Статьи журнала «Сверхкритические Флюиды: Теория и Практика»

Обложка свежего выпуска

Год выпуска

Номер выпуска

Язык статей

Сортировка

2013, №2

сс. 11-38

Статьи

Ключевые слова: критические параметры, сверхкритические растворы, концентрация, уравнение состояния, фактор сжимаемости, приведенные параметры, относительное отклонение

Приведены зависимости между давлением, плотностью, температурой и составом двойных растворов вода — алифатический спирт (метанол, этанол, н-пропанол) в околокритическом и сверхкритическом состояниях, полученные на пьезометрической становке методом определения сжимаемости. Показано, что термодинамическая поверхность (p, ρ,T)x или (Z, ρ,T)x в сверхкритическом состоянии удовлетворительно описывается (средняя относительная погрешность 0,83 %) полиномиальным уравнением состояния в форме разложения фактора сжимаемости в ряды по степеням плотности и температуры: \(Z=1+\sum_{i=1}^{m}\sum_{j=0}^{n_i}a_{ij}\omega^i/\tau^j\), где \(\omega=\rho_m/\rho_{m_{кр}}, \tau=T/T_{кр}\)

2013, №2

сс. 4-10

Статьи

Ключевые слова: локальная молекулярная динамика, ИК-Фурье спектроскопия, полимеры, релаксационный переход, метод конформационных зондов, сверхкритический диоксид углерода

Метод ИК-Фурье спектроскопии конформационных зондов использован для изучения локальной молекулярной подвижности полисульфона и поликарбоната до и после обработки сверхкритическим диоксидом углерода. Определены температуры и природа вторичных релаксационных переходов. Проанализировано влияние сверхкритической флюидной обработки на температуры вторичных релаксационных переходов и на разности энтальпий конформаций зондов.

2013, №1

сс. 87-97

Статьи

Ключевые слова: сверхкритические флюиды, импульсный нагрев, теплообмен

На основе метода управляемого импульсного нагрева проволочного зонда — термометра сопротивления предложена методика определения относительной интенсивности теплообмена в сверхкритических флюидах (СКФ) в режиме постоянной мощности нагрева в области изменения давления от 1рс до (4—6) рс и температуры от 0,6Tс до 1,6Tс (рс и Tс — критические давление и температура соответственно). Характерные параметры методики: диапазон длительности греющего импульса 1—10 мс; плотности теплового потока через поверхность зонда 1—10 МВт/м2; повторяемость выбранного значения мощности ≤ 0,1 %. Обнаружено резкое уменьшение интенсивности теплообмена в СКФ по сравнению с интенсивностью теплообмена при докритической температуре вещества.

2013, №1

сс. 80-86

Статьи

Ключевые слова: субкритическая вода, регенерация сорбентов, капролактам, нитробензол, сверхсшитые полистирольные сорбенты

Представлены результаты экспериментального изучения возможности применения субкритической воды для десорбции капролактама и нитробензола со сверхсшитых полистирольных сорбентов MN-202 и MN-270. Проведена сравнительная оценка эффективности десорбции данных соединений при использовании субкритической воды и водно-спиртовых элюентов.

2013, №1

сс. 69-79

Статьи

Экстракция кафтаровой и цикориевой кислот из эхинацеи пурпурной в среде субкритической воды

А.В. Лекарь, С.Н. Борисенко, О.В. Филонова, Е.В. Ветрова, Е.В. Максименко, Н.И. Борисенко, В.И. Минкин.

Цитировать

Ключевые слова: субкритическая вода, эхинацея пурпурная, кафтаровая кислота, цикориевая кислота, высокоэффективная жидкостная хроматография

Разработана методика извлечения кафтаровой и цикориевой кислот из эхинацеи пурпурной в среде субкритической воды. Методика является экологически чистой и более эффективной по сравнению с традиционными методиками экстракции, которые основаны на использовании дорогостоящих и токсичных органических растворителей.

