本文對超臨界流體技術的研究現狀及進展作了簡要綜述和分析
。就研究方向而言，超臨界流體技術在超細材料、新型藥品、生化
技術等重大領域的應用前景已引起廣泛的關注，并成為研究的熱點。
在與之相關的基礎理論方面，對其機理和過程的模型化描述是目前
的一個難題，其研究不僅是超臨界流體技術走向應用的關鍵，而且
具有十分重要的科學價值。基于以上考慮選擇超臨界流體沉積技術
作為本文的研究目標，將超臨界流體沉積技術引入無機材料領域，
采用超臨界溶液滲透法修飾陶瓷膜孔徑，并建立起這一過程的數學
模型，另外還進行了固體在超臨界流體中的溶解度推算、異丙醇鋁
在超臨界丙烷中的溶解度測定和RESS過程新型噴嘴的開發三個內容
的研究。
基于Peng-Robinson狀態方程提出一新的方法推算多環芳香
族化合物在超臨界二氧化碳中的溶解度，計算過程中需要的純固體
的臨界參數利用Sigmund-Trebble方法預測，純固體的飽和蒸汽壓
通過熔點、沸點和過冷液體的蒸汽壓計算。另外，本文將二元交互
作用參數與純物質性質k(下12)與T(下c,1)／T(下m,2)進行了關聯
，并用關聯的k(下12)預測固體在超臨界二氧化碳中的溶解度，計
算精度與傳統方法的結果比較，結果甚為滿意。
2.建立了一套固體在超臨界流體中的溶解度測定裝置。測定了
388K，403K兩種溫度、21.5～30.5MPa下異丙醇鋁在超臨界丙烷中
的溶解度數據，并分別用Chrastil及Macnaughton等提出的兩種經
驗關聯式對溶解度數據進行關聯，前一種關聯方法對兩種溫度下的
實驗數據同時關聯，關聯誤差為11.1％；后一種關聯方法對兩種溫
度下的數據分別關聯，關聯誤差分別為12.4％，7.1％。
3.建立了一套RESS過程實驗裝置。使用園形孔道(D(下A)=40μ
m，L／D(下A)=15)和環形孔道(D(下B)=45μm，L／D(下B)=13.3)兩
種不同結構的噴嘴進行超臨界溶液快速膨脹法制備異丙醇鋁粒子實
驗。在操作條件保持一致時，兩種噴嘴獲得的粒子形態及粒徑分布
沒有明顯的區別，都得到了球形、聚集的超細粒子
(平均粒徑0.4μm)。這表明噴嘴的截面形狀對造粒過程沒有較大影
響。另外，還考慮了萃取溫度、膨脹前溫度等對獲得的粒子形態的
影響。萃取溫度較高時，聚集現象也較為嚴重，而粒子的外形及尺
寸沒有較明顯的差別。膨脹前溫度較低時獲得的粒子較大，而且粒
徑分布相對較窄。
4.在溶解度測定和RESS過程實驗的基礎上提出超臨界溶液滲透
法(SCSI)修飾陶瓷膜孔徑的新方法。基于陶瓷膜孔徑變化的動力學
方程、超臨界溶液相平衡模型和經典成核理論建立了一套用于描述
SCSI過程的數學模型，并在給定陶瓷膜初始孔徑分布情況下對假想
的兩種膜面性質進行了計算機模擬。模擬結果顯示在不同性質的膜
面上，由于溶質沉積機理的差異而導致陶瓷膜的平均孔徑增大或減
小兩種相反的結果。以α-Al(下2)O(下3)微濾膜為基膜的SCSI過程
實驗結果定性地驗證了上述數學模型的可靠性，經過SCSI、水解及
燒結過程后，陶瓷膜的孔徑改變情況由氣體滲透和泡壓法表征，結
果表明當膜面性質有利于均相成核時，陶瓷膜流動平均孔徑減小；
相反平均孔徑增大，這與過程模擬結果是一致的。