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超临界流体萃取的夹带剂的作用及原理

2022.3.11
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coco5517

认真做好每一件喜欢的事,把每一件要做的事都变成喜欢并认真去做的事

  由于CO2是非极性物质,单纯的SC-CO2只能萃取极性较低的亲脂性物质及低分子量的脂肪烃,如醇、醚、醛及内醋等物质。对于极性较大的亲水性分子,金属离子及相对分子量较大的物质萃取效果不够理想。1989年于 恩平等介绍了关于超临界CO2萃取过程中使用夹带剂。即萃取时加入合适的夹带剂。如乙醇、甲醇、丙酮等。不仅改善和维持了萃取选择性,而且提高了难挥发性溶质和极性溶质的溶解度。由于夹带剂的使用,增强了SC-CO2的溶解力和选择性。夹带剂可以从两个方而影响溶质在SC-CO2中的溶解度和选择性,即CO2的密度和溶质与夹带剂分子间的相互作用。一般来说,夹带剂在使用中用量较少,对二氧化碳的 密度影响不大。甚至还会降低SC-CO2的密度。而影响溶解度和选择性的决定因素就是夹带剂与溶质分子间的 范德华力或夹带剂与 溶质有特定的分子间作用,如 氢键及其它各种作用力。例如,超临界CO2萃取 重金属,重金属离子带有正电荷,具有很强的极性,使得重金属离子与SC-CO2之间的范德华力很弱,难以直接萃取。一般采取的方法是选择带有负电的夹带剂(此处也称金属配合剂),中和金属离子的 正电荷,由于配合衍生效应的缘故,生成的 中性配合物的极性已大大降低,再结合另一种极性夹带剂。增强其在SC-CO2中的溶解度,进行萃取。另外,在溶剂的临界点附近,溶质溶解度对温度、压力的变化最为敏感。加入夹带剂后, 能使混合溶剂的 临界点相应改变,更接近萃取温度。增强溶质溶解度对温度、压力的敏感程度,使被分离组分在操作压力不变的情况下,适当升温就可使溶解度大大降低,从循环气体中分离出来,以避免气体再次压缩的高能耗。

  夹带剂在超临界CO2微乳液萃取技术中也起着非常重要的作用。超临界CO2微乳液是由合适的 表面活性剂(SAA)溶解于SC-CO2中形成的。由于SC-CO2对大多数SAA的溶解力是有限的,使得超临界CO2微乳液的形成过程比较困难。加入夹带剂(多为含3-6个 碳原子的 醇)不仅可以增加SAA在SC-CO2中的溶解度,同时还可以作为 助表面活性剂有利于超临界CO2微乳液的形成。超临界CO2微乳液萃取技术在 生物活性物质和金属离子萃取方面取得了很大的成就,有着非常广阔的发展前景。

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