SC—CO2临界状态是物质的气、液两态能平衡共存的一个边缘状态, 在该状态下, 液体和它的饱和蒸气密度相同, 因而它们的分界面消失, 这种状态只能在一定温度和压强下实现, 此时的温度和压强分别称为“临界温度”和“临界压强”。
物质在临界温度以上, 它只能处于气体状态, 不能用压缩体积的方法来使它液化, 所以临界温度是物质以液态形式出现的最高温度; 临界压强是液体在临界温度时的饱和蒸气压。 超临界流体是指物质处于其临界温度和临界压强以上而形成的一种特殊状态的流体, 其多种物理化学性质介于气体和液体之间, 并兼具两者的优点。
如具有液体一样的密度、溶解能力和传热系数, 具有气体一样的低粘度和高扩散系数。现研究较多的超临界流体包括: 二氧化碳、水、氨、甲醇、乙醇、氙、戊烷、乙烷、乙烯等。
超临界流体的密度对温度和压强的变化很敏感, 而溶解能力在一定压强范围内与其密度成比例关系, 通过对温度和压强的调控而改变物质的溶解度; 特别是在临界状态附近, 超临界流体具有高度可压缩性, 温度和压强的微小变化往往会导致溶质的溶解度发生几个数量级的突变。
超临界流体正是利用了这一特性进行物质的分离, 而且过程中无相变, 因此能耗较低。 虽然超临界流体的溶剂效应普遍存在, 但由于受到溶剂来源、价格、安全性等一些因素的限制, 真正具有应用价值的超临界流体介质并不是很多, 其中二氧化碳以其温和的临界条。