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《山东大学》 2005年
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超临界流体制备超微颗粒的过程模拟与喷嘴设计

刘燕  
【摘要】:本文首先对超临界流体(Supercritical Fluid,SCF)技术制备超微颗粒的研究现状和技术特点进行了综述和分析。SCF快速膨胀过程(Rapid Expansion of Supercritical Solution,RESS)和SCF抗溶剂结晶过程(Gas or Supercritical Anti-solvent Crystallization,GAS or SAS)是两个研究比较深入,并很有应用前景的超微微粒制备技术。作为一项多学科交叉的热点新技术,其实践和理论目前尚处于研究和发展阶段,基本上没有大规模工业应用的报导,实验研究也以操作参数对结果的大致影响为主,有些结果大相径庭。对其机理和过程的模型化描述和模拟研究,不仅可以合理地解释实验现象,而且可以预测实验结果,这对于实验研究及工业化应用都有着重要的科学指导意义。同时如何提高制备超微颗粒的产量也是目前应用领域亟待解决的瓶颈问题,通过深入分析和研究而进行的装置设计与喷嘴设计工作,将使课题的应用领域进一步拓宽,能为解决这一问题从设备角度上跨出关键的一步。基于以上考虑,将SCF技术制备超微颗粒的模型模拟与喷嘴设计作为本文的两个重点内容进行了研究。 为保证模拟与设计计算的正确性,需要进行流体物理性质的计算,对以超临界CO_2为主的SCF相状态参数计算进行了总结与比较,确定了计算状态参数应用的状态方程类型,即利用Bender方程,计算CO_2的气相密度、音速等参数,应用R—K方程计算导出状态函数关系式,而液相混合物的密度应用P-R方程来进行计算。在比较各种方法的适用性和优劣的基础上,给出了关于纯CO_2流体相和液体混合物的一些物理性能参数的计算方法和公式,比如、粘度、扩散系数、导热系数、表面张力等等。 在此基础上,对RESS流动过程和气溶胶溶剂萃取系统(ASES)过程进行了模型建立与模拟计算工作。 RESS过程制备超细微粒的本质是利用了SCF溶解性在临界区附近对压力的敏感性。通过压力的适当变化大幅度地调整SCF的溶解度,使溶解了溶质的SCF在瞬间迅速减压,从而在此过程中产生SCF强烈的机械扰动和极大的过饱和比。一维稳定流动过程模型的描述包括锥体入口段、直管膨胀段和出口超音速膨胀段,模拟得到了超临界流体在喷嘴流动过程中的温度、压力、密度、速度分布等结果,这些都是决定其溶解溶质能力的状态条件;过程结果表明,在锥体出
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TQ051

【引证文献】
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1 胥晓东;刘燕;王威强;;超临界流体技术制备超微粉体的新型喷嘴[J];化工机械;2008年06期
2 刘燕;王威强;邢晓伟;;应用超临界流体重结晶技术制备药物微粒[J];化工进展;2007年03期
3 巫先坤;王志祥;黄德春;蔡锦源;颜庭轩;;超临界抗溶剂制粒装置的现状及其展望[J];化工进展;2012年03期
4 黄锦祝;;基于VB的搅拌传动装置软件的设计开发[J];制造业自动化;2012年09期
5 肖克峰;马新;王威强;刘燕;;新型超临界流体抗溶剂法制备超微颗粒的喷嘴设计[J];辽宁化工;2007年07期
6 刘燕;曲延鹏;王威强;靳勇;邢晓伟;;超临界流体技术制备超微粉体喷嘴结构设计[J];中国粉体工业;2008年04期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 刘永兵;易健民;赵媛媛;;超临界流体制备超细颗粒的流动过程数值模拟[A];2010中西部地区无机化学化工学术研讨会论文集[C];2010年
2 刘燕;曲延鹏;王威强;靳勇;邢晓伟;;超临界流体技术制备超微粉体喷嘴结构设计[A];2007年全国粉体工业技术大会论文集[C];2007年
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【共引文献】
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2 任成军,李大成,钟本和,周大利,刘恒,龚家竹;影响TiO_2光催化活性的因素及提高其活性的措施[J];四川有色金属;2004年04期
