宋丽萍[1]2001年在《超临界抗溶剂过程的相平衡及应用研究》文中研究指明许多物质可溶于有机溶剂中，但不溶于超临界流体，同时，超临界流体在有机溶剂中有较大的溶解度，能引起溶剂体积膨胀，降低其溶剂化能力。因此，在适当条件下通入超临界流体可以使溶剂中溶解的溶质析出，这一过程称为超临界流体抗溶剂过程(SAS)。目前，这一新兴技术在物质重结晶、混合物或天然产物的分离、微粒制备等方面得到广泛的应用，并且具有十分广阔的前景。但对于超临界流体抗溶剂过程而言，相平衡性质随不同因素的变化规律是该技术发展和应用的关键，而目前相关的相平衡数据十分缺乏。为此本实验建立了叁套不同的装置，测定了几种化合物的溶解度，并结合理论数据进行了一系列应用方面的尝试。 在第二章中，设计组装了一套测定超临界流体抗溶剂过程相平衡的装置。此装置具有平衡速度快、精度高、操作方便、可随时观察体系中相态变化等优点。利用该装置，分别研究了α-萘酚、β-萘酚在乙醇溶剂中和胆固醇在乙醇、丙酮溶剂中的溶解度。对这些体系的相平衡研究文献中尚未见报道。实验结果表明，CO_2在液相中的摩尔分数随压力的升高而增大，随温度的升高而降低，溶质在溶剂中的溶解度差异对CO_2的液相摩尔分数梢有影响。溶质在液相中的溶解度随压力升高而降低，随温度升高而增大。对于α-萘酚和β-萘酚来讲两者结构上的差异造成了它们在同一溶剂中溶解度的不同，从而为应用抗溶剂法分离这两种物质提供了理论依据。而对于胆固醇-乙醇和胆固醇-丙酮体系，同一物质在不同溶剂中有极大的溶解度差异，这是抗溶剂法进行重结晶的基础。 在第叁章中，我们将抗溶剂过程中相平衡的理论研究与实际应用相结合，在对染料木素和大豆素的溶解度进行研究的基础上，建立了抗溶剂法分离纯化复刹昆合物的实验装置，从大豆粗提物中分离纯化了大豆异黄酮，得到的产品中染料木素含量高于卯%。这为我国大豆资源的深加工提供了一条新途径。 在第二章相平衡研究的理卯土上，第四章建立了抗溶剂重结晶装置，初步研究了超临界流体琉溶齐蛤剖旦固醇在丙酮和乙醇两种不同溶剂中重结晶中的应用，分别选择了不同的压力、温度、静置时间和初女甜渡等操作参数，比较了不同操作参参吓口不同溶剂对结晶形态的影响。实验结果表明，胆固醇在不同溶剂中结晶形态有极大的差异，在乙醇中的结晶晶粒大小远远小于在丙酮中的，并且多呈薄片状不同于在丙酮中的长棒状或块状。关键词:超临界流体抗溶剂，相平衡，溶解度，重结晶
王召亚[2]2013年在《超临界抗溶剂法喷射流场的CFD模拟研究》文中研究说明超临界抗溶剂（SAS）法是最具发展前景的微粒化方法之一。析出釜作为SAS法微粒成核及生长的主要场所，是制粒过程中的关键设备。对于SAS析出釜，增强溶液喷嘴出口附近射流区内溶液与抗溶剂的湍动与混合，有利于提高喷嘴出口附近射流区内溶液的过饱和度，减小颗粒粒径。此外，减弱釜内的漩涡流动，避免颗粒碰撞，是保持颗粒形貌及粒径均一的重要保证。析出釜内CO2入口与溶液喷嘴的设置方式是影响釜内流场的重要因素。本文采用CFD方法分别研究了CO2侧壁入口和顶部入口情况下析出釜内的流场特征。研究结果表明从侧壁进入的CO2入口的高度低于溶液喷嘴高度时，能够得到利于CO2与溶液混合的流场。对于CO2从顶部竖直进入的情况，CFD模拟结果表明CO2入口与溶液喷嘴的距离越接近，越能充分利用CO2的入射动量促进喷嘴出口附近区域内溶液与抗溶剂之间的混合。当CO2入口从顶部偏斜一定角度进入时，CFD模拟结果表明，CO2入口与竖直方向夹角的较佳值为45°。本文在CO2入口与竖直方向夹角为45°的条件下，考察了析出釜直径和CO2入口直径对釜内流场的影响，借以研究适宜的CO2通量和CO2入射速度。CFD模拟结果表明，提高析出釜内单位面积上CO2的通量，利于加强喷嘴出口附近溶液射流区内流体的湍动以及溶液与抗溶剂之间的混合，有助于提高成核速率而减小颗粒粒径。增大通量还会促使釜内漩涡向釜顶部缩小，利于颗粒形成后在距喷嘴出口更短的距离处开始以平推流的方式向下运动。这有助于减弱颗粒的碰撞，保持颗粒形貌和粒径的均一。通过模拟不同CO2入口直径对析出釜内流场的影响发现，减小CO2入口直径，一方面使入射速度增大而提高入射动量，促进喷嘴出口附近溶液射流区内组分的混合，加强流体的湍动，利于提高成核速率而减小颗粒的粒径。另一方面，使对称入射的两股CO2碰撞接触面缩小，不利于促进混合。本文通过CFD方法研究SAS析出釜结构对流场的影响，得到了流场变化规律。本文的研究结果对析出釜的优化设计和工程放大具有重要的理论意义和应用价值。
