超臨界二酸化炭素中の芳香族化合物の拡散係数の濃度依存性に関する研究

超临界二氧化碳中芳香族化合物扩散系数浓度依赖性研究

基本信息

批准号：
10750551
负责人：
東秀憲
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至 1999
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は,現有の擬定常状態に基づく超臨界流体中での拡散係数測定装置を改良し,飽和溶解度に近く,より高濃度で狭い濃度範囲での拡散係数の測定が可能な装置を製作した。具体的には現在の拡散セルの前に新たに恒温槽を取り付け,以前に溶解度の測定に用いていた高圧セルを飽和用セルとして設置することにより,有限濃度の流体を拡散セル中に供給できるようにした。飽和セルを拡散セルとは別の温度(拡散セルの温度での飽和溶解度よりも低い飽和溶解度を示す温度)に保つことで,これまで純二酸化炭素を流していた拡散セル中に,溶質濃度の異なる流体を流すことが可能となった。本測定装置により,これまで得られていた溶質濃度0から飽和濃度(溶質のモル分率で10^<-3>のオーダー)までの比較的広い濃度範囲の間での平均値としての拡散係数だけでなく,設定温度・圧力での飽和溶解度を基準として,より飽和溶解度に近く,狭い濃度範囲での拡散係数が測定することが可能になった。測定系としては信頼できる溶解度データが存在し,無限希釈状態での拡散係数の報告例も比較的多い超臨界二酸化炭素+ナフタレン系を対象に,飽和用セルの温度を323.2K,328.2Kとし,拡散セルを温度308.2Kで圧力10.4MPaでの測定を行った。この結果,拡散セル中を流す流体の溶質濃度が増加するにつれ,拡散係数が減少するという結果が得られた。今後は,より濃度依存性が大きいと考えられており,拡散係数に異常性が観察された圧力近傍での測定を行い,拡散係数の濃度依存性についてより詳細に検討したい。また,既存の溶液中での拡散係数の濃度依存性を表現する式として提案されているDarken式を用いて超臨界二酸化炭素中でのナフタレンの拡散係数の濃度依存性の相関を行い,その適用性について検討を行った。この結果,液体中での拡散係数に対して提案されているDarken式が本測定系に対しても有効であり,超臨界二酸化炭素中でのナフタレンの拡散係数の濃度依存性を良好に再現できることが示された。

今年，我们改善了基于当前伪稳态状态的超临界流体中的扩散系数测量装置，以产生接近饱和溶解度的设备，并能够在较高浓度和较窄浓度范围内测量扩散系数。具体而言，在当前扩散电池之前安装了一个新的恒温浴，并且以前已用于测量溶解度的高压电池已安装为饱和电池，从而使有限的流体浓度可以提供到扩散电池中。通过将饱和细胞保持在温度下与扩散电池不同（在扩散电池温度下表现出低于饱和溶解度的温度），现在可以将具有不同溶质浓度的流体流动到以前流动的纯碳二氧化碳中的扩散池中。这种测量设备使得在较窄的浓度范围内测量扩散系数，这些浓度范围已经到达到达现在，以及在相对较宽的浓度范围内的平均扩散系数，从0溶解度浓度到饱和溶解度（饱和溶解度）（在溶液的摩尔分数中，均匀范围的均匀范围），在较窄的固定系数中，在范围内的较繁殖范围，在较范围内，在范围内均具有饱和的范围。和压力。可靠的溶解度数据作为测量系统存在，对于超临界二氧化碳 +萘系统，在无限稀释的状态下，饱和电池的扩散系数相对较多，饱和电池的温度为323.2K和328.2K，在10.4mpa的压力下，散射电池是323.2K和328.2K，并且扩散细胞的测量。该结果表明，随着流经扩散细胞的流体的溶质浓度的增加，扩散系数降低。人们认为，将来的浓度依赖性将更大，我们将在观察到扩散系数异常的压力附近进行测量，我们将在更详细地研究扩散系数的浓度依赖性。此外，我们使用了深色方程，该方程是作为表达现有溶液中扩散系数浓度依赖性的方程式，以将超临界二氧化碳扩散系数的浓度依赖性相关联，并检查其适用性。该结果表明，针对液体扩散系数提出的黑暗方程式也对当前的测量系统有效，并且可以重现萘在超临界二氧化碳中的扩散系数的浓度依赖性。