第六章
超临界流体技术
在超细微粒制备中的应用
6.1 纳米粒子
- 纳米粒子简介 - 基本物理效应 - 应用
- 传统制备方法
纳米粒子

纳米粒子是指尺度为纳米量级的超细微粒，介 于宏观物体和微观分子原子之间，粒径一般在子尺寸效 应和宏观隧道效应
超临界流体微粒化技术
6.2.1 过程原理
利用溶质溶解度随超临界流体密度变化的特
点，当从超临界流体状态迅速膨胀到低压、 低温气态时，溶质溶解度急剧下降，产生极 高的过饱和度，从而瞬间成核、生长并沉积 形成大量粒径及形态均一的超细微粒
要求溶质必须能够溶于超临界流体
6.2.2 工艺流程与特点
关键部位：特制的微细喷嘴
重要特征：溶质在有机溶剂中有一定溶
解度，超临界流体与有机溶剂有很强互 溶能力，溶质在超临界流体中不溶或溶 解度很小
6.3.2 工艺流程和特点
溶液中的溶剂会被超临界流体完全溶解，析 出的溶质可以是无污染的干燥粉体 通过控制超临界流体与溶液的混合速率，控 制溶质的析出速率，从而控制析出粉体的大 小与形状 可以获得尺寸小、粒径分布均匀的微粒，且 微粒中溶剂含量比传统方法少得多，大大提 高了产物纯度
机溶剂而不深于超临界流体的任何固体
用于炸药、有机物、聚合物、生化药物、
酶、天然产物的微粒制备
6.4 超临界流体干燥技术
优点
(Supercritical Fluid Drying, SFD)
可有效克服使凝胶粒子聚集的表面张
力效应
避免物料在干燥过程中收缩，保持湿
凝胶原有的结构和状态，防止凝胶收 缩团聚

6.3 超临界流体抗溶剂技术
Supercritical Antisolvent, SAS Or Gas Antisolvent, GAS
6.3.1 6.3.2 6.3.3 6.3.4
过程原理 工艺流程与特点 主要影响因素 应用
6.3.1 过程原理
首先溶质溶解于一种有机溶剂中，再将
超临界流体加入此溶液，超临界流体在 溶剂中溶解度很大，降低了溶质在其中 的溶解度，导致溶质过饱和沉析
L 5 mm; D = 25 ~ 60 m
超临界溶液在非常短的时间(10-8 ~
10-5 s) 内通过此喷嘴，实现快速减压膨胀，并形 成以音速传递的机械扰动
过饱和比 106
RESS工艺特点
快速降压产生的极高过饱和度
快速推进的机械扰动
RESS工艺优点
产品纯度高，溶剂残留少
操作温度低，特别适用于热敏性物质 减少了废水排放和回收溶剂时的能耗
工艺流程简单，收率高
所得晶体粒径分布狭窄且易于调控
6.2.3 影响因素
喷嘴结构 溶质浓度
膨胀前后温度
膨胀前后压力 携带剂
6.2.5 RESS应用
药物 聚合物 有机物 无机陶瓷材料 ……
6.5 超临界微乳法
(Supercritical Fluid Micro-emulsion)
在传统微乳法的基础上发展起来
超临界微乳法
用超临界流体代替有机溶剂
形成二氧化碳包水的微乳液，简称超临界 二氧化碳微乳液； 由水、二氧化碳和表面活性剂组成
传质快，反应速度快 避免有机溶剂的使用 简化产品分离过程

工艺优点
非常适用于难溶于超临界流体的固体 避免产品中的溶剂残留 溶剂与抗溶剂易于分离，工艺步骤简化 适于热敏物质的分离 颗粒形态、尺寸及分布易于调控

6.3.3 主要影响因素
操作方法 溶液浓度
反溶剂的选择
压力 温度 溶液膨胀速率
6.3.4 应用
起步较RESS晚 适用范围更广，可用于那些能溶于液相有
制备超细粒子的新方法 分类

○ 超临界溶液快速膨胀法
○ 超临界反溶剂法
○ 超临界干燥法 ○ 超临界流体微乳法 ○ 超临界流体反应法 ○ 耦合方法
6.2 超临界溶液快速膨胀技术
(Rapid Expansion of Supercritical Solution, RESS)
6.2.1
过程原理 6.2.2 工艺流程与特点 6.2.3 影响因素 6.2.4 理论模型 6.2.5 应用 6.2.6 改进技术