Выпуск журнала "Сверхкритические Флюиды: Теория и Практика" за 2019 год

Обложка свежего выпуска

Год выпуска

Номер выпуска

Язык статей

Сортировка

2019, №3

сс. 26-31

Статьи

Ключевые слова: биодизель, переэтерефикация, сверхкритический CO2, ферментативный катализ, липаза, магнитоотделяемый биокатализатор

Показана перспективность использования катализаторов на основе иммобилизованной липазы в реакции переэтерификации триглицерида олеиновой кислоты (ТГОК) метанолом в среде сверхкритического диоксида углерода. При оптимальной температуре 40 °С, давлении CO2 15,0 МПа и мольном соотношении ТГОК: метанол = 1 : 3 выход метилового эфира олеиновой кислоты существенно выше по сравнению с получаемым в среде метанола при атмосферном давлении.

doi:10.34984/SCFTP.2019.14.3.003

2019, №3

сс. 32-44

Статьи

Высокопористые люминесцентные материалы на основе полимерных матриц, импрегнированных молекулами Eu(DBM)3 в среде сверхкритического диоксида углерода

А.О. Рыбалтовский, А.А. Акованцева, Е.Н. Больбасов, В.М. Бузник, Ю.С. Заворотный, Н.В. Минаев, А.Г. Мирочник, А.А. Сергеев, С.И. Твердохлебов, В.И. Юсупов.

Цитировать

Ключевые слова: ионы европия, фотолюминесценция, полимерные пленки, сверхкритический диоксид углерода, политетрафторэтилен, волокнистые материалы, пеноподобные структуры

Продемонстрирована возможность создания люминесцентных пленок на базе высокопористых полимерных матриц, допированных трис-дибензоилметанатным комплексом европия Eu(dbm)3·H2O в среде сверхкритического диоксида углерода с использованием этанола в качестве сорастворителя. Исходными материалами для этих целей были выбраны образцы пленок из политетрафторэтилена, полученных по технологии термоэспандирования или электроформования, а также пленки из полибензимидазола с пеноподобными структурами, полученные с помощью воздействия лазерного излучения. Осаждение комплекса европия в порах этих матриц (размером до нескольких микрометров) приводит к появлению яркой характерной фотолюминесценции (ФЛ) в красной области, интенсивность которой зависит от способа импрегнации и последующей обработки образцов. Анализ соотношения интенсивностей электродипольных и магнитодипольных компонент спектров ФЛ позволяет делать выводы об изменениях ближайшего окружения ионов Eu3+ в каждой из матриц во всех рассматриваемых случаях.

doi:10.34984/SCFTP.2019.14.3.004

2019, №3

сс. 45-55

Статьи

Ключевые слова: аморфный кремнезем, кристаллизация, фазовый состав, кристобалит, катализатор NaWMn/SiO2, носитель, окислительная конденсация метана

Исследованы закономерности формирования фазового состава кристаллического кремнезема при обработке аморфных предшественников в среде водных флюидов ниже и выше критической точки воды с целью получения носителя катализатора окислительной конденсации метана (ОКМ) оптимального состава. Для разных предшественников фазообразование протекает, по-видимому, через промежуточное образование одних и тех же аморфных объемно гидратированных структур; скорость этого процесса сильно зависит от условий обработки (температура, время, фазовое состояние водного флюида). Дальнейшее образование кристаллических фаз резко ускоряется примесями ионов щелочных металлов. Оптимизация процедуры обработки в водном флюиде и последующей термообработки позволила получить катализатор ОКМ, существенно превышающий по эффективности получаемый по стандартной процедуре на основе аморфного носителя. Сделан вывод о том, что каталитические свойства целиком определяются химическими и фазовыми превращениями, протекающими в активном компоненте (Na2WO4—Mn2O3) на поверхности носителя, и не зависят от допирования носителя ионами, входящими в состав активного компонента.

doi:10.34984/SCFTP.2019.14.3.005

2019, №3

сс. 56-63

Статьи

Ключевые слова: сверхкритические флюиды, сольвентная деасфальтизация, наночастицы, тяжелое нефтяное сырье, пентан, оксид железа

Изучено влияние наночастиц оксида железа на эффективность удаления асфальтенов в процессе пентановой деасфальтизации остатка атмосферной перегонки тяжелой нефти, проводимой в субкритической для растворителя области. Установлено, что наночастицы, формируемые in situ из раствора прекурсора, несмотря на некоторое снижение выхода деасфальтизата (ДА), обеспечивают значительное увеличение эффективности удаления асфальтенов, металлов и коксового остатка по сравнению с частицами, вводимыми в сырье в виде порошка.

doi:10.34984/SCFTP.2019.14.3.006

2019, №3

сс. 64-70

Статьи

Ключевые слова: сверхкритический диоксид углерода, лазерная абляция, носитель, металлическая мишень, композит, катализаторы, гидрирование

