超臨界流体中における極性有機化合物の相互拡散係数の測定と推算

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本研究は(1)超臨界CO_2中について従来測定データの少ない、より低圧域、および高圧域での各種溶質のD_<12>の測定、(2)極性溶質についてD_<12>測定を中圧域で行い、トレーサー応答法による測定限界およびその精度の評価、(3)推算式・モデルについて推算精度を検討し、推算法の確立を目的とした。超臨界溶媒としてCO_2とSF_6を、液体溶媒としてn-ヘキサン、シクロヘキサン、n-ドデカンを用いた。溶質として低圧域(15MPa以下)と高圧域(20MPa以上)で測定データの多いベンゼンとアセトン等を、また中圧域(15-20MPa)では単環芳香族類と脂溶性ビタミン類とを用いた。測定誤差の評価として誤差εの測定波長依存性、恒温槽中のカラム設置方向(水平、垂直)、トレーサー注入量の影響について調べた。測定は313.2Kでの8.5MPaから30MPaにおけるCO_2中のベンゼンとアセトンのD_<12>を測定した。特に13MPa以下においては信頼できるデータがなく、この領域についてのD_<12>相関式を提案した。313.2K,16.0MPaのCO_2中、および328.2K,14MPaでのSF_6中における各種ビタミン、不飽和脂肪酸誘導体を測定した。応答曲線がテ-リングしているのは溶質の極性のためと考えられている場合にも、溶質の低い溶解度のためにテ-リングが起こる場合があった。特にSF_6の場合、溶質がリノール酸メチルエステルの場合にテ-リングが認められたが、溶質注入量を減らした結果、左右対象の応答曲線が得られ、測定したD_<12>は溶媒自由体積による相関式により整理できた。16.0MPaでn-ヘキサン、n-ドデカン、シクロヘキサン中における芳香族化合物についてD_<12>を測定した。溶媒自由体積による相関式でよくD_<12>を整理できたが、さらに溶媒粘度nによる式でも溶媒によらずこれらD_<12>を同じパラメーターで精度よく相関できた。