蔡美强[3]2007年在《水力空化混合器强化超临界流体辅助雾化制备超细微粒的研究》文中研究说明微粒和亚微粒材料在许多与化工有关的行业,诸如催化剂、涂料、燃料、颜料、陶瓷材料和超导体等,尤其是药物行业得到了广泛的应用。药物剂型是药物输送的必然途径,第叁代制剂(即控释制剂)和第四代制剂(即靶向制剂)已成为这一领域的研究热点。传统的微粒制备工艺如喷雾干燥、气流研磨和液体抗溶剂结晶等都难以有效控制微粒的粒度和粒度分布,不能满足药物剂型对微粒的要求。近年来,随着超临界流体技术研究的深入,利用超临界辅助雾化法(supercritical fluid assisted atomization,SAA)制造微米级、纳米级微粒被认为是取代现存微粒制备技术的有效途径之一。本文将水力空化混合器(hydrodynamiccavitation mixer,HCM)引入超临界辅助雾化过程,形成了引入水力空化混合器强化超临界辅助雾化的方法(Supercritical fluid assisted atomization introduced byhydrodynamic cavitation mixer,SAA-HCM),成功制备了药物、聚合物以及由聚合物为壁材的药物微胶囊。首先建立了一套SAA-HCM实验装置。针对SAA饱和器内两相间的传质速率和混合效率是关键因素这一特点,引入了水力空化混合器代替饱和器以强化传质过程。实验结果表明,该装置可以满足实验对设备和工艺的要求,而且可以实现对重要操作条件如混合器压力和温度、溶液浓度、溶液进液速率和沉淀器温度等的调节和控制,并能保持良好的稳定性;比较无有筛板的混合器处理的亚甲基蓝溶液浓度的变化和微粒性能,分别证实了水力空化的存在,和空化强化传质的效应。在自行建立的SAA-HCM装置上,以罗红霉素和盐酸左氧氟沙星为模型药物,系统考察了混合器压力、沉淀器温度、溶剂、进料中CO_2与液体溶液流量比(R)和溶液浓度等操作参数对有机药物产品颗粒形态、粒径和粒径分布等的影响。实验结果表明,SAA-HCM能成功制备出罗红霉素、左氧氟沙星的纳米级微粒和气溶胶给药配方微粒。水力空化混合器一方面增加了停留时间,另一方面通过空化效应以强化混合,使溶剂中的CO_2摩尔分率接近于平衡值,所得粉体的直径更小也更趋于均匀。各操作参数对微粒粒径及粒径分布均有不同程度的影响,经SAA-HCM处理的药物未发生降解。另外,还考察了SAA-HCM过程中混合器压力、沉淀器温度、溶剂和进料中CO_2与液体溶液流量比(R)等操作参数对聚乳酸产品颗粒形貌、粒径和粒径分布等的影响,成功制备了聚乳酸超细微.粒。以聚乳酸/二氯甲烷/罗红霉素/SC-CO_2为对象,利用SAA-HCM过程成功制备了以聚乳酸为壁材的罗红霉素微胶囊,考察了混合器压力、沉淀器温度、溶剂、进料中CO_2与液体溶液流量比(R)和溶液浓度对微粒形态、粒径、包裹率和释放曲线的影响,在沉淀器温度为50℃时能得到界面清晰的微胶囊颗粒。实验发现,随着R的增加,微粒粒径相应减小,但在R为1.4～1.8范围内,微粒粒径无明显的变化,载药量和包封率增大,同时释药速率加快;随着混合器压力的增加,微粒粒径相应减小,载药量和包封率均有所增大,释药速率也随之加快;增加初始溶液聚乳酸的浓度,微粒粒径相应增加,载药量下降,而包封率上升,释放曲线下降;反之增加初始溶液罗红霉素浓度,微粒粒径相应增加,但载药量、包封率和释放曲线都随之下降。最后,以萘、胆固醇为模型药物,结合文献报道的萘/甲苯/CO_2、胆固醇/溶剂/CO_2相平衡数据和SAA过程原理,研究了溶剂/CO_2和溶剂/溶质/CO_2相平衡数据与产品颗粒特性的关系。结果表明:二元相平衡数据是选择SAA-HCM操作参数的的重要依据,且CO_2摩尔分率是决定溶剂、混合器压力、温度和气液比等操作参数的关键因素。