Спроектирована и изготовлена установка для получения нанесенных гетерогенных катализаторов методом лазерной абляции металлической мишени в присутствии носителей различной природы в среде сверхкритического диоксида углерода (СК-CO2). Выбраны условия импульсного лазерного воздействия (длина волны, частота, время), параметры среды СК-CO2 (давление, температура) и конфигурация узлов установки (лазер, мишень, носитель и элементы визуального и оптического контроля). На этой установке при лазерной абляции металлического палладия осаждением на γ-оксид алюминия в среде СК-CO2 получен композит, представляющий собой Al2O3 с частицами Pd. При изучении синтезированного композита в качестве катализатора жидкофазного гидрирования дифенилацетилена показана его высокая активность (TOF = 1,45 с-1) и высокая селективность в гидрировании одной тройной связи.

doi:10.34984/SCFTP.2019.14.3.007

2019, №3

сс. 71-76

Статьи

Ключевые слова: сверхкритические флюидные технологии, RESS, микронизация, антибактериальные лекарственные препараты, левофлоксацин

Исследована микронизация антибактериального препарата левофлоксацина методом RESS c целью получения микрочастиц, обладающих высокой биологической доступностью. Для увеличения растворимости левофлоксацина в сверхкритическом диоксиде углерода был использован этанол в качестве сорастворителя. Получены микрочастицы левофлоксацина сферической формы с характерными размерами менее 10 мкм.

doi:10.34984/SCFTP.2019.14.3.008

2019, №3

сс. 77-96

Статьи

Ключевые слова: лигнин, шлам-лигнин, сверхкритическая вода, окисление, коррозия

Представлены результаты исследования окисления сульфатного лигнина и шламлигнина (отходы Байкальского целлюлозно-бумажного комбината) в потоке воздуха и водокислородной смеси при равномерном повышении температуры. Исходя из временных зависимостей мощности омических нагревателей и температуры стенки реактора установлено, что максимальная скорость окисления лигнина и шлам-лигнина в смеси H2O/O2 достигается при 613—643 K. Окисление обоих образцов в смеси H2O/O2 завершается при более низкой температуре, чем в воздушной среде. Получены температурные зависимости выхода летучих и жидких продуктов, включая фенолы. Методом масс-спектрометрии показано, что 90,3 и 79,5% углерода лигнина и шлам-лигнина, соответственно, при их окислении в потоке H2O/O2 превращается в CO2 и CO. Обсуждаются механизмы превращения гетероатомных компонентов. Образование соляной и серной кислот при окислении шлам-лигнина в потоке H2O/O2 вызывает коррозию нержавеющей стали.

doi:10.34984/SCFTP.2019.14.3.009

2019, №3

сс. 97-99

От редакции

2019, №4

сс. 3-8

Статьи

Ключевые слова: полилактиды, сверхкритический диоксид углерода, уретанообразование, фотополимеризация

В среде сверхкритического диоксида углерода с использованием реакции уретанообразования осуществлена модификация полилактида с получением его метакрилатных производных. Фотополимеризацией модифицированных полилактидов получены материалы с пространственно-сшитой структурой, пригодные для формирования имплантатов в регенеративной медицине и тканевой инженерии.

doi:10.34984/SCFTP.2019.14.4.001

2019, №4

сс. 9-18

Статьи

Ключевые слова: лишайник, уснея, усниновая кислота, сверхкритическая флюидная экстракция, ротатабельный композиционный униформ-план

С использованием ротатабельного композиционного униформ-плана 2-го порядка оптимизирован процесс СКФ-экстракции усниновой кислоты из лишайника Usnea subfloridana, в котором проведена оценка влияния давления, температуры и продолжительности процесса на выход экстракта. Согласно использованной модели оптимальные условия составляют: продолжительность экстракции 80 мин, температура 85 °С и давление 150 атм. В этих условиях получено экспериментальное подтверждение выхода экстракта (1,11 %) в соответствии с прогнозом (1,19 %). Выявлена антибактериальная активность экстракта относительно бактерии Escherichia coli и микроорганизмов вида Staphylococcus aureus и Bacillus subtilis.

doi:10.34984/SCFTP.2019.14.4.002

2019, №4

сс. 19-26

Статьи

Ключевые слова: сальбутамол, сверхкритическая флюидная хроматография, энантиомеры, масштабирование методики

В работе представлены результаты масштабирования аналитической методики сверхкритического хирального разделения сальбутамола до препаративного масштаба. Определены условия хроматографирования, разработана методика препаративного разделения энантиомеров методом сверхкритической флюидной хроматографии, при которых содержание R-изомера сальбутамола (энантиомерная чистота) составляет не менее 90 %, выход целевого продукта более 30%.

doi:10.34984/SCFTP.2019.14.4.003

2019, №4

сс. 27-33

Статьи

Ключевые слова: сверхкритический диоксид углерода, этилкарбитол, моноэтиловый эфир диэтиленгликоля, фазовое равновесие

