Выпуск журнала "Сверхкритические Флюиды: Теория и Практика" за 2020 год

Обложка свежего выпуска

Год выпуска

Номер выпуска

Язык статей

Сортировка

2020, №3

сс. 62-72

Статьи

Ключевые слова: пропанол-2, ванилин, сверхкритические условия, фенолы, газовая хроматография

Исследованы последовательность образования продуктов и кинетические закономерности превращения ванилина в среде пропанола-2 при различных температурах и длительности процесса в статическом режиме. Продукты превращения ванилина определяли методом газовой хроматографии—масс-спектрометрии. При высокой степени превращения ванилина (до 100 %) образуется относительно небольшое количество соединений, основными из которых являются замещенные фенолы и их производные, такие как ванилиновый спирт и его изопропиловый эфир, гваякол (2-метоксифенол), (4-метил-2-метоксифенол) и гомокатехол (3,4- дигидрокситолуол). Предложена схема взаимных превращений промежуточных соединений.

doi:10.34984/SCFTP.2020.15.3.008

2020, №3

сс. 73-86

Статьи

Ключевые слова: метод сверхкритического антирастворителя, сверхкритический диоксид углерода, железо-иттриевый гранат, термодинамика, кинетика

Впервые проведен синтез и исследован процесс фазообразования железо-иттриевого граната (ЖИГ, Y3Fe5O12) с использованием на начальной стадии метода сверхкритического антирастворителя (SAS). Показано, что воздействие сверхкритического CO2 (СК-CO2) на раствор ацетатов соответствующих катионов в квазиравновесном состоянии приводит к образованию твердых растворов солей с аномально высокой подвижностью элементов структуры. Это позволяет формировать прямым образом, без появления переходных оксидов, равновесную фазу твердого продукта ЖИГ при температурах гораздо более низких, чем при твердофазном синтезе, что обусловлено значительным понижением энергии активации твердого раствора.

doi:10.34984/SCFTP.2020.15.3.009

2020, №3

сс. 87-102

Статьи

Ключевые слова: вода, водный флюид, параметры состояния, температура, плотность, идеальный газ, несжимаемая жидкость, сверхкритический флюид, растворимость, диэлектрическая постоянная, ионное произведение

Проанализировано влияние параметров состояния на свойства водных флюидов с точки зрения соответствия их простым моделям идеального газа и несжимаемой жидкости. Определены основные характеристики областей, в которых физическое состояние флюида имеет качественные особенности: 1) разреженный пар; 2) докритическая вода, 3) субкритическая вода; 4) плотный пар; 5) сверхкритический флюид; 6) газ, близкий к идеальному. Границы этих областей задаются значениями температуры и плотности, которые определяют соотношение энергий теплового движения и межмолекулярных взаимодействий. Кратко охарактеризованы сферы практического использования водных флюидов в зависимости от плотности, диэлектрической постоянной и ионного произведения, определяющих их свойства как растворителя, реакционной среды, реагента и катализатора процессов различных типов.

doi:10.34984/SCFTP.2020.15.3.010

2020, №3

сс. 103-109

Статьи

Ключевые слова: растворимость, свободная энергия сольватации, производные 1,2,4-тиадиазола, сверхкритический диоксид углерода, теория функционала плотности, методы групповых вкладов

На основе теории классического функционала плотности представлены результаты расчета свободной энергии сольватации для ряда производных 1,2,4-тиадиазола в сверхкритическом диоксиде углерода при трех температурах: 308,15; 318,15 и 328,15 К. Основываясь на полученных данных, определены значения растворимости выбранных соединений. Обнаружена корреляция между величиной квадрупольного момента молекулы соединения и его свободной энергией сольватации.

doi:10.34984/SCFTP.2020.15.3.011

2020, №4

сс. 3-28

Обзоры

Ключевые слова: теплопроводность, критические амплитуды, критическая точка, сверхкритический флюид, кроссоверная модель, коэффициент теплоотдачи

Рассмотрены экспериментальные основы и некоторые аспекты теории и моделирования транспортных свойств (теплопроводность, вязкость, коэффициент термодиффузии) флюидов в критической и сверхкритической областях. Подробно проанализирована информация о критической аномалии теплопроводности (теория и эксперимент). Приведена краткая историческая справка о первых экспериментах по теплопроводности в критической области, выполненных, главным образом, советскими исследователями. Рассмотрены особенности измерения теплопроводности в критической области и различные интерпретации ее критических аномалий. Обсуждены различные подходы к описанию критической аномалии транспортных свойств сверхкритических флюидов, в первую очередь, кроссоверный подход. Показана возможность представления критических аномалий теплопроводности, описываемых на основе теории связанных мод динамических критических явлений, в упрощенном варианте с двумя критическими амплитудами и c одним «cutoff» параметром \(\overline q_D\) (граничным значением волнового числа), характерным для конкретной жидкости. На основе принципа соответственных состояний развита процедура определения этих специфических параметров. Это позволило разработать универсальный способ описания критических аномалий транспортных свойств сверхкритических флюидов. В импульсном эксперименте обнаружены условия, при которых аномалии свойств не проявляются.