采用PR方程,计算得到了CO_2/萘/甲苯叁元体系的液相组成;以叁元体系相平衡数据为基础,通过选择混合器操作条件,成功制备出了萘超细微粒。采用溶剂偏摩尔体积法计算得到了CO_2/胆固醇/丙酮(乙醇)叁元体系液相组成;以此叁元体系相平衡数据为基础,考虑到操作过程既要维持液相中较高的CO_2含量,又应避免混合器内胆固醇的析出,成功制备出了胆固醇超细微粒。采用链扰动的统计流体理论方程(PC-SAFT)分析了聚乳酸/二甲醚/CO_2和聚乳酸/二氯甲烷/CO_2体系的泡浊点压力与体系温度、CO_2分率和溶剂分率等的关系。本文的研究结果将为SAA-HCM或SAA工业化生产药物微粒和微胶囊的设计和优化提供适当的指导。
夏菲[4]2012年在《基于超临界CO_2强化溶液分散法制备营养素脂质体前体的研究》文中进行了进一步梳理脂质体前体以固体形态存在,能有效地解决脂质体液态时易出现的聚集沉降、磷脂氧化水解以及包封药物泄漏等物化稳定性差的问题。它是一种带有有效成份的干燥的流动性好的颗粒,临用前分散于水中即可得到脂质体悬浮液。但是,目前常规的制备方法还存在稳定性差、制备耗时、溶剂残留等问题,无法满足工业生产需要。超临界CO_2强化溶液分散法不仅工艺简单,而且整个生产过程溶剂残留低,绿色环保无污染,在制备脂质体前体方面有巨大应用前景。目前,还没有超临界CO_2强化溶液分散法制备脂质体前体的系统研究,只有少量文献进行相关报道,对于超临界CO_2强化溶液分散法制备脂质体前体的影响因素的研究,制备过程中各因素的影响规律的研究仍很缺乏。本课题利用超临界CO_2与有机溶剂互溶性强,制备的微粒粒度分布窄等特性,提出了超临界CO_2强化溶液分散法制备脂质体前体,然后水化脂质体前体制备脂质体的绿色工艺路线,构建了脂质体前体制备的绿色新工艺。建立了高压相平衡测定装置,为研究脂质体前体制备的影响因素与规律提供了理论依据。并对超临界抗溶剂法过程中涉及到的影响因素和规律进行了深入研究,为脂质体前体的工业化生产提供了理论依据和技术参数。对制备的脂质体前体进行了动物实验效果评价,为脂质体前体的临床应用提供了实验依据。主要结论如下:1.通过测定CO_2+DCM+EtOH,CO_2+EtOH+C_6H_(14)以及HPC+EtOH+CO_2叁种叁元体系在不同温度和组成下的浊点和泡点压力,对超临界CO_2强化溶液分散法过程的相平衡进行研究。组成不变时,随着温度的升高,体系泡点压力增大;温度不变时,随着CO_2量的增大,体系泡点压力增大。极性较强的溶剂对体系相平衡的影响比极性较弱的溶剂要大。用PR-EOS方程成功对体系CO_2 +EtOH+ C_6H_(14)的相平衡数据进行了拟合。该研究为脂质体前体制备奠定了理论基础。2.以辅酶Q10为辅酶类模型,粉末磷脂、胆固醇为壁材,考察了体系温度、压力、组成等对脂质体载药量的影响,用SEM, XRD, DLS和TEM对脂质体前体和脂质体进行了表征。确定了用超临界CO_2强化溶液分散法制备辅酶Q10脂质体前体的最佳条件:以体积比13:12的二氯甲烷和无水乙醇为混合溶剂,压力8.0MPa,温度35℃, CoQ10和PC质量比为1:10,胆固醇和PC的质量比为1:3。在此条件下,CoQ10载药量为8.92%。脂质体前体水化后可得到单分散粒径为50nm左右的脂质体悬浮液。说明通过超临界CO_2强化溶液分散法制备辅酶Q10脂质体前体,并通过脂质体前体水化得到脂质体的工艺路线可行。3.以维生素D3为维生素模型药物,氢化磷脂为壁材,确定了最佳条件:压力8.0MPa,温度45℃, VD_3和HPC质量比为1.5:10, VD_3载药量为12.89%。在此条件下,VD_3载药量为12.89%,包埋率接近100%。通过与薄膜分散法制得的脂质体进行比较,发现脂质体前体水化后得到的脂质体粒径更小,粒度分布更均匀。说明该工艺路线相对常规方法薄膜分散法具有一定优势。通过SEM、TEM、XRD和DLS对脂质体前体和脂质体的表征,对脂质体前体水化得到脂质体的水化机理进行了研究,发现通过超临界CO_2强化溶液分散法得到的matrix结构对水化得到高包埋率的脂质体有促进作用。4.以叶黄素为植物营养素模型药物,氢化磷脂为壁材,详细考察了实验条件对脂质体前体形貌、载药量的影响,确定了制备脂质体前体的最佳条件:压力8.0MPa,温度35℃,溶液流速1ml/min。在此条件下,叶黄素载药量为55mg/g,脂质体包埋率达90%以上,二氯甲烷溶剂残留量极低,为7.2ppb。通过动物实验发现,叶黄素脂质体的抗氧化活性较好,并且有明显的剂量依赖性。说明本文提出的将活性物制备成脂质体前体,临用前水化成脂质体的过程,对活性物的生物活性没有破坏,且溶剂残留量低,该工艺路线为脂质体前体工业化生产提供了新思路。
