《超臨界流體色譜》PPT課件

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1、超臨界流體萃取與超臨界流體色譜第一節(jié)超臨界流體萃取概述超臨界流體的特性超臨界流體萃取的特點超臨界流體萃取的發(fā)展超臨界流體的特性某些純物質具有三相點和臨界點，物質在其三相點氣、液、固三態(tài)處于平衡狀態(tài)．當處于臨界溫度、臨界壓力以上時，則不論施加多大的壓力，氣體也不會液化，這時的物質既非氣體，也非液體，而是以超臨界流體（supercriticalfluid,SFs）狀態(tài)存在．超臨界流體對于分離具有極其有用的物理性質，這些性質剛好介于氣體和液體的性質之間。純物質的相圖氣體、液體、超臨界流體物理性質的比較密度（g/ml)擴散系數(shù)D（cm2/s)粘度（g/cm.s)氣體超臨界流體

2、液體～10－30.2~0.90.8~1.01~10-210-3~10-4<10-510-410-3~10-410-2超臨界流體萃取的特點基于超臨界流體獨特的物理一化學性質，SFE具有傳統(tǒng)萃取方法不可比擬的優(yōu)點。（1）快速由萃取過程的動力學可知，傳質阻力最終決定萃取的速度。超臨界流體的密度是氣體的100—1000倍，和液體相近。因此，它具有和液體相似的溶劑力。而SFs的擴散系數(shù)是液體的10—100倍，使得SFs對基體有很強的穿透能力。因此溶質的傳質阻力較小，可以獲得快速高效的分離，分析型的SFE通常僅需10—60min即可完成。（2）超臨界流體的溶劑力很容易控制并具有選擇性

3、對于液體溶劑來說，其溶劑力與萃取條件基本上沒有關系，是個常數(shù)。而超臨界流體的溶劑力則取決于萃取時的壓力和溫度，下圖是超臨界CO2的Hildebrand溶解度參數(shù)與溫度、壓力關系圖。超臨界CO2的Hildebrand溶解度參數(shù)，P，T關系圖從圖中可以看出，在恒定溫度下，壓力降低，萃取傾向于弱極性的分析物；壓力升高，萃取則傾向于強極性和高分子量的分析物。在臨界溫度To以上時，SFs的可壓縮性很大。尤其是在臨界點附近，SFs壓力和溫度的較小變化都會使其密度（溶劑力）有很大變化。所以通過改變萃取壓力和萃取溫度就很容易改變SFs的溶劑力，從而實現(xiàn)對特定組分的萃取。這個特性還允許我們

4、在不同的壓力下萃取一個復雜樣品，從而實現(xiàn)族選擇性萃取。（3）后處理簡單溶劑萃取在分析痕量有機物時需要濃縮，這不僅費時，而且還會引起揮發(fā)性物質的損失。反之，一些SFs在室溫時是氣體，濃縮步驟可以大大簡化。（4）SFE易與其它分析方法在線聯(lián)用，實現(xiàn)自動化。在線聯(lián)用消除了樣品可能發(fā)生的損失、降解和污染，而且可以縮短分析時間．（5）SFE的其它優(yōu)點大多數(shù)SFs相對惰性、純凈、無毒而且便宜，二次萃取的費用低。CO2和N2O具有低的臨界溫度（分別是31℃和36℃），選用這些低臨界溫度的SFs，就可以在較低溫度下萃取熱不穩(wěn)定化合物，但N2O的安全性不如CO2好。超臨界流體萃取發(fā)展簡況超

5、臨界流體萃取（supercriticalfluidextraction，簡稱SFE）是用超臨界流體作為萃取溶劑進行萃取的一種技術．Hannay和Hogarth于1879年首次報道了超臨界乙醇溶解金屬鹵化物的現(xiàn)象。但是直到1943年，Messmore首次提出利用壓縮氣體的溶解力作為分離過程的基礎，從而才發(fā)展出一種新的分離方法—SFE法。1955年，Todd和Elgihj研究了脂肪酸和高分子醇在超臨界乙烯中的溶解性和相平衡，提出可以利用超臨界流體密度的改變對組分進行選擇性萃取的觀點。因為SFE技術具有降低能耗，減少污染的特點，所以該技術一開始就與工業(yè)生產(chǎn)密切相關。50年代美國

6、的Kerr－McGee精煉公司就發(fā)展了一種渣油的SFE過程。70年代，SFE工作的中心逐漸轉移到食品工業(yè)中，建立了從天然產(chǎn)品中提取有效成分或脫除有害物質的工藝流程，其中包括對蛇麻草、咖啡、茶、煙草和香料的SFE。從80年代起，SFE技術的發(fā)展呈現(xiàn)出了前所未有的勢頭，成為分析化學中一種新的樣品制備手段。與索氏抽提和液一液萃取等傳統(tǒng)方法相比，SFE具有效率高、費時少、不使用或少使用有毒溶劑、萃取流體易與萃取物分離、自動化程度高等優(yōu)點，因而日益受到化學工作者的重視，SFE技術的應用在食品、石油、化工、醫(yī)藥、環(huán)境保護等領域都有了很大發(fā)展。到了90年代，對各種環(huán)境樣品中微量污染物的

7、萃取成為SFE應用的熱點。SFE流程示意圖l．高純CO2（＞99.997％）鋼瓶；2，4，9，10，15．高壓開關閥；3．高壓注射泵；5.三通；6壓力表；7．壓力傳感器；8．計算機控制系統(tǒng)；11．萃取池；12．毛細管阻尼器；13．收集器；14．溫控儀．（1）分析物類型（極性，分子量等）（9）分析物收集方法（2）萃取池內的攪拌作用（10）壓力（3）萃取池的死體積（11）溫度（4）萃取池的尺寸（12）阻尼器類型（5）萃取流體的類型（13）樣品環(huán)境（溫度、pH值等）（6）萃取時間（14）樣品基體性質（7）流體速度（15）樣品顆粒大小