劑。
3.超臨界二氧化碳僅需調(diào)節(jié)溫度和壓強等其中一個單一變量便能使其適用于多種反應(yīng)條件與萃取要求的優(yōu)勢。
4.超臨界二氧化碳不但可以為反應(yīng)提供惰性環(huán)境，使其穩(wěn)定萃取，并且能夠循環(huán)使用，可以節(jié)約能源和資源方面的消耗。同時，超臨界二氧化碳因為其本身的性質(zhì)可以作為反應(yīng)物，能夠直接參與到聚合、碳鏈合成等反應(yīng)之中。
水在超臨界狀態(tài)下的性質(zhì)與特點：
當(dāng)環(huán)境溫度和壓強處在臨界點以上的高溫高壓狀態(tài)，這時的水便是稱為超臨界水。在超臨界狀態(tài)下，水處于氣相與液相之間，其物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)都與之前產(chǎn)生了較大的變化，其流動行為近似于氣體，黏度較小，擴散系數(shù)較大，但是超臨界水的相對密度和溶解度都比氣象狀態(tài)下大。同時，超臨界水的相對介質(zhì)系數(shù)隨其密度增大而增大，隨溫度增大而減小，對溫度和壓強的變化有較為敏感的反應(yīng)。在超臨界狀態(tài)下，水分子之間氫鍵減少導(dǎo)致其分子極性降低，其擴散系數(shù)比常溫狀態(tài)下大了很多，且隨壓力變化幅度大。
以上是針對超臨界流體中較為常見的超臨界水與二氧化碳超臨界流體的性質(zhì)概述，并不全面，歡迎補充。
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2025第13屆武漢國際科學(xué)儀器與實驗室裝備展覽會
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