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超臨界二氧化碳(CO2)之特性

        二氧化碳 (carbon dioxide),化學符號 CO2,分子量 44.01,其沸點為-78.5 ℃,為不燃性的氣體,且無色無臭無毒,安定性良好,亦無助燃性,為價廉的氣體。


二氧化碳的臨界溫度為31℃,臨界壓力為7.4 MPa,超臨界狀態容易達到。

 

Property
Gas
SFC
Liquid
密度Density(g/ml) x 103
1
100~800
1000
黏度Viscosity(cP)
0.01
0.05~0.1
0.5~1
擴散性Diffusivity(mm/sec)
1~10
0.05~0.1
0.5~1

二氧化碳物理性質

 

由二氧化碳的三種狀態的物理性質比較,可以明顯看出超臨界流體之物性均在氣體與液體之間。

 

高密度(Liquid-like density) 密度接近液態二氧化碳,可隨溫度與壓力而改變,進而改變溶解能力。

 

高擴散性(Gas-like diffusivity) 流體趨近於臨界狀態時,其性質介於液相與氣相之間,具有類似氣體的高擴散性(擴散係數是液體的100 倍),因而具有良好的質傳速率。

 

低黏度(Gas-like viscosity) 低黏度(黏度是液體的百分之一)、低表面張力的特性,使得超臨界流體能夠滲透進入微孔隙的物質,因此用於萃取時其萃取速率比液體快而有效。

 

低表面張力(Low surface tension) 極小的表面張力,故具有比一般有機溶劑還要高許多的擴散度。

 

Solvent
Surface Tension(dyne/cm)
Density(g/ml)
Viscosity (cp)
Perchlorethylene
32
1.6
0.9(20℃)
1,1,1-Trichloroethane
26
1.4
1.2(20℃)
Freon 113
20
1.6
0.7(20℃)
Petroleum (C12-C18)
28
0.8
2.0(20℃)
Water
72
1
0.9(20℃)
Liquid CO2
5
0.8
0.08(15℃)
Supercritical CO2
<1
0.7
0.03(38℃/300atm)

與常見有機溶劑的物理性質