超临界流体技术制备纳米材料的研究进展.ppt

超临界流体技术制备纳米材料的研究进展
研究生:胡江亮
主要内容
超临界流体(SCF)简介
1
超临界流体制备纳米材料的技术方法
2
挑战和前景展望
3
参考文献
4
什么是超临界流体?(What is supercritical fluids?)
Temperature
Pressure
SCF是指当物质超过临界温度和临界压力时,气体与液体的性质会趋近于类似,最后达成一个均匀相的流体。
Pc
Tc
各种化学反应和纳米材料制备是当今研究的两大热点。
超临界萃取技术得到飞速发展,在欧洲甚至出现了年处理量千万吨级的超临界萃取工厂。
近十年
1980s
中期
Tour在1822首次
报道超临界现象
Hannry 和Hogarth 证明了超临界流体对高沸点固体物具有特有的溶解性能。
学者开始对超临界流体性质进行较为系统的理论与实验研究。
1940s
1879s
超临界流体(SCF)的发现及发展
超临界流体(SCF)的物理特性
密度
ρ(Kg·m-3)
粘度
η(cP)
扩散系数
D (cm2·s-1)
气体
1
10-2
10-1
SCF
300~800
~
10-3~10-4
液体
103
1
10-5
具有类似液体的高密度
具有类似气体的低粘度
具有良好的传质特性
SCF Applications
汽车面漆喷涂
咖啡因萃取
纳米材料制备
超临界流体色谱
精密部件清洗
PP发泡
超临界溶剂
超临界溶液快速膨胀技术
(Rapid Expansion of Supercritical Solution, RESS)
原理
溶质溶于预膨胀室内的超临界流体
在极短时间(10-8~10-5 s)内通过特制喷嘴减压膨胀,并形成以音速传递的机械扰动
利用溶质溶解度随超临界流体密度变化的特点,当从超临界流体状态迅速膨胀到低压、低温气态时,溶质溶解度急剧下降,产生极高的过饱和度,从而瞬间成核、生长并沉积,形成大量粒径及形态均一的超细微粒。
Nanoparticles
喷嘴结构
溶质浓度
预膨胀温度
膨胀后温度
膨胀前后压力
共溶剂
纳米颗粒制备的影响因素