$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Superkritische vloeistofextractie (SFE) en drogen (SCD) werkwijzen zijn gevestigd in een groot aantal praktische toepassingen, vooral in de voedings- en aardolie-industrie, maar ook in chemische synthese, analyse en materiaalverwerking. 1-6 Gebruik van drogende of extractiemedium bij omstandigheden boven hun kritische punten vaak sneller, schoner en efficiënter dan traditionele (vloeibare) technieken, en heeft als bijkomend voordeel dat deze zeer stelbaar ten opzichte van de solvatatie vermogen van het fluïdum door lichte aanpassing van de bedrijfsomstandigheden . 3,7 Een eenvoudige ScD methode bestaat uit drie basisstappen. De eerste stap is het blootstellen van de vaste stof (of misschien vloeibaar) uitgaande materiaal dat het doelwit verontreinigingsverbinding een geschikt gekozen ScD fluïdum in vloeibare bevat (of bijna-superkritische vloeibare) fase, waarbij de hoge dichtheid overeenkomt met een hoge (en misschien selectieve 7) oplossend vermogen met betrekking tot de doelsoorten. Thij tweede stap is verwarming en het comprimeren van het systeem boven de gekozen ScD vloeistof kritische punt in een gesloten container, zodat de vloeistof en de opgeloste doelsoorten geen fasegrens die kunnen leiden tot de scheiding voorbij. De laatste stap wordt langzaam verlagen van de druk van het fluïdum ScD vacuüm bij een temperatuur boven de kritische temperatuur, waarbij de vloeibare oplossing die de doelsoort te ontsnappen, weer zonder geconfronteerd een fasegrens of nadelige oppervlaktespanningseffecten onderweg.
Het uitgangsmateriaal wordt links uitgeput van de doelsoorten en kunnen tot herhaalde behandelingen worden onderworpen indien nodig. Bij superkritische vloeistof extractie, de beoogde opgeloste species is het gewenste product en wordt vanuit oplossing voor verder gebruik. 8,9 In andere gevallen, het gedroogde of gezuiverde uitgangsmateriaal is het gewenste product en de geëxtraheerde verontreinigingen worden verwijderd. Dit laatste scenario, hierin aangeduidals ScD benadering werd ontdekt dat een effectieve strategie voor de voorbehandeling van groot oppervlak, microporeuze materialen zoals metaal-organic frameworks (MOFs), waar de traditionele hittebehandeling werkwijzen onder vacuüm in veel gevallen niet voldoende opruimen van de poriën alle ongewenste gasten, of kunnen leiden tot poriën instorten. 10 Kooldioxide ScD (CScD) processing is nu routine post-syntheseproces voor MOF, 11 wat leidt tot een verhoging van stikstof-toegankelijke oppervlak dan onbehandelde materialen tot 1000% 12 en andere verbeteringen, zoals katalytische activiteit. 13 Andere opmerkelijke superkritisch fluïdum aanvragen zijn wijd afstembare medium voor chemische reacties, 14-16 superkritische vloeistofchromatografie (SCFC) 6,17,18 en synthese van aerogels en geavanceerde composietmaterialen. 19- 22
Voor het drogen toepassingen wordt een ScD fluïdum gekozen op basis van twee criteria: a) de mate van dekritieke punt om omgevingsomstandigheden (voor het gemak en om energie te kosten of complexiteit van het proces te verminderen) en b) zijn solvatatie vermogen met betrekking tot de doelsoorten. Kooldioxide (CO 2) heeft bewezen een geschikte ScD fluïdum in vele toepassingen omdat het niet giftig, brandbaar en goedkoop en kan worden afgestemd op een hoge solvatatie vermogen vertonen naar een aantal gewone organische doelsoorten in de buurt vloeistof staat (bij een druk van <10 MPa en een temperatuur van 273-323 K). 1-3,7-9 Andere veel voorkomende superkritische oplosmiddelen (of co-oplosmiddelen) onder water (verspreid over een opmerkelijke reeks van oplosmiddel eigenschappen tussen de omgevingstemperatuur en de superkritische toestand 23), aceton, ethyleenglycol, methanol, ethanol en ethaan, die het spectrum van polaire (protische en aprotische) voor polaire en met kritische punten relatief dicht bij omgevingsomstandigheden.
Koolstofdioxide is veruit de meest voorkomende ScD gebruiken vloeistof. In gevestigde CScD methoden, de reactiviteitvan het uitgangsmateriaal geen remmende factor aangezien CO 2 is slechts zeer zwak reactief bij temperaturen nabij het kritische punt. Bepaalde soorten materiaal zoals zogenaamde complexe hydriden (bijvoorbeeld alanates en boorhydrides) aanwezig items waarmee bediening door hun sterke reactiviteit in aanwezigheid van water of CO 2 naast hun (misschien opzettelijk maat) instabiliteit onder verwarmen . 24-26 Bovendien is er grote internationale belangstelling materialen zoals high-density opslag van waterstof verbindingen, 27-30 en dus ook in nanogestructureerde en / of poreuze variëteiten 31-33. Voor de effectieve zuivering van dergelijke reactieve, instabiele en nanogestructureerde materialen, ScD werkwijzen vormen een veelbelovende strategie. 34 een ScD vloeistof moet worden gebruikt die een kleine moleculaire diameter geschikt voor penetratie in smalle holtes en die ook een hoge solvatatie vermogen naar de doel onzuiverheden, while resterende reactief tegen het uitgangsmateriaal zelf. Hierin wordt het gebruik van superkritische stikstof (N 2) als een effectief medium voor dergelijke extractie- en vooral droogtoepassingen gepresenteerd. Een specifiek superkritisch stikstof gedroogd (nscd) methode wordt hieronder beschreven voor de zuivering van γ-fase magnesium boorhydride waarbij de doelsoort zowel diboraan en een n-binding (vergelijkbaar met, maar niet specifiek herkenbaar n-butaan). Het volgende protocol kan gemakkelijk worden aangepast voor algemene uitbreiding naar andere superkritisch stikstof gedroogd of extractieproces.