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6 陈海群,朱俊武,杨绪杰,陆路德,汪信;微胶囊化红磷及其在阻燃工程塑料中的应用[J];工程塑料应用;2003年10期
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10 郑海忠,张坚,鲁世强,徐志锋;选区激光烧结制备PS/Al_2O_3纳米复合材料的研究[J];工程塑料应用;2005年09期
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1 朱德泉;蒋德云;王继先;周杰敏;;微波干燥对小麦品质的影响[A];食品安全的理论与实践——安徽食品安全博士科技论坛论文集[C];2005年
2 乐士儒;栾野梅;安茂忠;;电沉积银纳米膜的光学性质研究[A];2004年全国电子电镀学术研讨会论文集[C];2004年
3 尤小梅;李远志;莫国彪;洪雁;曾丹;;热泵、微波及太阳能干燥技术在食品加工中的应用[A];广东省食品学会第六次会员大会暨学术研讨会论文集[C];2012年
4 冯博华;周长忍;屠美;;取向聚氨酯/液晶复合膜血液相容性材料的表面形态表征[A];第4届全国医药行业膜分离技术应用研讨会论文集[C];2007年
5 刘晓娟;赵长滨;林君堂;张凤菊;于晓波;李存斌;赵丽平;冯源;;隧道式蔬菜热风脱水干燥机的研究[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
6 陈红意;赵满全;李萍;;农产品干燥技术进展研究[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
7 王永江;黄光群;韩鲁佳;;基于SIMULINK的猪粪好氧堆肥热量平衡仿真研究[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
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9 李鑫;马国远;许树学;;对虾带辐射的真空冷冻联合干燥系统的试验研究[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
10 车蕾;张来斌;马庆春;;基于fluent的含硫气井井喷失控射流的模拟研究[A];中国职业安全健康协会2009年学术年会论文集[C];2009年
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1 王超;膨化饲料特性及带式穿流干燥机气流场数值模拟研究[D];华中农业大学;2010年
2 吕彩霞;n-HA/CS复合材料的制备、性能表征及其应用研究[D];河北大学;2007年
3 张旭;纳米CeO_2-TiO_2复合介孔材料的制备及性能[D];河北大学;2009年
4 李艳冰;二元稀土氟化物的控制合成及光学性能研究[D];安徽工程大学;2010年
5 贺睿;AZ81基稀土镁合金组织与腐蚀性能的研究[D];河南理工大学;2010年
6 齐天骄;铟锡氧化物纳米微粒表面修饰研究及其悬浮液的制备[D];中国工程物理研究院;2010年
7 王青尧;锑基纳米材料的水热法制备及表征[D];山东科技大学;2010年
8 田维亮;线切割废砂浆制备白炭黑及改性研究[D];山东科技大学;2010年
9 尹永琦;多端耦合量子点体系量子输运特性的研究[D];哈尔滨师范大学;2010年
10 谭鑫鑫;稀土离子掺杂纳米晶ZrO_2-Al_2O_3复合粉体的制备及发光性质的研究[D];哈尔滨师范大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 乔英杰;李一栋;方双全;;TiB_2基复合材料的制备及其研究近况[J];材料工程;2007年S1期
2 宋艳文,林艳江;屏蔽电动机屏蔽套的设计特点及常见问题的预防措施[J];防爆电机;2002年01期
3 孙景,魏庆丰,李群英,李宝银,赵光远,马诗熙,石玉蕙;添加VC的TiB_2基硬质材料研究[J];粉末冶金技术;2003年06期
4 汪建利;张光胜;朱云广;张幸红;;燃烧合成C_f/TiC-TiB_2陶瓷基复合材料的致密化因素探讨[J];粉末冶金技术;2008年01期
5 文鹏;新型陶瓷刀具材料的发展趋势[J];佛山陶瓷;2004年02期
6 洪凡;;无水印染——超临界CO_2染色技术的研究进展[J];纺织导报;2010年05期
7 蔚立玉,林春绵,王军良,陈钦安;涤纶织物在超临界二氧化碳中的染色实验[J];纺织学报;2003年06期
