Выпуск журнала "Сверхкритические Флюиды: Теория и Практика" за 2016 год №1

Обложка свежего выпуска

Год выпуска

Номер выпуска

Язык статей

Сортировка

2016, №1

сс. 5-15

От редакции

2016, №1

сс. 16-24

Статьи

Ключевые слова: сверхкритическая вода, сверхкритический гексан, углеродные нанотрубки, оксид алюминия, наноматериалы, композитные материалы

Наноразмерные композиты многостенных углеродных нанотрубок (УНТ) и Al2O3 впервые получены в сверхкритических флюидах при использовании воды, гексана и их смеси в качестве рабочей среды. Для сравнения подобные материалы также синтезированы в гидротермальных условиях и с применением золь-гель метода. Полученные композиты охарактеризованы методами электронной микроскопии, термогравиметрического и рентгенофазового анализа. Установлено, что структура получаемых материалов зависит от выбора исходного флюида. Наиболее однородный композит с частицами оксида алюминия, сопоставимыми по размеру с диаметром УНТ и стабилизированными на их поверхности, синтезирован с использованием смеси гексана и воды в качестве рабочей среды. При использовании этих сред по отдельности наблюдалось либо образование механической смеси крупных кристаллов Al2O3 и УНТ, либо зауглероживание поверхности УНТ продуктами пиролиза гексана.

2016, №1

сс. 25-31

Статьи

Ключевые слова: сверхкритическая экстракция, фреоны, диоксид углерода, ксеногенный матрикс

Показана возможность использования суб- и сверхкритических фреонов в процессе очистки костного матрикса. Установлено, что использование фреона 22 позволяет значительно сократить продолжительность процесса очистки костного матрикса по сравнению с диоксидом углерода в сверхкритическом состоянии. Фреоны 23, 134а и 407c, не содержащие атомов хлора, оказались практически неэффективными в данном процессе.

2016, №1

сс. 32-42

Статьи

Ключевые слова: сверхкритический СО2, полимеры, импрегнация, метод спиновых зондов

Метод спинового зонда применен для исследования процессов импрегнации поликарбоната (ПК) на основе бисфенола А, полиэтиленоксида (ПЭО) и сшитого сополимера акриловой кислоты и акриламида (ПАА) органическими молекулами в среде суб- и сверхкритического СО2. Методом электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) показано, что парамагнитные молекулы спинового зонда 2,2,6,6-тетраметил-4-оксо-пиперидин-1-оксила (ТЕМПОН) при 196 бар и 307 К внедряются в матрицы ПК и ПЭО, находящиеся при нормальных условиях в стеклообразном и высокоэластичном состоянии соответственно. Степень импрегнации ПАА в этих условиях незначительна. Путем оценок локальной концентрации молекул зонда установлено, что в ПЭО ТЕМПОН распределен значительно более равномерно, чем в ПК. Анализ температурной зависимости формы спектров ЭПР радикалов, введенных в полимерные матрицы, показывает, что в одинаковых условиях подвижность молекул ТЕМПОН в ПЭО много выше, чем в ПК. Полученные результаты свидетельствуют о перспективности использования метода спиновых зондов для исследования закономерностей макро- и микропроцессов в тройных системах «полимер—сверхкритический флюидный растворитель— органическая молекула».

2016, №1

сс. 43-52

Статьи

Ключевые слова: гудрон, сверхкритическая вода, десульфуризация, деасфальтизация

Исследована конверсия гудрона (брутто-формула CH1,47N0,01S0,007) при его непрерывной подаче во встречный поток сверхкритической воды (СКВ) при наличии перепада температуры вдоль оси вертикально расположенного трубчатого реактора (верх — 450 °С, низ — 650 °С) при 30 МПа. Выход жидких продуктов, в составе которых преобладали масла (74,4 %), и летучих углеводородов С1—С9 составил соответственно 41,4 и 28,4% относительно массы гудрона, поданного в реактор. Обнаружены эффекты деасфальтизации и десульфуризации продуктов конверсии. Установлено, что метан является основным компонентом (40,5% мол.) летучих продуктов. Средняя скорость разложения воды, рассчитанная по количеству атомов кислорода в продуктах, оказалась равна 0,24 г/мин. Показано, что встречная подача реагентов и наличие перепада температуры вдоль оси реактора обеспечивают более высокий выход низкокипящих углеводородов по сравнению с их выходом при прокачке СКВ через слой гудрона.

2016, №1

сс. 53-58

Статьи

Ключевые слова: хлорофиллы, каротиноиды, сверхкритическая флюидная экстракция, Fucus vesiculosus, Laminaria digitata, растительное сырье

Исследован процесс сверхкритической флюидной экстракции диоксидом углерода хлорофилла и каротиноидов из морских водорослей Fucus vesiculosus и Laminaria digitata. Полное извлечение каротиноидов достигается при экстракции диоксидом углерода под давлением 250 атм и при температуре 80 °С в течение 20 мин без использования сорастворителя. Для получения экстрактов с высоким содержанием хлорофиллов необходимо применение полярного сорастворителя (этилового спирта) в количестве 10—15% об. или увеличение продолжительности экстракции до 50—90 мин при расходе сорастворителя < 5% об. Предложенный метод является более экспрессным по сравнению с экстракцией в аппарате Сокслета.

2016, №1

сс. 59-71

Статьи

Ключевые слова: сверхкритический диоксид углерода, импульсная сверхзвуковая струя, ван-дер-ваальсов газ, изэнтропическое расширение

Рассматривается нестационарное изэнтропическое расширение в вакуум первоначально однородного сферического облака ван-дер-ваальсова газа как динамическая часть задачи моделирования импульсной струи реального газа. Получено автомодельное решение уравнений газовой динамики. Выполнен расчет параметров импульсной струи (плотности и температуры), моделирующий условия реального эксперимента.

2016, №1

сс. 72-83

Статьи

Ключевые слова: бурый уголь, водоугольная суспензия, сверхкритический водокислородный флюид, горение, газификация

Исследовано окисление бурого угля, непрерывно подаваемого в составе водоугольной суспензии во встречный поток сверхкритического водокислородного флюида, при перепаде температуры вдоль оси реактора 673—873 К и давлении 30 МПа. Установлено, что при сжигании части угля (при недостатке О2) за счет выделения тепла увеличивается выход продуктов, обогащенных водородом. В избытке О2 реализовано полное окисление угля. При этом тепловое напряжение топочного пространства составило ∼ 1,0 МВт/м3. Показано, что тепловые затраты на реализацию процесса от внешних источников частично или полностью компенсируются тепловыделением при гомогенном и гетерогенном горении, сопряженном с термолизом угля.

2016, №1

сс. 84-91

Статьи

Стерилизация пористого сверхвысокомолекулярного полиэтилена в субкритических фреонах

Д.Ю. Залепугин, А.В. Максимкин, М.В. Киселевский, Н.А. Тилькунова, Н.Ю. Анисимова, И.В. Чернышова, Ф.С. Сенатов, М.И. Власов.

Цитировать

Ключевые слова: субкритические фреоны, стерилизация, переменное давление, сверхвысокомолекулярный полиэтилен

Впервые показана возможность стерилизации пористого сверхвысокомолекулярного полиэтилена в субкритических фреонах R22 и R410a без добавления модификаторов. Максимальный стерилизующий эффект достигнут при использовании фреона R410a в статическом режиме при 50 °С и 250 атм в течение 30 мин и фреона R22 в режиме циклического изменения давления в диапазоне 100—290 атм («press-depress») при 70 °С в течение 60 мин.