Выпуск журнала "Сверхкритические Флюиды: Теория и Практика" за 2021 год №1

Обложка свежего выпуска

Год выпуска

Номер выпуска

Язык статей

Сортировка

2021, №1

сс. 3-16

Статьи

Ключевые слова: нанокомпозиты, однослойные углеродные нанотрубки, суспензии, сверхкритическая импрегнация, полиметилметакрилат, сверхкритический диоксид углерода, спектроскопия комбинационного рассеяния, термогравиметрия, дифференциальная сканирующая калориметрия

Описана методика диспергирования однослойных углеродных нанотрубок (ОУНТ) в 2-пирролидоне для получения устойчивых концентрированных суспензий. Полученные суспензии исследованы с помощью спектроскопии комбинационного рассеяния и использованы для модифицирования образцов полиметилметакрилата (ПММА) со средними молекулярными массами 15000 и 996000 г/моль путем импрегнирования в среде сверхкритического диоксида углерода. Изучены термические свойства полученных композиционных материалов; показано, что их температуры стеклования возрастают по сравнению с исходными полимерами. Температуры стеклования композитов повышаются на 26 и на 32 °С для ПММА со средней молекулярной массой 15000 и 996000 г/моль соответственно.

doi:10.34984/SCFTP.2021.16.1.001

2021, №1

сс. 17-51

Статьи

Влияние механического давления на рекристаллизацию оксида цинка в водной среде при холодном спекании

Ю.Д. Ивакин , А.В. Смирнов, М.Н. Кормилицин, А.А. Холодкова, А.А. Васин, М.В. Корнюшин, В.П. Тарасовский, В.В. Рыбальченко.

Цитировать

Ключевые слова: оксид цинка, холодное спекание, рекристаллизация, твердофазная подвижность в водной среде, распределение кристаллов по размерам, коалесценция, поверхностное растекание, компоненты распределения кристаллов по размерам

Методом анализа изображений, полученных с использованием сканирующего электронного микроскопа, исследовано влияние механического давления на изменение распределения кристаллов по размерам при обработке оксида цинка в водной среде в присутствии активирующей добавки ацетата цинка или хлорида аммония. Сравниваются результаты обработки ZnO при температурах 220—296 °С в процессах холодного спекания (ХС) керамики и в аналогичных условиях без приложения механического давления в автоклаве. Сделан вывод, что добавки в реакционную среду влияют на скорость обмена молекулами воды между водной средой и водой, связанной в структуре ZnO, активируют твердофазную подвижность и перераспределение массы между кристаллами. Механическое давление усиливает эффект активации твердофазной подвижности и приводит к увеличению вероятности коалесценции кристаллов и росту размера зерна керамики при холодном спекании. При термопаровой обработке без приложения механического давления преобладает поверхностное растекание. Предложен механизм влияния водной среды на перенос массы и изменение дисперсного состава при рекристаллизации порошка ZnO с образованием новых мелкодисперсных кристаллов, отличающихся по свойствам от кристаллов исходного порошка.

doi:10.34984/SCFTP.2021.16.1.002

2021, №1

сс. 52-59

Статьи

Ключевые слова: сверхкритический диоксид углерода, спектроскопия электронного парамагнитного резонанса, оптическая спектроскопия, PDLLA, спиновый зонд 2,2,5,5-тетраметил-4-фенил-3-имидазолин-1-оксил-3-оксид

Для количественного описания процесса высвобождения нитроксильного зонда из пленок поли-D,L-лактида (PDLLA) в фосфатный буферный раствор впервые совместно использованы методы оптической спектроскопии и спектроскопии ЭПР. Бифункциональный зонд 2,2,5,5-тетраметил-4-фенил-3-имидазолин-1-оксил-3- оксид (IMNO) включает в себя парамагнитный нитроксильный фрагмент и обладает высоким коэффициентом экстинкции в УФ-области спектра. Полимерные пленки были получены из пористых матриксов на основе PDLLA, сформированных и допированных IMNO в среде сверхкритического CO2 (СК-СО2). Показана перспектива совместного использования указанных методов для получения более подробной информации о процессах высвобождения зондов из пленок PDLLA, длительность которых не превышает 3-х недель.

doi:10.34984/SCFTP.2021.16.1.003

2021, №1

сс. 60-66

Статьи

Ключевые слова: водорастворимые полимеры, сверхкритический диоксид углерода, экстракция, степень извлечения, бензойная кислота, кофеин, тиофен

Приведены результаты выделения бензойной кислоты, кофеина и тиофена из жидких фаз на основе водорастворимых полимеров ПЭГ-400 и ПЭГ-1500 методом сверхкритической флюидной экстракции. Получены зависимости эффективности экстракции исследуемых соединений от условий существования флюида — температуры и давления. Показано, что степень извлечения бензойной кислоты, кофеина и тиофена за одну ступень составляет 43; 48,5 и 84 % соответственно.

doi:10.34984/SCFTP.2021.16.1.004

2021, №1

сс. 67-76

Статьи

Ключевые слова: биомасса, отходы АПК, сверхкритические условия, реактор идеального смешения, экология, энергия

Показана эффективность переработки органических жидких и твердых отходов агропромышленного комплекса (АПК) в процессе окисления в сверхкритических условиях (СК-условиях), конверсия составляет не менее 99,7 %. Установлена зависимость между объемом реактора непрерывного действия и содержанием органических веществ. Высокие скорости окисления отходов в СК-условиях позволяют достичь производительности около 100 кг отходов в час при объеме реактора 100—140 л. Теплонапряженность реактора может составлять 730 кВт/м3.

doi:10.34984/SCFTP.2021.16.1.005

2021, №1

сс. 77-89

Статьи

Ключевые слова: статистическая физика, критические явления, релеевское рассеяние света

Впервые, по данным эксперимента по малоугловому рассеянию света средой СО2 восстановлена зависимость дисперсии плотности и длины корреляций критических флуктуаций плотности от температуры Т. Установлено, что при критической плотности по мере приближения к критической температуре в интервале 10-8 Tc < |T - Tc| < 10-4 Tc, где Tc – критическая температура, длина корреляций флуктуаций плотности падает на 20 %. Дисперсия плотности не демонстрирует степенной расходимости: оставаясь практически постоянной внутри областей T ≥ Tc и T ≤ Tc, при переходе через критическую точку дисперсия плотности претерпевает скачок на 25 % величины, который может быть связан с особенностями постановки эксперимента.

doi:10.34984/SCFTP.2021.16.1.006