超临界气凝胶干燥装置选择CO2作为干燥介质的原因介绍

　　气凝胶是一种具有高比表面积、低堆积密度的多孔纳米材料，由于气凝胶具有纳米结构，因此在航天、催化、环境保护等领域有着广阔的应用前景，其制备技术已成为化学工程研究的一个新兴领域。为了防止凝胶干燥过程中微孔洞内的表面张力导致材料结构的破坏，采用超临界干燥工艺处理。超临界干燥技术的核心设备为超临界气凝胶干燥装置，一般工作压力高达7~20MPa，属于特种设备中的压力容器。

 

　　在超临界状态下，气体与液体之间不再有界面，而是气体与液体之间没有均匀的流体，该流体逐渐从凝胶中排出。由于没有气液界面，因此没有毛细作用力，因此直到所有流体从凝胶中排出之前，它都不会引起凝胶的收缩和结构的破坏。该装置的显着特征是在干燥过程中，可以重新建立CO2与被去除物质之间的相平衡关系，并且可以从材料中去除剩余的被去除溶剂。同时，因为在超临界条件下没有表面张力，也就是说，没有由干燥材料的毛细管表面张力引起的微观结构变化。

 

　　超临界气凝胶干燥装置选择CO2作为干燥凝胶的介质，以进行超临界干燥。这是因为二氧化碳的临界温度接近室温，并且无毒，不易燃，可以进一步缩短干燥时间，大大降低运行成本。该设备中常用的干燥介质主要包括有机醇，例如甲醇，乙醇和CO2，这就是为什么选择CO2作为干燥介质的原因。

 

　　因为超临界流体同时具有气体和液体的特性，所以没有气液界面，因此没有表面张力。此时，在凝胶的毛细孔中没有由于表面张力产生的额外压力。因此，在超临界流体条件下干燥凝胶不会引起由附加压力引起的凝胶结构的破坏，避免了干燥过程中凝胶的收缩，并保持了凝胶网络骨架结构。超细气凝胶，具有较高的比表面积，均匀的粒径分布和较大的孔体积。