8 李清廉,田章福,姚世强,王振国;结构参数变化对内混式喷嘴雾化性能的影响作用[J];工程热物理学报;2005年01期
9 乔欣;张海燕;;超临界二氧化碳染色的原理及研究进展[J];化纤与纺织技术;2010年01期
10 刘学武;李志义;金良安;夏远景;孟庭宇;;超临界反溶剂过程制备乙基纤维素超细微粒[J];高分子材料科学与工程;2005年06期
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 陈义伦;优质苹果醋酿造技术及主要风味物质研究[D];山东农业大学;2002年
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5 侯爱芹;涤纶纤维超临界CO_2流体染色研究[D];东华大学;2003年
6 蒋崇文;超临界流体色谱法分离与制备天然维生素E的研究[D];浙江大学;2003年
7 李天祥;米槁精油提取与分离及其化学成分的研究[D];天津大学;2004年
8 熊皓平;啤酒花化学成分及黄腐酚提纯技术的研究[D];浙江大学;2005年
9 谷美林;新型硼化钛基复合陶瓷刀具及切削性能研究[D];山东大学;2007年
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1 王杰;超临界流体染色装置研究与染色器内部流场模拟[D];山东大学;2011年
2 郑海英;利用微胶囊化提高牛乳免疫球蛋白稳定性的研究[D];东北农业大学;2000年
3 吴雪;姜油树脂微胶囊化生产工艺的试验研究[D];中国农业大学;2000年
4 李庆勇;刺五加有效成分的提取、纯化及利用[D];东北林业大学;2001年
5 魏朋吉;超临界二氧化碳从墨红浸膏中萃取墨红精油的技术研究[D];浙江大学;2002年
6 王玉琪;辣椒红色素超临界流体技术提取和应用研究[D];西北大学;2002年
7 万本屹;葡萄籽油SCF—CO_2萃取工艺及其特性的研究[D];山东农业大学;2002年
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9 李云松;超临界CO_2萃取富集鱼油中的EPA和DHA的工艺研究[D];东北农业大学;2002年
10 邢华斌;青蒿素的超临界流体吸附基础研究[D];浙江大学;2003年
【二级引证文献】
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1 冯建岗;;RESS用于药物微细化的研究进展[J];广州化工;2012年13期
2 周凯利;易健民;潘春跃;刘永兵;;超临界流体快速膨胀法制备微粒的研究进展[J];应用化工;2011年07期
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1 李锦运;冷破碎苹果皮渣中多糖的提取、分离纯化及抗氧化性研究[D];陕西师范大学;2011年
2 张明;SCF技术制备超微粉体用新型喷嘴研究[D];山东大学;2011年
3 姜圣翰;超临界流体制备粉体过程基本流体力学问题的数值模拟[D];大连理工大学;2008年
4 靳勇;超临界流体制备超微粉体装置设计与结晶器流场模拟[D];山东大学;2008年
5 郭德国;超临界流体连续染纱流程与装置研究[D];山东大学;2008年
6 刘霖;纳米晶铈锆氧化物固溶体的SAS合成及机理研究[D];天津大学;2009年
7 彭颖;肉桂精油的提取及其微胶囊化的研究[D];天津商业大学;2012年
8 盖旭;芥末油微胶囊的制备及研究[D];天津商业大学;2012年
【相似文献】
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2 李湘洲;超微颗粒材料的应用与展望[J];中国建材科技;1996年01期
3 何延才,陈家光;任意形状超微颗粒X射线定量分析计算方法[J];科学通报;1987年11期
4 杜妍辰,王树林;用面向对象的方法模拟超微颗粒的运动轨迹[J];矿山机械;2005年01期
5 胡荣泽;超微颗粒的研究动向[J];粉末冶金工业;1998年05期
6 赵良忠;曾祥燕;陈健;陈玲娟;徐晓东;;超临界CO_2抗溶剂法制备木瓜蛋白酶超微颗粒[J];食品科学;2010年24期
7 张忠义;李红磊;雷正杰;;RESS技术在制备药物微粒中的应用[J];中国中药杂志;2006年23期
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2 宋纪元;张兆富;侯民强;朱安莲;宋金良;王波;韩布兴;;二氧化碳和油酸乙酯体系高压相行为[A];中国化学会第十三届全国化学热力学和热分析学术会议论文摘要集[C];2006年