Исследована фазовая диаграмма системы «сверхкритический диоксид углерода (СК-СО2) — этилкарбитол (моноэтиловый эфир диэтиленгликоля)» на изотермах 308, 318 и 323 K, дополняющая имеющиеся литературные данные, и проведено их описание с использованием уравнения состояния Пенга—Робинсона и закона смешивания Мухопадхъяи и Рао. Предложен диапазон термодинамических параметров, позволяющих эффективно удалять этилкарбитол из полимеров при их пластификации и сохранять при этом растворимые в СК-СО2 компоненты готового продукта.

doi:10.34984/SCFTP.2019.14.4.004

2019, №4

сс. 34-41

Статьи

Ключевые слова: «one-pot», апорфиновые алкалоиды, болдин, фенантреновые алкалоиды, секо-болдин, субкритическая вода, ВЭЖХ, ЯМР

Предложен «one-pot»-метод получения фенантренового секо-болдина из апорфинового растительного алкалоида болдина в среде субкритической воды (СКВ). Метод, изученный в интервале 100—230 °С, обеспечивает количественный выход секо-болдина за один этап в течение 30 мин без использования каких-либо каталитических добавок. Строение полученного продукта подтверждено методами ЯМР- и масс-спектрометрии. Предложенная техника не требует использования дорогих и зачастую токсичных органических растворителей и позволяет перейти к созданию экологически чистой и недорогой технологии производства секоболдина в среде СКВ с целью получения новых лекарственных форм.

doi:10.34984/SCFTP.2019.14.4.005

2019, №4

сс. 42-48

Статьи

Сверхкритическая обработка ксеногенного костного матрикса в процессе изготовления имплантатов для остеосинтеза

Л.В. Эрхова, Ю.М. Панов, Н.С. Гаврюшенко, В.В. Зайцев, Ю.С. Лукина, Д.В. Смоленцев, К.А. Воробьев, Д.П. Крутько, Д.А. Леменовский.

Цитировать

Ключевые слова: сверхкритический диоксид углерода, биологический матрикс, ксеногенная костная ткань, резорбируемость, полилактид

Предложен способ получения высокочистых ксеногенных биоматриц нового поколения, пригодных для имплантации в живой организм. Особая биосовместимость может быть достигнута путем дополнительной обработки сверхкритическим диоксидом углерода и введения дозированных количеств полилактидов с молекулярной массой 20 и 40 кДа в пористое пространство матрицы. Испытания in vivo полученных материалов показали их высокую биосовместимость с различной степенью интеграции с окружающими тканями.

doi:10.34984/SCFTP.2019.14.4.006

2019, №4

сс. 49-62

Статьи

Ключевые слова: водный флюид, плотность, кремнезем, морфология, структурирование, кристаллизация, носитель катализатора, окислительная конденсация метана

Исследовано влияние плотности водного флюида в диапазоне ~10-3—0,25 г/см3 на структурирование аморфного силикагеля при 380 °С — температуре выше критической точки воды. Показано, что снижение величины удельной площади поверхности (Sуд) силикагеля наблюдается уже при наименьшей плотности; при ее возрастании происходит дальнейшее снижение Sуд, а начиная с величины плотности ~0,01 г/см3 в образце наблюдается образование кристаллических фаз кремнезема (кристобалит, китит). На основании наблюдаемых закономерностей изменения морфологии и кристалличности SiO2, а также анализа данных по изменению свойств водного флюида при варьировании температуры и давления ниже и выше критической точки сделан вывод о том, что возрастание скорости структурирования с ростом плотности водного флюида связано скорее с кинетическим фактором (закон действующих масс), чем с изменением физического состояния воды (действие сил межмолекулярного взаимодействия). Использование полученных образцов обработанного силикагеля в качестве носителя катализатора NaWMn/SiO2 для реакции окислительной конденсации метана показало, что эффективность катализатора снижается с ростом степени кристалличности носителя. Однако при использовании носителей, прошедших обработку при относительно низких плотностях водного флюида (< 0,05 г/см3) катализатор более активен и селективен, чем при использовании исходного силикагеля.

doi:10.34984/SCFTP.2019.14.4.007

2019, №4

сс. 63-71

Статьи

Ключевые слова: сверхсшитый полистирол, соединения палладия, сверхкритическийдиоксид углерода, композит, частицы палладия, гидрирование, дифенилацетилен,активность

Импрегнацией сверхсшитого полистирола соединениями палладия в среде сверхкритического диоксида углерода (СК-СО2) с их последующим восстановлением молекулярным водородом получены композиты — частицы металлического палладия в матрице полимера. Синтезированные композиты проявляют высокую каталитическую активность в жидкофазном гидрировании дифенилацетилена, удельная активность (TOF) составляет 15—50 мин-1, селективность в образовании дифенилэтилена равна 60—80% при ~90 %-ной конверсии субстрата. Ключевые слова: сверхсшитый полистирол, соединения палладия, сверхкритический диоксид углерода, композит, частицы палладия, гидрирование, дифенилацетилен, активность

doi:10.34984/SCFTP.2019.14.4.008