新型亲CO2化合物的设计合成及其在超临界CO2中的溶解行为研究

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本文首先在温度(313、323、333、343、353)K,溶解压力分布在(9.6-16.3)MPa范围内测定了4,4’-亚甲基双(异氰酸苯酯)在超临界CO2中的溶解压力,并简单的在313、323、333K下测定了其两种标准的浊点的后一种(浊点2)。结果显示在相同温度下,4,4’-亚甲基双(异氰酸苯酯)在超临界中的溶解性随着溶解压力的上升而增加,是因为等温情况下压力升高同时也提升了二氧化碳的密度,及其溶剂化能力;在相同压力下,溶解性随着温度的升高而下降,因为等压情况下温度的升高会降低二氧化碳密度及其溶剂化能力;同时,采用Chrastil、KJ、SS、del Valle、Bartle、MST、JCF七种半经验模型关联了MDI在超临界CO2中的溶解度数据,发现所有模型均得到了较好的关联结果,其中以含有更多温度压力变量的JCF模型的效果为最好,Chrastil模型最差。MST模型的效果较Bartle更好,可能是由于MST模型考虑了温度在某种程度上对二氧化碳的密度产生的影响;相似的,在KJ、SS、del Valle等三种Chrastil修正模型中,以SS模型关联效果为最好,因为三种模型中仅有SS模型考虑了温度对二氧化碳密度产生的影响;而且这三种模型关联结果都比Chrastil模型好,说明它们对Chrastil模型的修正都取得了成功。采用浊点2得到的关联结果与溶解压力类似,其结果稍不如溶解压力。其次,双丙酮-D-葡萄糖的溶解压力及浊点2也得到了测定,发现浊点2得到的结果较差。因此设计合成了三种双丙酮-D-葡萄糖衍生物2-4,并测定了它们在超临界CO2中的溶解压力和两种标准的浊点(浊点1和浊点2)。结果显示在相同条件下,化合物2-4在超临界二氧化碳中的溶解度都较双丙酮-D-葡萄糖得到了较大程度的提高,而且三种化合物在超临界二氧化碳中的溶解能力顺序为2>3>4。同时,仍用Chrastil等7种半经验模型关联了双丙酮-D-葡萄糖及其衍生物在超临界CO2中的溶解度数据,发现不论从各类影响因素来看,JCF模型仍是关联效果最好的模型;相对于固态溶质,Chrastil类模型更适合对液态溶质溶解度数据进行关联;E-ρ型模型则能较好关联固态溶质的溶解度;浊点压力1相对于溶解压力及浊点压力2能更好的关联溶解度数据。这能为其他超临界二氧化碳研究者选用合适的半经验模型或压力体系来关联溶解度数据提供某种借鉴意义。
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