doi:10.34984/SCFTP.2020.15.4.001

2020, №4

сс. 29-38

Статьи

Ключевые слова: дисперсная система, суспензия, расторопша пятнистая, субкритическая вода, экстракция

Изучены закономерности образования дисперсных систем (ДС) из экстрактов расторопши пятнистой после экстракции водой при 150, 200, 250 °С и 5 МПа в динамическом режиме. Определены размеры частиц в полученных ДС. Методом высокоэффективной жидкостной хроматографии установлено, что частицы сформированы биологически активными веществами — силибином, силикристином и силидианином. Показано, что характеристики частиц ДС зависят от концентрации указанных соединений в экстракте, что позволяет регулировать размер образующихся частиц при динамической экстракции.

doi:10.34984/SCFTP.2020.15.4.002

2020, №4

сс. 39-48

Статьи

Ключевые слова: органические отходы, сточные воды, очистка, концентрирование, адсорбция, микрофильтрация, сверхкритическое водное окисление

Разработан способ очистки сточных вод, содержащих органические отходы, включающий адсорбцию, мембранное концентрирование и сверхкритическое водное окисление концентрата. Показано, что введение в сточные воды в качестве сорбентов измельченных растительных отходов позволяет стабилизировать процесс мембранного концентрирования. Параметры полученного фильтрата и окисленного в сверхкритической воде концентрата соответствуют санитарным нормам на сброс в канализацию.

doi:10.34984/SCFTP.2020.15.4.003

2020, №4

сс. 49-59

Статьи

Ключевые слова: плоды расторопши пятнистой, сверхкритическая флюидная экстракция, диоксид углерода, масло, планирование эксперимента.

Расторопша пятнистая [Silybum marianum (L.) Gaertn], произрастающая в Республике Дагестан, является перспективным сырьем для получения лекарственных препаратов широкого спектра действия. Масло из плодов расторопши пятнистой, как источник высших полиненасыщенных карбоновых кислот, обладает противовоспалительным, ранозаживляющим, регенерирующим и антиоксидантным действием. Процесс сверхкритической флюидной экстракции диоксидом углерода жирного масла из плодов расторопши пятнистой оптимизирован с использованием полнофакторного рототабельного униформ-плана второго порядка. Проведена оценка влияния давления, температуры и продолжительности процесса на выход экстракта. Согласно использованной модели оптимальными условиями являются: давление 41,8 МПа, температура 70 °С и продолжительность экстракции 140 мин. При проведении подтверждающего эксперимента при этих условиях выход экстракта составил 25,9 %, что меньше величины максимального выхода всего на 0,5 %, полученного исчерпывающей экстракцией н-гексаном. Относительная ошибка модели составила 1,5%.

doi:10.34984/SCFTP.2020.15.4.004

2020, №4

сс. 60-67

Статьи

Ключевые слова: сверхкритическая вода, лазероиндуцированное формирование, лазерный импульс, лазерные технологии, фазовая диаграмма

Продемонстрирована возможность получения сверхкритической воды при поглощении лазерного импульса длительностью 8 нс пленкой золота толщиной 50 нм, находящейся в контакте с водой. Для оценки возникающего вблизи пленки скачка давления использовали измерение акустического давления в дальней зоне с помощью гидрофона на основе кристалла ниобата лития. Оценку скачка температуры проводили по реперной точке — температуре плавления золота. Показано, что при энергии лазерных импульсов 65 мкДж тонкий слой воды, контактирующий с металлической пленкой, находится в сверхкритическом состоянии в течение ~4,5 нс.

doi:10.34984/SCFTP.2020.15.4.005

2020, №4

сс. 68-73

Статьи

Ключевые слова: олеаноловая кислота, субкритическая вода, листья оливы, Olea europaea L.

Проведена оценка потенциала субкритической воды (СБВ) как инструмента для получения фармацевтически и нутрицевтически значимых продуктов из листьев оливы европейской (Olea europaea L.) на примере олеаноловой кислоты (ОК). Показано, что среда СБВ дает возможность получать ОК из листьев оливы с выходом, сравнимым с результатами традиционных методов, что исключает использование дорогостоящих, а зачастую и токсичных, органических растворителей. При этом затраты времени уменьшаются в четыре раза.

doi:10.34984/SCFTP.2020.15.4.006

2020, №4

сс. 74-79

Информация