论文部分内容阅读
近几十年来,超(亚)临界流体技术在化工、医药、材料制备等领域均有广泛的应用。其中,超临界二氧化碳(SCCO2)由于其无毒无害、价格低廉、对环境无污染等特点,已成为最常用的超临界流体之一。但其非极性的性质,使得固体溶质在SCCO2中的溶解度较低,限制了它在化工领域的发展。1,1,1,2-四氟乙烷(R134a)凭借其弱极性、较低的临界压力等特性,已成为很多学者关注的热点。本文对单一和混合固体溶质在有无夹带剂的SCCO2和纯亚临界R134a中的溶解度进行了系统的实验和理论研究,具体内容如下：实验研究方面,本文利用动态法测定了对氨基水杨酸在含和不含夹带剂的SCCO2中的溶解度数据,夹带剂种类为乙醇、丙酮和乙二醇(摩尔分数均为0.04),实验条件为308-328K,11.0-21.0MPa;实验还测定了对氨基水杨酸、对羟基苯甲醛和间羟基苯甲醛以及该同分异构体混合物在亚临界R134a中的溶解度,实验测定方法是静态法,温度范围为308-328K,压力范围为5.0-15.0MPa,共获得125组实验数据点,为今后的超(亚)临界流体萃取提供了基础支持。在实验数据的基础上,系统分析了固体溶质在超(亚)临界流体中溶解度随温度、压力的变化规律；夹带剂种类、溶质官能团位置及溶质与溶剂分子间作用对溶解度的影响；计算了夹带剂提携因子(e)、溶解度增强因子(δ)、混合物的提高效应因子(μ)、分离因子(SF)和分离效率(SE),分析了互为同分异构体的两种醛类溶质混合物在二元与三元体系中溶解度的变化,并探索了利用亚临界R134a萃取技术分离该混合物的可能性。本文使用Chrastil模型、MST模型、KJ模型、SS模型和JC模型五种半经验模型关联了三种溶质在不含夹带剂的超(亚)临界流体中的溶解度；用Chrastil-G模型、MST-Sauceau模型、Sovova模型和Sovova-T模型这4种适用于混合物和夹带剂体系的改进半经验模型,关联了三种溶质在夹带剂体系或混合物体系中的溶解度。9种模型的关联结果均较好。理论方面,应用Gaussian系列软件对溶质与溶剂分子间结合能进行了计算,进一步阐明了溶质在超(亚)临界流体中溶解度的变化规律。并结合影响溶解度的因素,提出预测固体溶质在超(亚)临界流体中溶解度的新模型,并利用本文实验得到的数据及文献发表的数据共365组溶解度数据点计算模型解析式,最后利用文献发表的数据共196组溶解度数据点对预测模型进行精度验证。