李广田, 陈岚, 蔡建国, 刘哲鹏[5]2009年在《超临界抗溶剂法制备微粒的机理研究》文中研究说明超临界抗溶剂法是一种新型环保、具有广阔应用前景的微细颗粒制备技术,在材料科学、食品工业及药物微粒制备方面的应用成为研究的热点。随着实验研究中众多问题的出现,其理论研究越来越被重视,并且取得了一定的进展。着重从体系相平衡及溶液和超临界CO2之间的混合行为等方面,综述了近年来国内外对超临界抗溶剂法制备微细颗粒过程的理论研究进展并分析了部分存在问题。
况丽[6]2013年在《SAS法制备锰铈复合氧化物催化剂的颗粒形貌控制研究》文中提出火电厂NOx排放接近总排放量的的48%，逐渐成为重要的空气污染源。用NH3做还原剂通过选择性催化还原法（SCR）脱除是最行之有效的方法之一。近年来，低温SCR技术因能很好的节约能源、降低运行的成本而越来越受到关注，锰铈复合氧化物（MnOx-CeO2）即为具有较好的低温活性的催化剂之一。超临界抗溶剂（SAS）技术能制备出分布窄、粒径小的纳米级催化剂。本课题组将其应用于制备锰铈复合氧化物，得到了具有特殊形貌结构的中空纳米球催化剂并表现出良好的储放氧性能及低温催化活性。但也出现了SAS法制备氧化物颗粒的共同问题：颗粒桥连、团聚较严重，比表面积不高。针对这些问题，本研究在前人工作基础上，探索将表面活性剂用于SAS法制备无机氧化物颗粒，尝试制备分散性较好、比表面积高的MnOx-CeO2纳米球催化剂，同时对其结构及低温SCR催化性能进行考察。研究通过实验筛选出了适宜的表面活性剂PVP及P123，将其应用于SAS法制备MnOx-CeO2催化剂，成功制备出颗粒分散度及比表面积均得到较好改善的MnOx-CeO2纳米球。通过对实验的过程参数研究发现：通过改变温度、压力、及表面活性剂与盐的质量比等参数，可有效调控颗粒的形貌、粒径、颗粒分散度及比表面积。最终成功合成了分散性较好、比表面积较高的介孔MnOx-CeO2复合氧化物催化剂。对以PVP及P123辅助制备样品的对比研究发现，表面活性剂辅助制备的样品晶格氧的迁移性能有所增强，氧化能力有所提高，且加入PVP更有利。PVP辅助制备的MnOx-CeO2纳米球催化剂的SCR性能优于P123辅助制备的催化剂，主要是由于比表面积（79.35m2/g）比较大、表面的Mn2p结合能及Mn/Ce表面原子比更适中、表面氧物种更多、还原性更高、氧活化能力更好。对于MnOx-CeO2-PVP复合氧化物催化剂，增加锰含量，比表面积增大，高价态锰增多；当Mn/Ce比为1:1时，其低温SCR反应活性最高，主要是由于该样品有适中的Mn2p结合能及表面Mn/Ce较多的表面氧空位和最好的氧化还原性能。
刘宏伟[7]2001年在《多元体系相平衡及反应的研究》文中指出本文对多元体系相平衡及反应做了如下叁方面的工作：1)超临界抗溶剂重结晶在药物微粉化中的应用；2)用反应蒸馏法水合环氧乙烷生产乙二醇的工艺研究；3)C5醚化体系相平衡的研究。得出如下结论： 第一部分研究了超临界抗溶剂重结晶法在药物微粉化中的应用。据我们了解，在国内还没有其他人做过这方面的工作。我们研究了胰岛素试剂、牛血清蛋白+二甲基甲酰胺(DMF)、牛血清蛋白+乙醇、木瓜蛋白酶+DMF、头孢拉啶(头VI)+甲醇等溶液体系的间歇法超临界重结晶过程，得到了不同粒径和形状的晶体颗粒。本部分还对头VI+甲醇溶液的间歇法超临界重结晶过程的工艺条件进行了详细研究，得到如下结论： (1) 随着系统温度的升高，晶体的平均粒径增大，晶体形状不随温度变化，且在低浓度(＜10g／L)时呈球形。 (2) 随着系统压力的升高，晶体的平均粒径减小，晶体形状不随压力变化，且在低浓度(＜10g／L)时呈球形。 (3) 随着溶液初始浓度的增加，晶体的平均粒径增大，晶体形状亦有所变化。如当浓度为10gm时，出现了松针状晶体。 另外，随着系统升压速率的增加，晶体的粒径也是减小的。 第二部分在用反应蒸馏法水合环氧乙烷生产乙二醇的工艺研究中，考察了摩尔回流比、塔压、水与环氧乙烷之比、理论板数以及进料位置等对反应转化率和选择性的影响，同时考察了温度和能量随回北京化工大学硕士学位论文流比的变化关系。结果如下: (1)随着回流比的增加，转化率和选择性均有所增加。在较小回流比(R=2)时，转化率就己接近100%，而直至全回流时，选择性才接近100%。所以该工艺最好是在全回流下操作。 (2)水与环氧乙烷之摩尔比已降至了3:1。 (3)当塔压P<0.2Mpa时模拟无法进行，当P口OZN于a时，随着塔压的增加，转化率不断增加直至100%，而选择性却在P=0.SMPa时有一个最大值。如综合环氧乙烷在水中的溶解度和节能两方面，最佳操作压力应是0.SMPa。 (4)最佳的理论板数是8块理论板。 (5)最佳进料板为第4块板。第叁部分得到如下几个结论: (1)收集并整理了CS馏份的各组成成份、甲醇及TA州田的纯物质的物性。(2)收集并整理了体系中两两组份间的相平衡数据。(3)利用AsPen Plus模拟软件关联出体系中各组份两两之间的N眠JL，UN IQUAC，Wilson的模型参数。关键词:超临界抗溶剂结晶药物微粉化环氧乙烷反应蒸馏 水合乙二醇CS醚化相平衡
肖克峰[8]2017年在《硫酸头孢喹肟超微颗粒的SEDS法制备研究》文中认为硫酸头孢喹肟是动物专用头孢类抗生素,主要用于治疗奶牛乳房炎和猪牛呼吸系统感染等动物疾病。但是由于硫酸头孢喹肟为脂溶性药物,因而其在混悬注射液中的生物利用度较低,起效缓慢。在研究经皮给药时,又因为其药物颗粒粒径比较大,导致所制备透皮剂的透皮率非常低,疗效较差。由于硫酸头孢喹肟是一种新型动物专用头孢类抗生素,在其超微颗粒制备技术方面的研究较少,主要采用的是传统制备方法。这些传统超微颗粒制备方法虽然能够制得硫酸头孢喹肟超微颗粒,但是制备过程中有的存在大量有机溶剂,容易污染环境;有的方法在制备过程需要较高的温度,容易对药效产生影响。超临界流体加强溶液分散法(Solution Enhanced Dispersion by Supercritical Fluids,SEDS)以超临界二氧化碳(SC-CO2)作为抗溶剂,粒径可控,环境友好,并且易于操作,因而该方法在药物颗粒制备方面得到了广泛的应用,但暂没有发现利用该方法制备硫酸头孢喹肟颗粒方面的相关研究。本文主要研究SEDS法制备硫酸头孢喹肟超微颗粒的工艺、喷嘴及相关机理。具体研究内容和结果如下:一、对SEDS法制备硫酸头孢喹肟超微颗粒过程的相行为进行了研究。确定了 SEDS法制备硫酸头孢喹肟超微颗粒过程药物溶剂选择的基本原则,根据原则通过研究确定DMSO作为SEDS过程中硫酸头孢喹肟的溶剂。采用状态方程法对SEDS过程中CO2-DMSO二元体系的相行为、液相体积膨胀率(Liquid Volume Expansion Rate,LVER)和液相摩尔体积膨胀率(Liquid Molar Volume Expansion Rate,LMVER)进行分析和计算。利用Soave-Ridlich-Kwang(SRK)方程和Peng-Robinson(PR)方程对文献中SEDS过程中CO2-DMSO二元体系相平衡的实验数据进行关联。以计算的CO2摩尔分数与实验数据相比的平均相对偏差(Average Absolute Relative Deviation,AARD)作为目标函数,比较SRK方程和PR方程的优劣。将计算得到的结果与参考文献中的五组实验所得数据相对比,发现SRK方程计算结果的AARD均高于PR方程。PR方程的AARD在6.33%～9.65%之间,能够满足工程基本要求,因此可以用于对后续实验过程相平衡数据的计算。利用PR方程法计算得到了本实验各实验温度下的CO2-DMSO二元平衡相图、LVER曲线和LMVER曲线。