超临界流体在催化反应中的应用.ppt

超临界流体在催化反应中的应用,导师:林励吾院士丁云杰研究员学生:严丽,Seminar,超临界流体技术的发展超临界流体特性超临界流体在催化反应中的应用超临界流体在催化反应中的应用展望,主要内容,物质处于其临界温度(Tc)和临界压力(Pc)以上时,向该状态气体加压,气体不会液化,只是密度增大,具有类似液态的性质,同时还保留气体的性能,这种状态的流体称为超临界流体(SupercriticalFluid,简称SCF),该流体表现出若干特殊性质.,超临界流体的概念,超临界流体的发展,MichelPerrut国际超临界流体发展委员会的奠基人,在临界点附近，会出现流体的密度、粘度、溶解度、热容量、介电常数等所有流体的物性发生急剧变化的现象。,超临界流体（SCF）的特性,超临界流体具有液体对溶质有比较大溶解度的特点,又具有气体易于扩散和运动的特性,因而有较好的流动性、渗透性和传递性能,而且在临界点附近,温度、压力微调可使SCF的性质显著变化,部分超临界流体溶剂的临界数据,纯二氧化碳密度随压力与温度的变化,特点:在临界点附近,密度有很宽的变化范围;温度,压力微调可使密度显著变化,纯二氧化碳在40下的密度,粘度,自扩散系数密度值随压力的变化关系,超临界流体技术的应用,超临界流体在催化反应中的优势,超临界流体,Exploitingnear-criticalreactionmediainmultiphaseslurryreactionsystems,AppliedCatalysisA:General,2001,byBalaSubramaniam,Nature,1994,byPhilipG.Jessop,HomogeneouscatalytichydrogenationofscCO2,TheratesofformicacidproductionbyCO2hydrogenation,1.Ru,N(C2H5)3,benzene,50atm,RT2.Rh,none,THF,95atm,403.Ru,N(C2H5)3,DMSO,40atm,RT4.Ru(1),N(C2H5)3,THF,205atm,505.Rh,NH(CH3)2,water,40atm,RT6.Ru(1),N(C2H5)3,scCO2,205atm,507.Ru(2),N(C2H5)3,scCO2,205atm,50.,1.TOF是THF的17倍,溶解钌膦配合物催化剂,使之成为高分散的均相系统,和氢气能互溶,多相反应变成均相反应.,2.消除了使用有机溶剂可能带来的环境污染,优点:,Nature,1994,byPhilipG.Jessop,J.Am.Chem.Soc.1996,byPhilipG.Jessop,Photographsshowingtheinteriorofthewindow-equippedreactorvesselundervariousconditions,CO2at30;CO2at32.,N(C2H5)3under:1atmofCO2gas;IncreasingpressureofCO2.,reactionmixtureat50:Start;Complete.,Insitumitigationofcokebuildupwithscreactionmedia.,AppliedCatalysisA:General,2001,byBalaSubramaniam,Catalystactivityhistoriesduringhexeneisomerizationonashell-type-Al2O3catalyst,Angew.Chem.Int.Ed.Engl.1981,byH.Tiltscher,Enhancingthestabilityofporouscatalystswithsupercriticalreactionmedia,Science,2003,byD.J.Cole-Hamilton,scCO2/IL中连续流动氢甲酰化反应,优点:提高了选择性和n/i比减少了环境污染,产物易分离降低了Rh流失,Science,2003,byD.J.Cole-Hamilton,scCO2/IL中连续流动氢甲酰化反应,超临界流体在催化反应中的应用展望,超临界流体在催化反应