2013, №1

сс. 57-68

Статьи

Ключевые слова: ЭПР, сверхкритическая вода, спектроскопия in situ, VO2+, VOSO4, кластеризация, гетерогенные катализаторы, температурный градиент

Методом ЭПР in situ исследовано температурное поведение спектров ЭПР ионов VO2+ в воде, находящейся в суб- и сверхкритическом состоянии, в изотермических условиях и при наличии температурного градиента в объеме образца. C ростом температуры наблюдается уширение линий сверхтонкой структуры (СТС) и появление в сверхкритическом (СК) состоянии неразрешенной широкой линии (ΔHpp ≈ 300 Э) малой интенсивности, что указывает на увеличение обменного взаимодействия ионов VO2+ в СК воде. В условиях температурного градиента в субкритической воде вблизи перехода в СК состояние наблюдается анизотропная обменно-суженная линия поглощения, близкая по своим характеристикам к спектру ЭПР используемой твердой соли VOSO4·3H2O. Показано, что использование метода ЭПР в режиме in situ позволяет исследовать эффекты, связанные с изменением локального окружения парамагнитных ионов, которое предшествует кластеризации и известному процессу образования преимущественно аморфных оксидных частиц в суб- и сверхкритических условиях.

2013, №1

сс. 46-56

Статьи

Ключевые слова: сверхкритический диоксид углерода, алифатические полиэфиры, матрицы для тканевой инженерии

Предложен и развит новый метод получения высокопористых биорезорбируемых полимерных структур на основе различных алифатических полиэфиров для тканевой инженерии. Показано, что инжекция пластифицированных в суб- или сверхкритическом диоксиде углерода полимерных композиций при температуре от 20 до 40 °С через сопло определенного диаметра в пресс-формы, находящиеся при атмосферном или повышенном (до 6 МПа) давлении СО2, позволяет с высокой воспроизводимостью получать полимерные матрицы заданных структуры и морфологии со средней пористостью вплоть до 96 % об. без использования токсичных органических растворителей. Методом сканирующей электронной микроскопии изучены зависимости морфологии и внутренней структуры полученных образцов от химического состава и молекулярной массы исходных полимеров, а также от температуры и давления СО2 в реакционной и приемных камерах.

2013, №1

сс. 36-45

Статьи

Ключевые слова: сверхкритический диоксид углерода, биодеградируемые полимеры, СКФ микронизация, поли-3-гидроксибутират, SAS

Экспериментально исследован процесс микронизации поли-3-гидроксибутирата (ПГБ) методом сверхкритического флюидного антисольвентного осаждения (SAS) с использованием сверхкритического диоксида углерода в качестве антирастворителя. Продемонстрирована принципиальная возможность получения частиц различной морфологии (в том числе полых сфер) и заданного размера в диапазоне от 100 нм до 20 мкм. Рассмотрено влияние различных механизмов образования твердой фазы при микронизации методом SAS на размер и морфологию микрочастиц поли-3-гидроксибутирата в зависимости от условий проведения экспериментов.

2013, №1

сс. 14-35

Статьи

Ключевые слова: сверхкритическая флюидная хроматография, фурокумарины, метоксипсоралены, механизмы удерживания

Разработан метод разделения смесей трех метоксипроизводных псоралена — бергаптена, ксантотоксина и изопимпинеллина. Проведенный скрининг сорбентов позволяет утверждать, что их разделение в сверхкритической флюидной хроматографии (СФХ) целесообразно осуществлять в нормально-фазовом режиме. Анализ механизмов разделения метоксипсораленов (МОПов) показал, что на всех сорбентах на основе силикагеля с привитыми полярными группами, за исключением 2-этилпиридинового и пентафторфенильного, осуществляется один и тот же механизм удерживания. Предложено возможное объяснение наблюдаемых закономерностей элюирования родственных МОПов. В случае пентафторфенильного сорбента ключевую роль в разделении играют π-электронные межмолекулярные взаимодействия. Предположительно, тот же эффект ответственен за особый порядок элюирования, наблюдаемый при использовании 2-этилпиридинового сорбента.

2013, №1

сс. 3-13

Статьи

Ключевые слова: PVT-свойства, н-пентан, вода, критическое состояние, критическая точка

Экспериментально исследованы термические свойства бинарной системы состава н-пентан : вода = 1 : 4 (масс.) в интервале температур 303—674 K, до давлений 60 МПа в широком диапазоне плотностей вдоль 9 различных изохор. Исследования охватывают область фазовых равновесий углеводородная жидкость—пар и водная жидкость—пар. Получены линии фазовых равновесий и критические точки этой системы, построены фазовые диаграммы.