将LVER与传统的相区结合,并结合实验结果分析,得到新的CO2-DMSO气液平衡相图区域划分,可以用于指导SEDS法制备硫酸头孢喹肟超微颗粒过程工艺参数范围的选择。并且开展了用SEDS法制备硫酸头孢喹肟超微颗粒实验研究。通过将压力、气液质量流量比和温度变化得到的实验结果与平衡相图和LMVER相关联,发现压力在13MPa附近能够得到较小的颗粒平均粒径;气液质量流量比R的最优值为5;温度应在CO2的临界温度之上,但不能太高,否则会提高临界压力,增加对设备的要求和成本。结果表明,可以利用LVER和LMVER大致判断SEDS过程制备硫酸头孢喹肟超微颗粒的形貌以及确定合适的操作参数范围。该部分的相平衡机理分析为后续实验的开展建立了理论基础。二、对利用多孔式喷嘴实验装置SEDS法制备硫酸头孢喹肟超微颗粒工艺进行研究。通过正交实验对该工艺进行优化,并根据结晶动力学模型、雾化质量预估模型分析过程参数对粒径及粒径分布的影响机理。通过正交实验发现,在用配有多孔式喷嘴的实验装置制备硫酸头孢喹肟工艺中,溶液浓度对所制备颗粒平均粒径的影响最大,其后依次为溶液的流量、压力和温度。该工艺的最优条件为:溶液浓度100g·L-1,溶液流量1.5mL·min-1,操作压力13MPa,操作温度306K。在此工艺条件下进行验证实验,所得颗粒的平均粒径为0.71μm。通过粒径分布和颗粒比表面积分析发现,SEDS法制备硫酸头孢喹肟颗粒工艺能够较好地控制颗粒的粒径分布,获得较窄的粒径分布范围。通过分析各单因素对平均粒径、粒径分布和颗粒比表面积等指标的影响,发现溶液浓度增加,硫酸头孢喹肟颗粒的平均粒径不断增大,粒径分布的范围也变大;而溶液流量增加,所制备颗粒的粒径不断减小,粒径分布的范围也变得更小;操作压力和温度对于粒径和粒径分布的影响较为复杂,受多个作用机理影响,随着压力的增加,平均粒径先变小后变大,但是粒径分布中其粗端粒径指标D97却不断增加;当温度升高时,平均粒径先变大后变小,粒径分布的趋势与粒径变化趋势是相同的,整体变化幅度都不大。通过对硫酸头孢喹肟处理前后扫描电镜(SEM)照片、X射线衍射(XRD)图谱和傅里叶转换红外光谱分析仪(FTIR)图谱的分析发现:处理后的硫酸头孢喹肟颗粒由处理前的块状变为薄片状,但是存在团聚现象;处理后的硫酸头孢喹肟的结晶度较处理前略有降低,有利于提高其溶解度和生物利用率;处理前后其化学结构没有发生任何改变,该工艺能够保持所处理药物结构的稳定性。叁、借助计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法分析并优化适合于SEDS过程制备药物颗粒放大研究的新型环隙喷嘴。利用CFD方法对纯CO2喷雾过程和SEDS过程中环隙喷嘴和沉降釜内的流场特性进行对比分析和研究。通过对纯CO2过程和SEDS过程流场的速度分布和湍流强度分布云图的对比发现,SEDS过程的速度分布与纯CO2过程从总的分布形式来说较为接近,但是同样位置纯CO2过程速度和湍流强度都要高于SEDS过程,充分说明虽然DMSO的比例较低,但是对流场参数会产生不可忽视的影响。通过对纯CO2过程和SEDS过程流场湍流强度分布云图的研究发现,在整个环隙喷嘴的下方形成一个高湍流强度叁角形区域,根据文献确认该区域为结晶成核区,定义为高湍流强度成核区。该区域对于初级成核和二次成核具有重要影响。沉降釜中其他的区域湍流强度相对较小,较为均匀,为晶核的生长区域,称之为低湍流强度生长区。这两个区域的划分可用于探讨沉降釜内部流场对颗粒形貌的影响机理。以环隙喷嘴的重要结构参数入射角α、两入口间距L1和DMSO入口位置尺寸L2的值为变量,借助CFD模拟对喷嘴出口处DMSO体积分数分布曲线进行了分析对比,对喷嘴出口向下3mm处和30mm处的DMSO体积分数和湍流强度分布情况进行了分析对比。分析结果表明这些结构参数在一定范围内变化时,均能满足SEDS过程的基本要求,但在不同水平时,对流场中体积分数分布和湍流强度等流场参数的影响有较大差异。根据这些流场参数差异对SEDS法制粒过程的意义,确定了最优环隙喷嘴结构参数值:入射角α为30°、两入口间距L1为3mm,DMSO入口位置尺寸L2为3mm。