Выпуск журнала "Сверхкритические Флюиды: Теория и Практика" за 2018 год №3

Обложка свежего выпуска

Год выпуска

Номер выпуска

Язык статей

Сортировка

2018, №3

сс. 3-7

От редакции

2018, №3

сс. 8-19

Обзоры

Ключевые слова: лигнин, сульфатный щелок, сверхкритическая вода, газификация, коррозия, осаждение солей

Проанализированы работы, посвященные решению проблемы экологически чистой переработки отходов целлюлозно-бумажной промышленности посредством их конверсии в сверхкритической воде. Показана высокая эффективность получения горючих газов при T > 873 K. Рассмотрены механизмы сопряженных процессов конверсии органических и минеральных компонентов, входящих в состав отходов. Обсуждаются трудности, связанные с реализацией процесса в промышленных масштабах, источником которых являются, прежде всего, закупоривание транспортных магистралей, отложение солей и коррозия конструкционных материалов.

doi:10.34984/SCFTP.2018.13.3.002

2018, №3

сс. 20-32

Обзоры

Ключевые слова: сверхкритический диоксид углерода, биоматериалы, стерилизация, децеллюляризация, импрегнация, тканевая инженерия

Описаны ключевые особенности модификации биосовместимых материалов в среде сверхкритического диоксида углерода (СК-CO2) и основные тенденции в применении описанного метода для получения трехмерных структур, стерилизации изделий медицинского назначения, децеллюляризации тканей млекопитающих и импрегнации материалов биологически активными молекулами. Благодаря неразрушающему воздействию среды СК-CO2 на архитектонику внеклеточного матрикса, сохранению механических свойств и структуры обрабатываемых материалов, отсутствию необходимости постобработки и очистки сформированных матриц, представленный метод можно рассматривать как универсальный подход к решению наиболее актуальных задач биомедицинского материаловедения.

doi:10.34984/SCFTP.2018.13.3.003

2018, №3

сс. 33-44

Обзоры

Ключевые слова: пористые полимерные материалы, алифатические полиэфиры, нитроксильные радикалы, электронный парамагнитный резонанс

Обзор посвящен исследованию методом электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) пористых полимерных материалов (матриксов), полученных из алифатических полиэфиров и допированных парамагнитными биологически активными веществами с помощью сверхкритических флюидных технологий. Особое внимание уделяется возможностям ЭПР-спектроскопии для установления закономерностей процессов формирования матриксов, последующей характеризации полученных материалов, а также особенностей высвобождения допантов в водные растворы in vitro.

doi:10.34984/SCFTP.2018.13.3.004

2018, №3

сс. 45-55

Обзоры

Ключевые слова: сверхкритическая флюидная хроматография, препаративное разделение, 1,2-аминоспирты, фармацевтические субстанции

Препаративное разделение энантиомеров — одно из наиболее распространенных применений сверхкритических флюидных технологий в современной производственной практике. В обзоре рассмотрены способы разделения энантиомеров фармацевтических субстанций, в структуре которых присутствует фрагмент 1,2-аминоспирта, с применением сверхкритической флюидной хроматографии. Также кратко обсуждаются типы хиральных фаз, применяемых в сверхкритической флюидной хроматографии.

doi:10.34984/SCFTP.2018.13.3.005

2018, №3

сс. 56-66

Статьи

Ключевые слова: сверхкритическая вода, несимметричный диметилгидразин, пиролиз, ракетное топливо, трансформация, масс-спектрометрия высокого разрешения

Методом масс-спектрометрии высокого разрешения с ионизацией электрораспылением изучено поведение высокотоксичного ракетного топлива — несимметричного 1,1-диметилгидразина (НДМГ) — в среде сверхкритической воды в диапазоне температур 400—650 °C. Установлено, что термическая трансформация приводит к образованию широкого круга продуктов, насчитывающего не менее 350—400 азотсодержащих соединений CHN- и CHNO-классов. Основными продуктами являются азотсодержащие гетероциклические соединения, содержащие от одного до трех атомов азота. На основании точных масс дана предположительная идентификация важнейших компонентов. Показано, что при температуре 650 °C среди продуктов трансформации доминирует 1-метил-1Н-1,2,4-триазол; при этом основная масса исходного НДМГ конвертируется в газообразный азот.

doi:10.34984/SCFTP.2018.13.3.006

2018, №3

сс. 67-76

Статьи

Ключевые слова: мертвое время, сверхкритическая флюидная хроматография, системный пик, неудерживаемое соединение, статический способ

В работе опробованы три наиболее распространенных метода измерения мертвого времени применительно к сверхкритической флюидной хроматографии. Проиллюстрировано, что при малых концентрациях полярного сорастворителя в подвижной фазе применение наиболее простого в использовании метода «системного пика» может давать сильно искаженные результаты. При увеличении же доли сорастворителя до 10—15% этот метод может применяться для приблизительного определения мертвого времени, в особенности на неполярных стационарных фазах. Использование оксида азота(I) в качестве «неудерживаемого» маркера мертвого времени, напротив, хорошо подходит к случаю, когда подвижная фаза представлена чистым диоксидом углерода. Построенный на других принципах статический метод теоретически может давать весьма точные значения мертвого времени, однако для этого необходимо знать профиль изменения скорости подвижной фазы по тракту хроматографа.