2012, №4

сс. 95-103

Статьи

Ключевые слова: сверхкритическая вода, сверхкритический СO2, окисление, WO3, ZrO2, синтез-газ

Исследовано окисление массивных образцов вольфрама (923 К) и циркония (773 и 873 К) сверхкритическим флюидом Н2O/СO2 (мольное отношение [CO2]/[H2O] = 0,17—0,26) при давлении около 300 атм. При окислении получены моноклинный WO3, моноклинный W19O55, моноклинный ZrO2, Н2, СО, СН4 и углерод (на поверхности оксида вольфрама). Обнаружены различия в механизмах окисления вольфрама и циркония. Молекулы СO2 участвуют в окислении вольфрама лишь вслед за образованием оксида при реакции с Н2O. Цирконий окисляется полностью, а окисление вольфрама завершается формированием оксидного слоя на поверхности металла.

2012, №4

сс. 88-94

Статьи

Сверхкритическая флюидная микронизация водорастворимых солей

В.Г. Слуцкий, В.Н. Баграташвили, Л.И. Кротова, Г.В. Мишаков, В.К. Попов, С.А. Цыганов.

Цитировать

Ключевые слова: сверхкритические флюиды, микронизация, водорастворимые соли

На примерах NaCl и NH4NO3 экспериментально установлена возможность получения субмикронных и наноразмерных частиц водорастворимых солей методом сверхкритической флюидной микронизации с использованием сверхкритического диоксида углерода. Показано, что зависимость размера частиц, получаемых при 80 °С, от давления СO2 имеет параболический характер. В экспериментах частицы минимального среднемассового размера (0,14 мкм для NaCl и 0,42 мкм для NH4NO3) получены в диапазоне давлений диоксида углерода 7,5—10 МПа.

2012, №4

сс. 82-87

Статьи

Ключевые слова: сверхкритические среды, целлюлоза, ацетилирование, диацетат целлюлозы, уксусный ангидрид, параметры процесса

Показана возможность получения диацетата целлюлозы прямым ацетилированием сульфитной целлюлозы уксусным ангидридом. Подобраны оптимальные параметры сверхкритического диоксида углерода и расхода уксусного ангидрида.

2012, №4

сс. 72-81

Статьи

Ключевые слова: сверхкритическая флюидная экстракция, диоксид углерода, чеснок, экстракт, синтетические аналоги, биоциды

Ранее авторами было показано, что некоторые компоненты сверхкритических (СК) экстрактов чеснока и их синтетические аналоги, содержащие дисульфидный фрагмент, проявили высокую антимикробную активность в отношении ряда штаммов микроорганизмов. В продолжение указанной работы из сверхкритических экстрактов чеснока были выделены и идентифицированы 6 серасодержащих компонентов (диаллилдисульфид, 1-пропенилаллилдисульфид, метилаллил- трисульфид, диаллилтрисульфид, 2-винил-4Н-1,3-дитиин и 3-винил-4Н-1,2-дитиин). Кроме того, был осуществлен синтез новых серасодержащих аналогов компонентов СК экстрактов, содержащих сульфоксидную группу. Все выделенные из экстрактов и синтетические серасодержащие соединения были исследованы в качестве потенциальных биоцидов в отношении грамположительных спорообразующих бактерий Bacillus cereus, грамположительных неспорообразующих бактерий Mycobacterium smegmatis и Micrococcus luteus, а также грамотрицательных неспорообразующих бактерий Pseudomonas aurantiaca. Наибольшую активность в отношении как грам-положительных, так и грам-отрицательных микроорганизмов проявили диаллилдисульфид и диаллилтрисульфид.

2012, №4

сс. 59-71

Статьи

Ключевые слова: сверхкритические экстракты, зверобой, Hypericum perforatum, биотестирование, бактерии, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Bacillus subtilis, дрожжи, Candida albicans, морские ежи, эмбрионы, инфузории

Проведено тестирование биологической активности сверхкритических флюидных (СКФ) экстрактов зверобоя продырявленного и выделенныгх из них препаратов гиперфорина в отношении прокариотных (стандартных штаммах бактерий) и эукариотных (дрожжи, гаметы и эмбрионы морского ежа) клеток. Установлено выраженное токсическое действие раствора гиперфорина на синегнойную палочку Pseudomonas aeruginosa. В отношении других бактерий и дрожжей антимикробное действие раствора гиперфорина не выявлено. Выявлена токсичность раствора гиперфорина и СКФ экстрактов для спермиев и зигот морских ежей Strongylocentrotus intermedius. При добавлении СКФ экстрактов в среду с развивающимися эмбрионами оплодотворение и дробление происходят успешно, но развитие останавливается на стадии ранней гаструлы, что свидетельствует о том, что данные экстракты нарушают процессы транскрипции генома зиготы.

