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