四、对新型环隙喷嘴实验装置制备硫酸头孢喹肟超微颗粒工艺进行研究。根据CFD优化的结果,加工制做了用于SEDS过程的新型环隙喷嘴,并改进了实验装置。通过正交实验确定了各操作参数对环隙喷嘴装置制备硫酸头孢喹肟超微颗粒工艺的影响力顺序,根据影响力从大到小分别为溶液浓度、溶液流量、操作压力和操作温度。同时确定了该工艺的最优操作条件,即溶液浓度为100g·L-1,溶液流量为9mL·min-1,操作压力为1OMPa,操作温度为316K。在最优工艺条件下进行验证实验,所得颗粒的平均粒径为0.73μm。通过与多孔式喷嘴相比较发现,在最优操作条件下,环隙喷嘴比多孔式喷嘴所制得颗粒的平均粒径0.71μm仅相差2.8%;环隙喷嘴制得颗粒粒径分布的D97为2.12μm,比多孔式喷嘴的2.73μm小22.34%,因而粒径分布更窄;环隙喷嘴所得颗粒的比表面积为4255.68m2/kg,相比于多孔式喷嘴的4620.38m2/kg,降低了 7.89%。这些对比表明,环隙喷嘴在进料速度增加6倍的基础上,达到了与多孔式喷嘴较为接近的颗粒质量,而且所制备颗粒的粒径分布更为均匀。借助平均粒径、粒径分布和比表面积等指标分析各单因素对工艺过程的影响。发现溶液浓度增加会增大平均粒径及粒径分布范围,而溶液流量的增加则可以降低平均粒径和粒径分布范围。操作压力的变化趋势表现出与多孔式喷嘴不一样的特点,随着压力的增加,平均粒径和粒径分布都变大。而温度升高依然导致粒径先变大后变小,但是变化幅度非常小。通过对硫酸头孢喹肟处理前后SEM照片、XRD图谱、FTIR图谱、热重分析(TGA)曲线和差热分析(DTA)曲线的分析,对颗粒的形貌、晶型结构、结构稳定性和热稳定性进行了研究。结果表明,处理后的硫酸头孢喹肟颗粒较处理前的形状由块状变为薄片状,但存在团聚现象;晶型基本没变但结晶度有所降低;化学结构和热稳定性都没有发生改变。综上所述,本研究通过对SEDS过程相行为的分析和阐释,揭示了过程相行为与制备颗粒形貌的关联性,可以用于指导实验研究的开展。通过正交实验对基于多孔式喷嘴实验装置的SEDS法制备硫酸头孢喹肟超微颗粒工艺进行了研究,为该工艺的中试放大提供了基础数据和理论参考。通过CFD分析了新型环隙喷嘴内的流场分布,揭示了 SEDS过程的流体动力学机理,实现了对环隙喷嘴的结构优化,并利用环隙喷嘴装置的大流量实验对SEDS法制备硫酸头孢喹肟超微颗粒工艺进行了放大研究,为该工艺的工业应用和推广提供优化的喷嘴结构和基础理论指导。
宋运涛[9]2005年在《超临界CO_2制备金属氧化物纳米粉体应用研究》文中认为氧化锌、氧化锡纳米材料均为典型的n型半导体材料,表现出比体相时更优异的光学和电学性能,在催化、气敏元件、太阳能电池、光电器件等领域有着广泛的应用。纳米金属氧化物半导体材料的研究同所有其它纳米材料一样,开始时主要集中在制备方法的研究上,包括各式各样的纳米制备技术的研究与完善、不同前驱物种类的试验研究、相应方法下制各工艺条件及其参数的研究等。 化学制备法在纳米粒子的规模生产方面具有一定的优势。研究发现,在湿化学合成纳米粉体的整个工艺过程中,存在粒径调节、制备过程存在着污染、粒子团聚等一系列等尚待解决的问题。从化学反应成核、晶粒生长到凝胶的洗涤、干燥以及粉体的焙烧,每一个阶段均可能产生团聚。超临界CO_2所表现出的扩散性能高、粘滞性低、溶解能力可调、临界温度低、易于实现产物与介质分离、环境友好等性能,使其在超细粉体制备方面颇受关注,进行了大量研究。迄今为止,所制备的超细粉体主要集中在药物、炸药、聚合物等方面,产物粒径在微米级。以超临界CO_2为介质制备金属氧化物纳米粉体的方法鲜有报道。本文采用超临界CO_2抗溶剂沉积和超临界CO_2干燥分别制备了ZnO和SnO_2纳米粉体,取得了较好的实验结果,为进一步拓展超临界CO_2在纳米粉体制备方面的应用和深入研究奠定了基础。 一、以Zn(CH_3COO).2H_2O为原料,在40℃,150bar工作条件下,用超临界CO_2抗溶剂沉积技术成功制备出平均粒径约35nm的乙酸锌干燥粉体,并对该产物进行了TEM、XRD、FTIR测试,分析了沉积过程对前驱物物相和化学组成的影响,其物相由结晶态转变为无定形态,红外振动频率由于尺寸效应发生偏移,并生成了微量碳酸盐。