2012, №4

сс. 52-58

Статьи

Ключевые слова: 1,1-диметилгидразин, торф, сверхкритическая флюидная экстракция

Для извлечения из торфяных почв высокотоксичного компонента ракетного топлива — 1,1-диметилгидразина (НДМГ) — с целью последующего количественного ионохроматографического определения предложен экспрессный метод сверхкритической флюидной экстракции диоксидом углерода (СК СO2). Установлены оптимальные условия проведения экстракции. Показано, что эффективность извлечения НДМГ повышается при подщелачивании образца почвы и использовании модификаторов СК СO2 (сорастворителей).

2012, №4

сс. 29-51

Статьи

Ключевые слова: спектральный анализ, водородная связь, флюидные системы

Представлены результаты исследования влияния изобарического нагрева на распределение водородных связей в системе H2O—D2O на основании сравнительного комплексного анализа спектральных полос ν(OD) и 2ν3(H2O). Показано, что в случае анализа полосы, отнесенной к обертону 2ν3(H2O), значительно расширяются возможности получения более детальной информации о влиянии факторов внешнего воздействия на формирование локальной структуры воды. В частности, для данных полос имеются заметные различия в качестве получаемых данных, что особенно проявляется в их низкочастотных областях, которые определяются наличием сильных водородных связей, присущих H-связанным n-мерам воды высокого порядка.

2012, №4

сс. 16-28

Статьи

Ключевые слова: битум, сверхкритическая вода, гидрирование, десульфуризация, наночастицы ZnO

Исследован состав жидких и летучих продуктов конверсии битума в потоке сверхкритической воды (СКВ) при 400 °С и 30 МПа и влияние на процесс добавки цинковой стружки. Выход жидких продуктов при конверсии битума в чистой СКВ составил 47,3 %. Данные о материальном балансе по кислороду и водороду между исходным битумом и продуктами указывают на химическое участие моле­кул Н2O в конверсии. Добавление цинка приводит к увеличению выхода жидких продуктов до 62,3 % и увеличению в них атомного отношения Н/С. Гидрирование является следствием выделения водорода при окислении цинка СКВ. При этом образуются частицы ZnO размером 50—100 нм. По данным анализа образцов окисленного цинка методами просвечивающей электронной микроскопии и рентгеновской дифракции установлено, что в них содержится около 0,5 % масс. ZnS и 1,2 % масс. кластеров цинка размером до 10 нм. Баланс по атомам серы с учетом продукта и остатка конверсии показывает, что в сульфид цинка перехо­дит 12,6 % масс. серы исходного битума.

2012, №4

сс. 4-15

Статьи

Извлечение биофлавоноидов из шелухи лука в среде субкритической воды

А.В. Лекарь, О.В. Филонова, С.Н. Борисенко, Е.В. Максименко, Е.В. Ветрова, Н.И. Борисенко, В.И. Минкин.

Цитировать

Ключевые слова: субкритическая вода, шелуха лука, биофлавоноиды, кверцетин, гликозиды кверцетина, гликозиды изорамнетина

Разработана методика извлечения биофлавоноидов из шелухи лука в среде субкритической воды. Методика является экологически чистой и более эффективной по сравнению с традиционными методиками экстракции, основанными на использовании дорогостоящих и токсичных органических растворителей. Количественный и качественный состав полученных экстрактов изучен методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием.

2012, №3

сс. 90-96

Статьи

Ключевые слова: ИК-Фурье спектроскопия, растворимость, ибупрофен, сверхкритический диоксид углерода

В работе развита методика изучения растворимости фармацевтических субстанций в газах высокого давления и сверхкритических средах с помощью ИК-Фурье спектроскопии. Проведено исследование процесса растворения ибупрофена в сверхкритическом диоксиде углерода(СК-СO2)в реальном масштабе времени. На основе анализа временных зависимостей интегральных интенсивностей выбранных аналитических полос ИК поглощения ибупрофена от величины исходных навесок получена величина растворимости (мольная доля) ибупрофена в СК-СO2 при температуре 35 °С и давлении 15,0 МПа, составившая (8,9±1,6)*10-3.