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不了解加壓溶劑萃取原理？看完此文就懂了

閱讀：7171 發(fā)布時(shí)間：2020-9-14

加壓溶劑萃取或加壓液體萃取(pressurizedliquidextraction,PLE)是在較高的溫度(50~200℃)和壓力(1000~3000PSI)下用有機(jī)溶劑萃取固體或半固體的自動(dòng)化方法。提高的溫度能極大地減弱由范德華力、氫鍵、目標(biāo)物分子和樣品基質(zhì)活性位置的偶極吸引所引起的相互作用力。液體的溶解能力遠(yuǎn)大于氣體的溶解能力,因此增加萃取池中的壓力使溶劑溫度高于其常壓下的沸點(diǎn)。該方法的優(yōu)點(diǎn)是有機(jī)溶劑用量少、快速、基質(zhì)影響小、回收率高和重現(xiàn)性好。

加壓溶劑萃取的原理

加壓溶劑萃取是在提高的溫度（50~200℃）和壓力（1000~3000psi或10.3~20.6MPa）下用溶劑萃取固體或半固體樣品的新穎樣品前處理方法。

1、在提高的溫度下萃取

提高溫度使溶劑溶解待測(cè)物的容量增加。Pitzerk等報(bào)道，當(dāng)溫度從50℃升高至150℃后，蒽的溶解度提高了約15倍；烴類的溶解度，如正二十烷，可以增加數(shù)百倍。Sekine等報(bào)道水在有機(jī)溶劑中的溶解度隨著溫度的增加而增加。在低溫低壓下，溶劑易從“水封微孔”中被排斥出來(lái)，然而當(dāng)溫度升高時(shí)，由于水的溶解度的增加，則有利于這些微孔的可利用性。在提高的溫度下能極大地減弱由范德華力、氫鍵、溶質(zhì)分子和樣品基體活性位置的偶極吸引力所引起的溶質(zhì)與基體之間的強(qiáng)的相互作用力。加速了溶質(zhì)分子的解析動(dòng)力學(xué)過(guò)程，減小解析過(guò)程所需的活化能，降低溶劑的粘度，因而減小溶劑進(jìn)入樣品基體的阻滯，增加了溶劑進(jìn)入樣品基體的擴(kuò)散，已報(bào)道溫度從25℃增至150℃，其擴(kuò)散系數(shù)大約增加2~10倍，降低溶劑和樣品基體之間的表面張力，溶劑更好地浸潤(rùn)樣品基體，有利于被萃取物與溶劑的接觸。

2、在加壓下萃取

液體的沸點(diǎn)一般隨壓力的升高而提高。例如丙酮在常壓下的沸點(diǎn)為56.3℃，而在5個(gè)大氣壓下，其沸點(diǎn)高于100℃。液體對(duì)溶質(zhì)的溶解能力遠(yuǎn)大于氣體對(duì)溶質(zhì)的溶解能力。因此欲在提高的溫度下仍保持溶劑在液態(tài)，則需增加壓力。另在加壓下，可將溶劑迅速加到萃取池和收集瓶。

3、熱降解

由于加壓溶劑萃取是在高溫下進(jìn)行，因此，熱降解是一個(gè)令人關(guān)注的問(wèn)題。加速溶劑萃取是在高壓下加熱，高溫的時(shí)間一般少于10min，因此，熱降解不甚明顯。Richter等曾試驗(yàn)以DDT和艾氏劑為例研究了加速溶劑萃取過(guò)程中對(duì)易降解組分的降解程度。DDT在過(guò)熱狀態(tài)下將裂解為DDD和DDE。艾氏劑裂解為endrinaldehyde和endrinketone。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在150℃下，對(duì)加入萃取池內(nèi)的DDT和艾氏劑標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行萃?。ㄟ@些組分的正常萃取溫度為100℃）。萃取物用氣相色譜分析，DDT的三次平均回收為103%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.9%。艾氏劑三次平均回收為101%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.4%。在測(cè)定DDT時(shí)未發(fā)現(xiàn)有DDE或DDD存在。測(cè)定艾氏劑時(shí)亦未發(fā)現(xiàn)有endrinaldehyde或endrinketone的存在。試驗(yàn)了溫度為60℃，壓力為16.5MPa，氯甲烷作為溶劑時(shí)，預(yù)加入法對(duì)極易揮發(fā)的BTEX化合物（苯、甲苯、乙苯、二甲苯）的回收。結(jié)果表明，四次萃取的平均回收在99.5~100%;之間，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.2~3.7%。在同樣的試驗(yàn)條件下，戊烷的（b.p36℃）回收為90.1%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.8%。以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，加速溶劑萃取法可用于樣品中易揮發(fā)的組分的萃取。

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