在实验基础上,分析了工作温度、工作压力、升压速度、超临界CO_2喷入方向等因素对产物粒径及其分布的影响,认为升压速度和CO_2喷入方向是影响沉积过程的重要因素。 对沉积产物在150、300、450℃条件下分别进行了焙烧,得到纯度高、尺寸分布单一的纤锌矿结构ZnO纳米粉体。通过TG-TGA测试,分析了热分解过程,证实其各阶段分解温度较之原始前驱物提前。通过XRD测试,证实氧化锌结晶温度降低。通过FTIR测试,证实所得氧化锌纳米粉体纯度高,未见有机基团存
孙丰来[10]2004年在《二氧化碳抗溶剂法制备聚合物微颗粒的研究》文中研究说明微颗粒的研制已成为当今高新技术中的一个热门领域。超临界流体结晶技术拥有一些传统技术不具备的优点，可以不造成或减少环境污染，是一种新的、很有发展前景的绿色微颗粒制备技术。国内外有许多学者对此进行了大量的实验研究，但因缺乏定量描述过程的模型，对有些实验现象尚难给出满意的解释，操作条件与产物粒径和形态间的比较准确的关系也尚未建立，距放大到工业规模形成生产力尚有相当大的差距。 论文通过超临界流体抗溶剂过程(SAS)的理论研究和实验，探讨了SAS过程制备聚合物微颗粒的原理和实验参数对颗粒形态的影响；计算了高压下相平衡性质，回归二元相互作用参数；建立了SAS过程的传质模型，用于溶剂在喷嘴出口瞬间的传质速率及液滴在下降过程中扩散消失时间的计算；在自行设计和搭建的SAS实验装置上成功地制备了聚苯乙烯微颗粒；并考察了过程参数对实验结果的影响。 研究表明，回归得到的(CH_3)_2SO-CO_2、CH_2Cl_2-CO_2两个体系MPR方程中的二元相互作用参数，计算相平衡值与文献值的平均误差约为1.5％；根据建立的SAS过程的传质模型，预测了液滴消失时间t与CO_2密度ρ_B、液滴下降速度ν_t、喷嘴直径d、摩尔分数x_A的关系，部分结果与一些文献实验结果相符。通过预测釜中流体的相态变化，结合抗溶剂原理较好地解释了抗溶剂与溶剂流量比对颗粒形成的影响。表明长时间制备聚合物微颗粒时，该流量比存在最小值，此比值应维持釜中的甲苯含量小于或略高于甲苯在二氧化碳中的溶解度。通过釜中甲苯含量变化与清洗时间关系的计算和实验表明，清洗时间决定了甲苯残留量，而甲苯残留量对颗粒形态有较大影响。实验表明，CO_2密度从446kg／m~3到719kg／m~3变化时，生成聚苯乙烯粒径变化不大；降低温度有利于聚合物结晶生成离散微颗粒，而较高的温度会使聚合物塑化，25℃时聚苯乙烯无团聚现象发生；溶液浓度的增加，不利于聚合物结晶形成微颗粒，当溶液浓度5％时，生成熔融状聚苯乙烯，无颗粒生成；搅拌不利于聚合物结晶；在超临界状态下CO_2所含杂质不利于对聚合物结晶；在超临界点以下时，CO_2所含杂质对聚合物结晶影响不大。甲苯中少量的杂质对实验结果影响不大。这些结论为进一步研究SAS过程奠定了一定的基础。
参考文献：
[1]. 超临界抗溶剂过程的相平衡及应用研究[D]. 宋丽萍. 北京化工大学. 2001
[2]. 超临界抗溶剂法喷射流场的CFD模拟研究[D]. 王召亚. 天津大学. 2013
[3]. 水力空化混合器强化超临界流体辅助雾化制备超细微粒的研究[D]. 蔡美强. 浙江大学. 2007
[4]. 基于超临界CO_2强化溶液分散法制备营养素脂质体前体的研究[D]. 夏菲. 上海交通大学. 2012
[5]. 超临界抗溶剂法制备微粒的机理研究[J]. 李广田, 陈岚, 蔡建国, 刘哲鹏. 化学世界. 2009
[6]. SAS法制备锰铈复合氧化物催化剂的颗粒形貌控制研究[D]. 况丽. 天津大学. 2013
[7]. 多元体系相平衡及反应的研究[D]. 刘宏伟. 北京化工大学. 2001
[8]. 硫酸头孢喹肟超微颗粒的SEDS法制备研究[D]. 肖克峰. 山东大学. 2017
[9]. 超临界CO_2制备金属氧化物纳米粉体应用研究[D]. 宋运涛. 山东大学. 2005
[10]. 二氧化碳抗溶剂法制备聚合物微颗粒的研究[D]. 孙丰来. 浙江工业大学. 2004