超臨界流體技術

超臨界流體具有十分獨特的物理化學性質，它的密度接近於液體，粘度接近於氣體，擴散係數大、粘度小、介電常數大。

其分離效果較好，是很好的溶劑。

由於液體與氣體分界消失，是即使提高壓力也不液化的非凝聚性氣體。超臨界流體具有獨特的理化性質，密度接近於液體，粘度接近於氣體。另外，根據壓力和溫度的不同，這種物性會發生變化。因此，在提取、精製、反應等方面，越來越多地被用來作代替原有有機溶劑的新型溶劑使用，分離效果較好，是很好的溶劑。

例如，水的密度、離子、介電常數等以臨界溫度374℃為分界，發生急劇的變化。特別是在常溫狀態下極性溶劑－水的介電常數到了臨界點以上會急劇減小，超臨界水的介電常數減小到與有機溶劑相同的水平

由於這種特性，水在超臨界狀態，便具有與有機溶劑相同的特性，變成了可以與有機物完全混合的狀態

熱容量值有較大變化，這也是臨界點非常獨特的特性之一。臨界點的熱容量值急劇上升，幾乎達到了無限大，然後再減小，如果恰當地利用這種特性，將能夠得到一種非常優秀的熱媒體

超臨界水氧化技術是使廢水在水的超臨界條件(P>218atm, T>374℃)下與氧化劑(O、Air、HO等)反應，把廢水中含有的有機物分解成無害成份的技術在臨界點以下的條件下，廢水中含有的有機物處於並非與水完全混合的狀態，形成界面(Boundary layer)。因此，為使有機物與氧氣反應，實現氧化分解，需要把氣體狀態的氧氣溶解到水中，溶解的氧氣重新通過有機物界面，只有這樣才能使有機物與氧氣反應。因此，如要分解廢水含有的有機物需要較多時間。不過，在超臨界水狀態下，水的特性與有機物相同，所以界面消失，超臨界水的氧氣溶解度也大大提高，實現了完全混合，使有機物與氧氣能夠自由反應，反應速度得到了急劇提高。因此，即使是難分解性有機物，也可以幾乎100%分解。另外，超臨界水氧化反應具有極快的反應速度，所以，即使以小型的設備，也可處理大量的廢水，由於是在水中進行的氧化反應，不存在SOx、NOx等大氣污染物質的排放

- 超臨界水氧化的優點：

·對難分解性有機物的高分解度(99.9999%以上)

· 處理水及排放氣體無害於環境

· 排放氣體：無NOx、SOx、Dioxins等

· 處理水：可分解至排放水水平

· 易於應對急劇變化的廢水 ? 有利於化學工程

· 迅速的氧化反應速度迅速 ? 設備的小型化

· 可處理的廢水濃度廣(幾個ppm～幾十%),無須二次處理

- 超臨界水的氧化缺點：

· 腐蝕較快，選擇材料難

· 無機物溶解度減小，連續運轉難

· 較高的初期投資費用.

超臨界流體提取技術(SFE)

利用超臨界流體(二氧化碳等)的超臨界流體提取技術與溶劑提取(Solvent Extraction)相比，在經濟上與環境上都具有許多優點。但是，應用於天然物時，偏重於essential oil等非極性物質，在高效提取極性物質方面存在局限。但是，在對天然物中的多種物質進行探索及研究的過程中，不僅需要非極性物質的高效提取技術，還需要對極性物質的高效提取技術。

近臨界水解技術(NCH)

近臨界水(Near-critical water)是指處於臨界點附近溫度與壓力條件下的液態水。近臨界水雖然是液態，但一部分特性卻與超臨界水類似，與常溫狀態的水有許多不同特性，因此，正被試圖用作新的反應溶液。

超臨界流體具有較高的擴散性，從而減小了傳質阻力，這對多孔疏鬆的固態物質和細胞材料中的化合物的萃取特別有利

超臨界流體對改變操作條件(如壓力、溫度)特別敏感，這就提供了操作上的靈活性和可調性

超臨界流體可在低溫下進行，對分離熱敏性物料尤為有利

超臨界流體具有低的化學活潑性和毒性。

超臨界流體的溶解能力

超臨界流體的溶解能力，與密度有很大關係，在臨界區附近，操作壓力和溫度的微小變化，會引起流體密度的大幅度變化，因而也將影響其溶解能力。

超臨界流體的萃取選擇性

超臨界技術對萃取劑的要求：提高萃取劑選擇性的基本原則是

①按相似相溶原則，選用的超臨界流體與被萃取物質的化學性質越相似，溶解能力就越大。

②從操作角度看，使用超臨界流體為萃取劑時的操作溫度越接近臨界溫度，溶解能力也越大。

選擇萃取劑的要素

本身為惰性，且對人體和原料應完全無害；

具有適當的臨界壓力，以減少壓縮費用，具有低的沸點；

對所提取的物質要有較高的溶解度。

超臨界流體萃取

超臨界流體噴塗

超臨界流體發泡

超臨界流體清洗

超臨界流體製備超細微粒

超臨界流體聚合