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4 张艳华;王爱琴;张传杰;银建中;张涛;;超临界流体沉积法合成有序介孔Co_3O_4晶体[A];第十五届全国分子筛学术大会论文集[C];2009年
5 龚庆杰;岑况;陈明;;超临界流体与超临界现象[A];第四届全国青年地质工作者学术讨论会论文集[C];1999年
6 张超星;张建玲;韩布兴;陈静;黄莹;冯晓颖;;超临界CO_2/H_2O界面一步法合成二氧化硅空心球[A];中国化学会第十三届全国化学热力学和热分析学术会议论文摘要集[C];2006年
7 李磊;;超临界流体选择溶胀法制备纳米多孔聚合物[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(上册)[C];2009年
8 胡书敏;张荣华;王军;徐文艺;;深部地壳水与岩石反应动力学[A];“九五”全国地质科技重要成果论文集[C];2000年
9 张敬畅;高玲玲;曹维良;;超临界流体干燥法制备新型TiO_2-CeO_2-SiO_2三元纳米复合光催化剂及其光催化性能研究[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
10 张敬畅;李青;曹维良;;超临界流体干燥法制备纳米TiO_2-MoO_3复合光催化剂研究[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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3 华凌;步行上班受污染少[N];科技日报;2006年
4 徐君辉;单味中药超微颗粒生产工艺[N];中国机电日报;2001年
5 汪洋;21世纪的溶剂萃取技术——超临界CO_2萃取[N];中国中医药报;2002年
6 ;纳米材料的奇异特性[N];计算机世界;2001年
7 罗争光 臧晴;世博健康雾,能造“空中维生素”[N];新华每日电讯;2010年
8 王高山;乘车比步行会吸入更多污染物?[N];科技日报;2006年
9 王高山;坐车比步行吸入更多污染物[N];市场报;2006年
10 韩布兴;环境友好的超临界流体技术[N];中国化工报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘燕;超临界流体制备超微颗粒的过程模拟与喷嘴设计[D];山东大学;2005年
2 吴家龙;超临界流体辅助的聚合物系脱挥基础研究[D];浙江大学;2002年
3 刘慷;超临界二氧化碳二元体系临界性质的理论研究[D];北京化工大学;2002年
4 许群;超临界流体的性质及其在化学反应中的应用[D];中国科学院研究生院(化学研究所);1999年
5 苏磊;聚烯烃塑料在超临界流体中降解行为及其机理研究[D];西南交通大学;2007年
6 胡德栋;超临界流体中有机固体溶解度的研究[D];山东大学;2005年
7 刘玲;超临界流体中L-脯氨酸催化Aldol反应的研究[D];陕西师范大学;2009年
8 刘圣春;超临界CO_2流体特性及跨临界循环系统的研究[D];天津大学;2006年
9 刘伟;超临界流体化学沉积法制备金属钯复合膜及其表征[D];天津大学;2008年
10 蒋崇文;超临界流体色谱法分离与制备天然维生素E的研究[D];浙江大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 肖克峰;SAS法制备超微颗粒实验装置与喷嘴研制[D];山东大学;2005年
2 靳勇;超临界流体制备超微粉体装置设计与结晶器流场模拟[D];山东大学;2008年
3 蒋婷;超临界流体染色工艺的实验研究[D];大连理工大学;2006年
4 石剑;超临界CO_2体系扩散系数的实验研究和分子动力学模拟[D];天津大学;2006年
5 Maiki Erinest Peter;超临界流体技术:SiO_2的制备及苯乙醇的高压植入[D];厦门大学;2009年
6 叶鑫;超临界流体提取稀溶液中有用成分的研究[D];北京化工大学;2005年
7 王洁;超临界CO_2萃取葡萄籽油的工艺研究及数值模拟[D];西北农林科技大学;2004年
8 王锡兵;超临界流体光学池的设计与超临界流体折射率的测试[D];华中科技大学;2006年
9 强利民;超临界流体萃取苦参碱的研究[D];河北科技大学;2008年
10 王鹏;超临界流体制备沥青泡沫炭及其结构控制的研究[D];东华大学;2008年
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