超临界流体离萃取仪.ppt

超临界流体萃取仪 一、发展 1822年，Cagniard 首次报道物质的临界现象； 1987年J B Hannay等发现用超临界的乙醇可以溶解金属卤化物； 1962年超临界二氯二氟甲烷被成功应用于从血液中分离铁卟啉； 1966年开始用超临界CO2和超临界正戊烷来萃取多环芳烃、染料和环氧树脂等； 1978年超临界流体技术被应用于从聚合物中提取各类添加剂，使超临界流体萃取技术的应用用范围不断扩大； 近20多年来，超临界萃取技术在理论基础，仪器研制，应用方面都得到了快速发展,取得了令人瞩目的成果。 二、超临界流体萃取的基本原理 临界点：物质气、液两相达平衡状态时的点，此时的温度和压力称为临界温度和临界压力。 稳定的纯物质都有固定的临界点。 超临界流体：处于超临界状态时，气、液两相性质非常相近，以至于难于区分，因此将此状态下的物质称为超临界流体。 气体、液体和超临界流体的物理性质对比 超临界流体萃取：是指利用超临界流体作为萃取剂，通过控制温度和压力，将目标物从液体或固体中萃取出来，以达到某种分离提纯目的。基本原理：利用超临界流体溶解能力与密度的关系，通过压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行萃取。在超临界状态下，流体与待分离的物质接触，使其有选择性地依次把极性大小、沸点高低和分子质量大小的不同成分萃取出来。然后借助减压、升温的方法使超临界流体变成普通气体，被萃取物质则自动完全或基本析出，从而达到分离提纯的目的，并将萃取分离的两个过程合为一体。 超临界流体萃取技术优点 1.超临界流体具有比较低的黏度和较高的扩散系数，比液体溶剂更容易穿过多孔性基体，提高了萃取效率。 2、温度或压力的改变可以调节超临界流体的溶解能力，因此可以通过对温度和压力的调节得到适当溶解能力的超临界流体，进而建立选择性比较高的萃取方法。 3、超临界流体提取的分析物可以通过压力的调节来进行分离，节省了时间，避免了挥发性分析物的损失。 4、超临界流体萃取常用CO2作超临界流体萃取剂，减少了对环境的污染。 5、超临界萃取CO2可以在接近室温下进行，可以有效的防止热不稳定物质的氧化和分解。 6、是一种不活泼的气体，又是一种不会发生燃烧的气体，没有毒害作用，在萃取过程中不会发生化学反应，比较安全可靠。 7、超临界流体萃取技术可以与色谱技术直接进行联用，有利于挥发性有机化合物的定性定量分析。 三、超临界流体萃取的仪器设备 超临界流体萃取的系统分类 根据操作方式不同可以分为： （1）静态萃取系统 （2）动态萃取系统 （3）循环萃取系统 超临界流体萃取仪的基本部件 （1）高压泵 （2）萃取池 液相色谱柱 、专用萃取池 （3）阻尼器 毛细管阻尼器、 高压针阀阻尼器 （4）收集器 （5）控制部分 超临界流体萃取的收集技术 在线方式：可以减少挥发性分析物的损失，提高萃取效率。 离线方式 :通过一定的溶剂或吸附剂和适当的方法收集分析物。常用的有溶剂捕集法、吸附剂吸附捕集法、固体表面冷冻捕集法 、 液-固联用捕集法。 超临界流体萃取装置的改进 萃取池：增大了池体积，最大容量为140mL。通过降低超临界流体的流速和采用自下而上的池体取向，减少了死体积。 采用独立的高压泵添加改性剂。 节流器的发展为SFE与后续分析仪器的联用提供了精确的接口装置。 采用低温冷冻的收集装置收集易挥发成分。 采用多泵系统，更为精确的控制流量，提高分析精确度。 四、超临界流体萃取技术的影响因素 影响超临界流体萃取效果的因素有： 1）操作条件，包括压力、温度、时间、溶剂及流量等； 2）原料的性质，如颗粒大小、水分含量、组分的极性等； 3）萃取剂的种类。 操作条件 萃取压力、萃取温度、流体流量和萃取时间等都对萃取效率有较大的影响。 萃取温度一定时，压力增大，流体密度增大，溶剂强度增强，溶剂的溶解度就增大； 在一定压力下，升高温度被萃取物挥发性增加，这样就增加了被萃取物在超临界气相中的浓度，从而使萃取量增大；但另一方面，温度升高，超临界流体密度降低，从而使化学组分溶解度减小，导致萃取数减少。优化萃取压力和温度一般采用Giddings公式。 一般流量适宜控制在1-4mL/min,但是对于易挥发组分，超临界流体的流量应该控制在1mL/min以下。 萃取时间的长短直接关系到萃取效率和运行成本的高低，在流体流量一定时可以适当延长萃取时间来提高样品回收率。 增加样品量可提高分析物的萃取灵敏度，但由于大量样品基体的引入时使萃取物的纯度降低，后处理和净化步骤较为麻烦。 粒度大小可影响提取回收率，减小样品粒度，可增加固体与溶剂的接触面积，从而使萃取速度提高。不过，粒度如过小、过细，会严重堵