超臨界氣凝膠幹燥裝置選擇CO2作為幹燥介質的原因介紹

　　氣凝膠是一種具有高比表麵積、低堆積密度的多孔納米材料，由於氣凝膠具有納米結構，因此在航天、催化、環境保護等領域有著廣闊的應用前景，其製備技術已成為化學工程研究的一個新興領域。為了防止凝膠幹燥過程中微孔洞內的表麵張力導致材料結構的破壞，采用超臨界幹燥工藝處理。超臨界幹燥技術的核心設備為超臨界氣凝膠幹燥裝置，一般工作壓力高達7~20MPa，屬於特種設備中的壓力容器。

 

　　在超臨界狀態下，氣體與液體之間不再有界麵，而是氣體與液體之間沒有均勻的流體，該流體逐漸從凝膠中排出。由於沒有氣液界麵，因此沒有毛細作用力，因此直到所有流體從凝膠中排出之前，它都不會引起凝膠的收縮和結構的破壞。該裝置的顯著特征是在幹燥過程中，可以重新建立CO2與被去除物質之間的相平衡關係，並且可以從材料中去除剩餘的被去除溶劑。同時，因為在超臨界條件下沒有表麵張力，也就是說，沒有由幹燥材料的毛細管表麵張力引起的微觀結構變化。

 

　　超臨界氣凝膠幹燥裝置選擇CO2作為幹燥凝膠的介質，以進行超臨界幹燥。這是因為二氧化碳的臨界溫度接近室溫，並且無毒，不易燃，可以進一步縮短幹燥時間，大大降低運行成本。該設備中常用的幹燥介質主要包括有機醇，例如甲醇，乙醇和CO2，這就是為什麽選擇CO2作為幹燥介質的原因。

 

　　因為超臨界流體同時具有氣體和液體的特性，所以沒有氣液界麵，因此沒有表麵張力。此時，在凝膠的毛細孔中沒有由於表麵張力產生的額外壓力。因此，在超臨界流體條件下幹燥凝膠不會引起由附加壓力引起的凝膠結構的破壞，避免了幹燥過程中凝膠的收縮，並保持了凝膠網絡骨架結構。超細氣凝膠，具有較高的比表麵積，均勻的粒徑分布和較大的孔體積。