분야
hwp2. 초임계 용액이란?
3. 초임계 유체의 응용
1) 추출, 정제, 재결정 분야
a) 초임계CO2추출
b) 초임계 CO2 세정
c) 초임계나노입자제조
d) 초임계수산화
1) 초임계 수열합성법
2) 초임계 수열 합성 공정 기술
3) 초임계 수열 합성공정의 장점
4) 초임계의 환경 친화적 특징
5) 내부식성 초임계 수산화 공정
6) 초임계 수산화 공정의 특징
왜 초임계 추출인가?
2) 섬유공학 분야
3) Spectroscopy
4) 폐수처리 등 오염물 분리공정
5) 기타
2. 초임계 용액이란?
모든 물질에는 아무리 많은 압력이 가해져도 더 이상 액체로서 남아 있을 수 없는 온도 한계가 있습니다. 또한 마찬가지로 아무리 온도를 높여도 기체로 존재할 수 없는 압력 한계가 있습니다. 이러한 온도나 압력을 각각 초임계 온도, 초임계 압력이라 부르고 이는 순수한 물질의 Phase - Diagram상의 경계가 됩니다. 그리고 이렇게 액체와 기체의 중간적인 성격을 지닌 물질을 초임계 용액(Supercritical Fluid)이라 합니다.
이 초임계 용액은 Liquid상이 가지는 용해력과 Gas상이 가지는 확산성을 동시에 지니고 있어서 추출 시스템의 용매나 Chromatography에 있어서 유동상(Mobile Phase)으로서 아주 이상적입니다.
또 초임계 용액은 고온, 고압에서 특히 고압일수록 더 큰 용해능력을 지니는 압력 의존적인 용해 능력을 지니고 있습니다. 그리고 이러한 특성은 정제, 추출, 분별 그리고 다양한 재료의 재결정화 등에 응용될 수 있습니다. 압력 의존적인 초임계 용매의 용해력은 CO2 의 임계 압력보다 낮은 압력에서는 거의 0 에 가까운 용해 능력을 보이지만 압력이 올라갈수록 용해 능력이 급격히 상승함을 알 수 있습니다. 이와 같은 용해 형태는 초임계 용액에 녹는 화합물에 있어 매우 보편적인 것입니다. 그리고 이러한 용해 능력을 바탕으로 분리와 정제 공정 등에서 추출용매로서 초임계 용액이 사용되고 있습니다.
Solvents
Critical Temperature (℃)
Critical Pressure (atm)
Carbon Dioxide
31.1
72.8
Ethane
32.3
48.2
Ethylene
9.3
49.7
Propane
96.7
41.9
Propylene
91.9
45.6
Cyclohexane
280.3
40.2
Isopropanol
235.2
47.0
Benzene
289.0
48.3
Toluene
318.6
40.6
p-Xylene
343.1
34.7
Chlorotrifluoromethane
28.9
38.7
Trichlorofluoromethane
198.1
43.5
Ammonia
132.5
111.3
Water
374.2
217.6
3. 초임계 유체의 응용
최근 초임계유체의 장점을 이용한 연구는 급격히 증가하여 경쟁적으로 수행되어 왔으며 기존의 용매의 단점인 낮은 효율, 낮은 품질, 환경에의 악영향 또는 기술적 어려움을 해결할 수 있는 새로운 혁신기술로서 주목받고 있다. 특히 식품공업, 화학공업, 의약품공업, 재료공업, 환경산업, 에너지 다소비산업 등의 분야에서 고품질의 제품생산이나 효율향상은 물론 현재 사회문제로 대두되고 있는 환경보존이나 에너지 절약 등의 연구가 활발히 진행되고 있어 그 응용범위는 계속 확대되고 있다. 최근에는 초임계 반응에로의 영역이 넓혀져 많은 연구가 활발히 진행되고 있다. 대표적인 초임계 반응으로는 수소화 반응, 알킬화반응, 수화탈황반응, 산화반응, 분해반응, 수화반응, 에스터화반응,
