《超临界流体色谱》PPT课件

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1、超临界流体萃取与超临界流体色谱第一节超临界流体萃取概述超临界流体的特性超临界流体萃取的特点超临界流体萃取的发展超临界流体的特性某些纯物质具有三相点和临界点，物质在其三相点气、液、固三态处于平衡状态．当处于临界温度、临界压力以上时，则不论施加多大的压力，气体也不会液化，这时的物质既非气体，也非液体，而是以超临界流体（supercriticalfluid,SFs）状态存在．超临界流体对于分离具有极其有用的物理性质，这些性质刚好介于气体和液体的性质之间。纯物质的相图气体、液体、超临界流体物理性质的比较密度（g/ml)扩散系数D（cm2/s)粘度（g/cm.s)气体超临界流体

2、液体～10－30.2~0.90.8~1.01~10-210-3~10-4<10-510-410-3~10-410-2超临界流体萃取的特点基于超临界流体独特的物理一化学性质，SFE具有传统萃取方法不可比拟的优点。（1）快速由萃取过程的动力学可知，传质阻力最终决定萃取的速度。超临界流体的密度是气体的100—1000倍，和液体相近。因此，它具有和液体相似的溶剂力。而SFs的扩散系数是液体的10—100倍，使得SFs对基体有很强的穿透能力。因此溶质的传质阻力较小，可以获得快速高效的分离，分析型的SFE通常仅需10—60min即可完成。（2）超临界流体的溶剂力很容易控制并具有选择性

3、对于液体溶剂来说，其溶剂力与萃取条件基本上没有关系，是个常数。而超临界流体的溶剂力则取决于萃取时的压力和温度，下图是超临界CO2的Hildebrand溶解度参数与温度、压力关系图。超临界CO2的Hildebrand溶解度参数，P，T关系图从图中可以看出，在恒定温度下，压力降低，萃取倾向于弱极性的分析物；压力升高，萃取则倾向于强极性和高分子量的分析物。在临界温度To以上时，SFs的可压缩性很大。尤其是在临界点附近，SFs压力和温度的较小变化都会使其密度（溶剂力）有很大变化。所以通过改变萃取压力和萃取温度就很容易改变SFs的溶剂力，从而实现对特定组分的萃取。这个特性还允许我们

4、在不同的压力下萃取一个复杂样品，从而实现族选择性萃取。（3）后处理简单溶剂萃取在分析痕量有机物时需要浓缩，这不仅费时，而且还会引起挥发性物质的损失。反之，一些SFs在室温时是气体，浓缩步骤可以大大简化。（4）SFE易与其它分析方法在线联用，实现自动化。在线联用消除了样品可能发生的损失、降解和污染，而且可以缩短分析时间．（5）SFE的其它优点大多数SFs相对惰性、纯净、无毒而且便宜，二次萃取的费用低。CO2和N2O具有低的临界温度（分别是31℃和36℃），选用这些低临界温度的SFs，就可以在较低温度下萃取热不稳定化合物，但N2O的安全性不如CO2好。超临界流体萃取发展简况超

5、临界流体萃取（supercriticalfluidextraction，简称SFE）是用超临界流体作为萃取溶剂进行萃取的一种技术．Hannay和Hogarth于1879年首次报道了超临界乙醇溶解金属卤化物的现象。但是直到1943年，Messmore首次提出利用压缩气体的溶解力作为分离过程的基础，从而才发展出一种新的分离方法—SFE法。1955年，Todd和Elgihj研究了脂肪酸和高分子醇在超临界乙烯中的溶解性和相平衡，提出可以利用超临界流体密度的改变对组分进行选择性萃取的观点。因为SFE技术具有降低能耗，减少污染的特点，所以该技术一开始就与工业生产密切相关。50年代美国

6、的Kerr－McGee精炼公司就发展了一种渣油的SFE过程。70年代，SFE工作的中心逐渐转移到食品工业中，建立了从天然产品中提取有效成分或脱除有害物质的工艺流程，其中包括对蛇麻草、咖啡、茶、烟草和香料的SFE。从80年代起，SFE技术的发展呈现出了前所未有的势头，成为分析化学中一种新的样品制备手段。与索氏抽提和液一液萃取等传统方法相比，SFE具有效率高、费时少、不使用或少使用有毒溶剂、萃取流体易与萃取物分离、自动化程度高等优点，因而日益受到化学工作者的重视，SFE技术的应用在食品、石油、化工、医药、环境保护等领域都有了很大发展。到了90年代，对各种环境样品中微量污染物的

7、萃取成为SFE应用的热点。SFE流程示意图l．高纯CO2（＞99.997％）钢瓶；2，4，9，10，15．高压开关阀；3．高压注射泵；5.三通；6压力表；7．压力传感器；8．计算机控制系统；11．萃取池；12．毛细管阻尼器；13．收集器；14．温控仪．（1）分析物类型（极性，分子量等）（9）分析物收集方法（2）萃取池内的搅拌作用（10）压力（3）萃取池的死体积（11）温度（4）萃取池的尺寸（12）阻尼器类型（5）萃取流体的类型（13）样品环境（温度、pH值等）（6）萃取时间（14）样品基体性质（7）流体速度（15）样品颗粒大小