氯苯與硫酸銅在亞臨界水中溶解度及乙醇在超臨界二氧化碳中溶解度研究.pdf

1、超/亞臨界流體由于其獨(dú)特的理化性質(zhì),被廣泛應(yīng)用于化學(xué)合成、萃取分離、環(huán)境工程等諸多領(lǐng)域,具有很大的潛在優(yōu)勢(shì)。著眼于環(huán)保領(lǐng)域應(yīng)用的超臨界水氧化反應(yīng)(SCWO)是目前研究最多的一類反應(yīng)過程。運(yùn)用SCWO處理有機(jī)廢水是一種高效、環(huán)境友好的新興技術(shù)。但在實(shí)際應(yīng)用過程中遇到了鹽沉積和管路腐蝕問題,嚴(yán)重阻礙其工業(yè)化應(yīng)用。作為超臨界水氧化反應(yīng)器設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),疏水性有機(jī)物和無機(jī)鹽類在亞臨界水中的溶解度研究引起了廣泛關(guān)注。
　　 二氧化碳作為一種無

2、毒、臨界溫度低、價(jià)格低廉的綠色溶劑,在超臨界流體萃取領(lǐng)域應(yīng)用最為普遍。而醇類的加入可以改善超臨界二氧化碳的溶劑化能力,極大拓寬其應(yīng)用范圍,將會(huì)成為熱點(diǎn)課題。研究乙醇在超臨界二氧化碳中的溶解度對(duì)于含醇物質(zhì)中醇類的提取以及用醇作共溶劑體系的萃取都非常重要。
　　 實(shí)驗(yàn)采用課題組新研發(fā)的一套顯微原位在線石英毛細(xì)管溶解度測(cè)定裝置,分別測(cè)定了氯苯和硫酸銅在亞臨界水中的溶解度以及乙醇在超臨界二氧化碳中的溶解度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在溫度范圍173

3、.3～266.9℃內(nèi),氯苯在水中的溶解度為43.5～71.4 mg·g-1 H2O,并隨著溫度的升高而線性增加,通過線性擬合得到氯苯在水中的溶解度方程為S=0.3069T-10.188。實(shí)驗(yàn)還研究了pH及投加物對(duì)硫酸銅鹽水體系介穩(wěn)態(tài)的影響,測(cè)定了硫酸銅在114.2～157.1℃水中的溶解度為10～180mg·g-1 H2O。選用拉烏爾定律結(jié)合水的飽和蒸汽壓來估算毛細(xì)管中鹽水體系在析晶點(diǎn)的壓力為160333～571368 Pa。采用經(jīng)典水

4、合機(jī)理溶解模型對(duì)硫酸銅在亞臨界水中的S-p-T數(shù)據(jù)進(jìn)行了擬合。
　　 此外實(shí)驗(yàn)測(cè)定乙醇在溫度為77.6～183.8℃的超臨界二氧化碳中的溶解度為0.085～0.485 mg·mg-1 CO2,并隨著溫度的升高而指數(shù)增加,通過指數(shù)擬合得到乙醇在超臨界二氧化碳中的溶解度方程為S=0.0231 e0.016T。
　　 實(shí)驗(yàn)采用課題組研發(fā)的一套顯微原位在線石英毛細(xì)管溶解度測(cè)定裝置,分別測(cè)定了氯苯和硫酸銅在亞臨界水中的溶解度以及乙