超臨界氣凝膠干燥裝置選擇CO2作為干燥介質的原因介紹

　　氣凝膠是一種具有高比表面積、低堆積密度的多孔納米材料，由于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，其制備技術已成為化學工程研究的一個新興領域。為了防止凝膠干燥過程中微孔洞內的表面張力導致材料結構的破壞，采用超臨界干燥工藝處理。超臨界干燥技術的核心設備為超臨界氣凝膠干燥裝置，一般工作壓力高達7~20MPa，屬于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面，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。由于沒有氣液界面，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干燥過程中，可以重新建立CO2與被去除物質之間的相平衡關系，并且可以從材料中去除剩余的被去除溶劑。同時，因為在超臨界條件下沒有表面張力，也就是說，沒有由干燥材料的毛細管表面張力引起的微觀結構變化。

 

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

 

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