临界超流体技术

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1、超临界流体技术技术简介我们常把处在临界温度(TJ和临界压力(PJ之上的流体为超临界流体。超临界流体不但具有与液体相近的溶解能力和传热系数，而且具有与气体相近的粘度系数和扩散系数。除此之外,在超临界附近，压力的微小变化可以导致密度的巨大变化，而密度又与粘度、介电常数、扩散系数和溶解能力相夫,因此可以通过调节超临界流体的压力来改变它的物化性质。目前应用的超临界流体主要有:Xe,CO2,H2O,CH4,C2H6,CH3OH和CHF3等。其中C02，无毒、无污染、不易燃，且超临界状态很容易达到(Te=31.rc,PC=7.28MPa),所以应用最为广泛

2、。从19世纪二十年代Canaiard昔次在世界上作了有关超临界现象的报道至今虽然已经过了一百多年，但超临界技术的飞速发展却发生在最近的20年，其研究领域涉及到化学反应、食品、材料制备医药等领域。在纳米材料的应用1.快速膨胀法制备纳米材料，超临界溶液快速膨胀(rapidexpansionofsupercriticalsolutions,RESS)法的原理是:将溶有制备纳米材料所需溶质的超临界流体(SCF)溶液快速膨账降压，使该溶液在极短的时闽内达到高度过饱和状态，从而使溶质以颗粒形态析出。2.超临界抗溶剂法制备纳米材料，超临界抗溶剂过程(supe

3、rcriticalanti-solventprocesses,SAS)的基本原理为:高压C02许许多有机溶剂中溶解度很人，溶解的C02使有机溶剂发生膨胀，其内聚能显著降低,溶解能力降低，从而形成结晶或无定型沉淀。1.超临界流体反胶束或微乳法制备纳米材料，首先用于制备超细颗粒的超临界流体反胶束或微乳(SCFreversemicelleormicroemulsion)体系一般由3个组分:表面活性剂、水和SCF。制备超细颗粒的机理为:当含有反应物的两个反胶朿或微乳混合由于胶团的碰撞，在反胶束或微乳颗粒间发生质量传递，这••传递过程非常快，在混合过程中

4、就发生了化学反应，反应结果是在反胶束或微乳的水核中生成纳米颗粒，其大小与水核的大小相当，最小只有儿纳米。在生物材料上的应用1.超临界萃取在移梢骨前处理方面的应用临床医学常用到异种骨，但异种骨的最大问题是基因抗原性引起的免疫反应和可能引起的移植骨愈合的推迟或阻碍，目前常采用不同的物理、化学方法来减少异种骨基因的抗原性。Patrick等人提出了一种用超临界流体和过氧化氢对骨进行脱脂、脱蛋白的方法。将处理过的网状异种骨(从异种羊中获取)制成管状，然后植入到羊的骨节或胫骨孔中，并与未经超临界处理的骨进行Y对照，结果表明超临界二氧化碳萃取了骨髓组织从而使

5、骨的愈合变得容易。2.目前生物材料研究中的热点之一是如何在保持原有材料力学性能的基础上改善材料的亲水性能。常用的方法有表面接枝,嵌段共聚，以及不同材料的共混和杂化等。但采用超临界二氧化碳溶胀共混聚合的方法，既能达到一般共混所不能达到的共混效果，又避免了有机溶剂的使用，可以用來改变材料表面的性质及制备新型的功能材料，尤其符合生物材料共混改性的耍求。所以超临界二氧化碳溶胀在生物材料改性方面具有广阔的应用前景。总结总之由于超临界流体技术具有许多特性，无疑在材料合成等领域会有更大的发展空间和广阔的应用前景。而将超临界流体技术与材料制备技术结合必将展现出

6、独特的巨大优势.