Выпуск журнала "Сверхкритические Флюиды: Теория и Практика" за 2020 год №3

Обложка свежего выпуска

Год выпуска

Номер выпуска

Язык статей

Сортировка

2020, №3

сс. 6-10

От редакции

2020, №3

сс. 11-20

Статьи

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

На основе интерполиэлектролитного комплекса (ИПЭК) альгинат—хитозан с использованием сверхкритических флюидов получены аэрогельные материалы, характеризующиеся развитой мезопористой структурой и удельной площадью поверхности до 260 м2/г. Введение микрочастиц СаСО3 в композицию на стадии формирования ИПЭК позволило в 1,5 раза увеличить текстурные характеристики образцов: площадь удельной поверхности композиционных аэрогелей составляет 400 м2/г, средний размер пор — 19,3 нм, общий объем пор — 1,93 см3/г. Новые материалы являются суперадсорбентами: 1 г аэрогеля удерживает до 60 г жидкости при сохранении формы. Показана возможность использования полученных композиционных аэрогелей для создания раневых покрытий с включением антисептического лекарственного вещества (фурацилин). Установлено, что для всех образцов аэрогелей профиль высвобождения фурацилина из матрицы аэрогеля соответствует динамике контролируемого высвобождения. Показано, что в течение 5 ч происходит практически полное высвобождение фурацилина (88—95 %) из матрицы аэрогеля, что обусловлено развитой поверхностью носителя.

doi:10.34984/SCFTP.2020.15.3.002

2020, №3

сс. 21-26

Статьи

Каталитическая конверсия био-нефти в ароматические соединения в среде сверхкритического пропанола-2

А.А. Дмитриева, А.А. Степачёва, М.А. Монжаренко, Ю.Ю. Косивцов, А.И. Сидоров, М.Г. Сульман, В.Г. Матвеева.

Цитировать

Ключевые слова: бионефть, конверсия, переходные металлы, пропанол-2, сверхкритический растворитель

Предложен способ каталитической конверсии бионефти, полученной путем пиролиза древесных отходов хвойных пород, с использованием сверхкритического пропанола-2. Метод позволяет получать смесь моноароматических углеводородов из пиролизной жидкости с возможностью удаления из продуктов кислорода до 80 %.

doi:10.34984/SCFTP.2020.15.3.003

2020, №3

сс. 27-34

Статьи

Ключевые слова: сверхкритическое антисольвентное осаждение, углеродные нанотрубки, полимерные композиты

Показана возможность получения композитов полиуретан—углеродные нанотрубки методом сверхкритического антисольвентного осаждения (SAS). Исследовано влияние растворителя, концентрации полимера в растворе, диаметра распылительного сопла и скорости потока суспензии на эффективность получения композитов, а также на их морфологию.

doi:10.34984/SCFTP.2020.15.3.004

2020, №3

сс. 35-40

Статьи

Ключевые слова: диоксид углерода, сверхкритическое состояние, сольватохромные параметры, красители, полярность, донорно-акцепторные свойства, температура, давление

Определены сольватохромные параметры полярности Камле—Тафта для диоксида углерода в суб- и сверхкритическом состоянии при 22, 40, 60 и 80 °С и 10,0— 30,0 МПа. В качестве сольватохромных индикаторов использовали 2,6-дифенил-4- (2,4,6-трифенил-1-пиридино)-фенолят (бетаин Райхардта) и бензофенон для определения параметра ET, а также 4-нитрофенол и 4-нитроанизол для определения β и π, соответственно. Установлено, что величины параметров, характеризующих полярность и донорно-акцепторные свойства CO2, практически не зависят от параметров состояния, поскольку эти свойства обусловлены структурой молекулы.

doi:10.34984/SCFTP.2020.15.3.005

2020, №3

сс. 41-48

Статьи

Ключевые слова: гетерогенные катализаторы, субкритический синтез, сверхсшитый полистирол

В ходе синтеза нанесенных гетерогенных катализаторов в среде субкритической воды изучено влияние температуры и давления на структуру полимерного носителя, а также на состав активной фазы катализаторов. Выбраны оптимальные условия для нанесения металлсодержащей фазы на поверхность сверхсшитого полистирола.

doi:10.34984/SCFTP.2020.15.3.006

2020, №3

сс. 49-61

Статьи

Ключевые слова: импрегнация, полиметилметакрилат, карбамазепин, сверхкритический CO2

Проведена импрегнация двух образцов полиметилметакрилата (ПММА) карбамазепином (КБЗ) в среде сверхкритического CO2 (СК-CO2) при температурах 75 и 105 °C и постоянной плотности CO2, равной 1,3 ее критического значения. Предварительно для определения кинетических параметров сорбции CO2 полимерной матрицей использовали ЯМР-спектроскопию высокого давления. Методом спектроскопии комбинационного рассеяния установлено, что оба образца полиметилметакрилата содержат карбамазепин, концентрация которого в полимере в ∼2,7 раза выше в случае импрегнации при 105 °С по сравнению с 75 °C. Кроме этого показано, что в процессе импрегнации КБЗ не кристаллизуется в полимерной матрице, а образует раствор в ПММА, что, в свою очередь, хорошо согласуется с результатами рентгенофазового анализа. При этом установлено различие конформаций молекул КБЗ в полимерной матрице, импрегнированной при двух различных температурах.

doi:10.34984/SCFTP.2020.15.3.007

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