doi:10.34984/SCFTP.2018.13.3.007

2018, №3

сс. 77-82

Статьи

Ключевые слова: сверхкритические флюиды, монотерпеновые кетоны, монотерпеновые спирты, реакция переноса водорода

На примере циклических монотерпеновых кетонов и спиртов (ментон, камфора, ментол и борнеол) изучена некаталитическая реакция Меервейна—Понндорфа— Верлея—Оппенауэра в сверхкритических условиях. Показано, что в сверхкритическом изопропаноле кетоны могут быть восстановлены с высокой селективностью (89—98 %) без использования какого-либо катализатора или основания. При этом конверсия ментона составила 63 % при 350 °C, а камфоры — 11 % при 300 °C за 5 ч реакции. Конверсия в обратной реакции «дегидрирования» ментола и борнеола в СК-ацетоне достигает 34 % и 22 %, соответственно, при селективности 95 % и 88 %. Основной побочной реакцией во всех случаях является термическая дегидратация.

doi:10.34984/SCFTP.2018.13.3.008

2018, №3

сс. 83-89

Статьи

Ключевые слова: альгинат натрия, хитозан, сверхкритическая сушка, аэрогель, интерполимерный комплекс, левомицетин

На основе интерполимерного комплекса альгинат—хитозан с использованием сверхкритических флюидов получены материалы аэрогельного типа с развитой мезопористой структурой. Площадь удельной поверхности образцов достигает 243 м2/г, средний размер пор составляет 14,8 нм. Показана возможность использования полученных аэрогелей для создания раневых повязок с включением синтетического лекарственного вещества (антибиотик левомицетин). Установлено, что медленное высвобождение лекарственного вещества (70% в течение 5 ч) из матрицы аэрогеля обеспечивает пролонгированное и безопасное поступление лекарства к раневой поверхности.

doi:10.34984/SCFTP.2018.13.3.009

2018, №3

сс. 90-96

Статьи

Ключевые слова: рябина, масло, ликероводочное производство, сверхкритическая флюидная экстракция, диоксид углерода, состав

С использованием ротатабельного композиционного униформ-плана 2-го порядка найдены оптимальные параметры выхода экстракта масла из переработанных плодов рябины (Sorbus aucuparia): давление 321 атм, температура 85 °C, продолжительность экстракции 72 мин. Прогнозируемый в этих условиях выход масла (9,06 %) подтвержден экспериментально (9,02 %). Выделенное масло охарактеризовано по антиоксидантной активности (АОА), составу жирных кислот, кислотному и иодному числу, а также числу омыления. Для сравнения использовали масло, полученное экстракцией н-гексаном.

doi:10.34984/SCFTP.2018.13.3.010

2018, №3

сс. 97-102

Статьи

Ключевые слова: нефтяной шлам, пропан, бутан, сверхкритическое флюидное состояние, сверхкритическая флюидная экстракция

Исследована возможность выделения нефтепродуктов из нефтяных шламов с использованием процессов жидкостной и сверхкритической флюидной экстракции. Исходный нефтешлам содержит (здесь и далее — в мас. %) 30 воды, 5,9 механических примесей и 5,7 асфальтенов. Экстракция смесью пропана и бутана в соотношении 3 : 1 (мас. %) при 85—120 °C и давлениях 10 и 15 МПа позволяет получить нефтепродукты с существенно пониженными вязкостью и содержанием серы и воды.

doi:10.34984/SCFTP.2018.13.3.011

2018, №3

сс. 103-108

Статьи

Ключевые слова: сверхкритическое водное окисление, уксусная кислота, pH, химическое потребление кислорода

Экспериментально исследовано окисление уксусной кислоты (УК) в 10 %-ном водном растворе при 673—748 K и 25 МПа на установках периодического и непрерывного действия. В качестве окислителя использован пероксид водорода. Степень превращения УК определена на основании показателя химического потребления кислорода.

doi:10.34984/SCFTP.2018.13.3.012

2018, №3

сс. 109-113

Статьи

Ключевые слова: одноатомные спирты, уксусная кислота, лигнин, устойчивость, сверхкритическое состояние

Изучена термическая устойчивость в сверхкритических условиях метанола, этанола, 2-пропанола и уксусной кислоты, наиболее пригодных для реализации процессов деполимеризации технических лигнинов с получением низкомолекулярных ароматических соединений. Установлено, что при температуре 450 °С наиболее стабильным является 2-пропанол. Уксусная кислота подвергается практически полному разложению в течение четырех часов, при этом добавка воды существенно повышает ее термическую стабильность. Методом газовой хроматографии— масс-спектрометрии изучен компонентный состав газообразных и жидких продуктов термического разложения растворителей.

doi:10.34984/SCFTP.2018.13.3.013