Архив журнала «Сверхкритические Флюиды: Теория и Практика»

Обложка свежего выпуска

Год выпуска

Номер выпуска

Язык статей

Сортировка

2021, №4

сс. 83-87

Статьи

Ключевые слова: протез крестообразной связки, децеллюляризация, сверхкритический флюид, биосовместимый материал, коллагеновый каркас, материалы ксеногенного происхождения

Обработкой бараньего сухожилия в среде сверхкритического диоксида углерода (СК-CO2) создан прототип протеза крестообразной связки (ПКС). С целью децеллюляризации, т.е. для разрушения клеток и извлечения их составляющих, обладающих иммуногенными свойствами, а также для удаления остатков токсических веществ, обработка проведена с добавлением детергента Tween 80 и модификатора этанола. Гистологическими исследованиями показано, что клетки были извлечены, а физико-механические свойства сохранились.

doi:10.34984/SCFTP.2021.16.4.008

2021, №4

сс. 70-82

Статьи

Ключевые слова: субкритическая вода, экстракты листьев гинкго билоба (Ginkgo biloba L.), полифенолы, флавоноиды, ингибирующая АХЭ-активность, болезнь Альцгеймера

Впервые изучены экстракты листьев гинкго билоба (ГБ), полученные в среде субкритической воды (СБВ) в температурном интервале 100—200 °С с целью оценки перспектив их применения для профилактики и лечения нейродегенеративных нарушений, таких, например, как болезнь Альцгеймера (БА). Изучена связь содержания полифенолов и флавоноидов в экстрактах с активностью ингибирования фермента ацетилхолинэстеразы (АХЭ), которую выражали в виде значений IC50 (концентрация экстракта, ингибирующая фермент АХЭ на 50 %), определенных по кривым «доза—эффект». Показано, что содержание полифенолов и флавоноидов в экстрактах и их активность ингибирования АХЭ зависят от способа и условий экстракции. Максимальную ингибирующую активность АХЭ продемонстрировал экстракт, полученный в среде СБВ при 220 °С (IC50 = 0,74 мг/мл), при этом традиционный водно-этанольный экстракт имеет анти-АХЭ-активность IC50 = 3,57 мг/мл. Показано, что АХЭ-активность экстрактов листьев ГБ коррелирует с содержанием в них суммы полифенолов и флавоноидов.

doi:10.34984/SCFTP.2021.16.4.007

2021, №4

сс. 56-69

Статьи

Ключевые слова: фенол, активированный уголь, адсорбция, десорбция, регенерация, суб- и сверхкритическая вода

Представлены результаты исследования динамической адсорбции фенола активированным углем (АУ) в среде жидкой, суб- и сверхкритической воды (26 °C, 0,1 МПа и 24—400 °C, 25 МПа) и последующей регенерации АУ в аналогичных условиях. Показано, что изотермы адсорбции—десорбции характеризуются наличием гистерезиса. Увеличение давления при комнатной температуре приводит к росту предельной величины адсорбции, а повышение температуры при 25 МПа — к ее снижению. Количество фенола, оставшегося в АУ после регенерации, уменьшается при увеличении температуры и не зависит от давления. Относительная средняя скорость десорбции фенола резко возрастает при T ≥ 200 °C. Установлено, что наибольшее увеличение удельной поверхности и объема пор происходит при обработке АУ сверхкритической водой.

doi:10.34984/SCFTP.2021.16.4.006

2021, №4

сс. 42-55

Статьи

Ключевые слова: фторированные тетрафенилпорфирины, сополимер МФ-4СК, фотосенсибилизированное окисление холестерина

В среде сверхкритического (СК) диоксида углерода осуществлены иммобилизация фторированных тетрафенилпорфиринов в матрице сульфокатионитового перфторированного сополимера МФ-4СК и реакция фотосенсибилизированного окисления холестерина в присутствии полученного композита. Показано, что реакция протекает с образованием 6-формил-В-норхолестан-3β,5β-диола (потенциального противоопухолевого агента) в отличие от реакции гомогенного фотоокисления холестерина, в которой в качестве основного продукта образуется 7α-гидроперокси-3β-гидрокси-холест-5-ен. Предложен механизм реакции, предполагающий протекание процесса внутри «ионных каналов» МФ-4СК.

doi:10.34984/SCFTP.2021.16.4.005

2021, №4

сс. 34-41

Статьи

Ключевые слова: салметерол основание, салметерол ксинафоат, сверхритическая флюидная хроматография, энантиомеры

Исследованы физико-химические особенности хирального разделения бронходилатирующих средств — изомеров салметерола ксинафоата и салметерола основания методом сверхкритической флюидной хроматографии (СФХ) в аналитическом и препаративном режимах. Изучено влияние состава подвижной фазы, температуры и давления на время удерживания, форму пиков и селективность хирального разделения рацемата салметерола основания в режиме аналитической хроматографии. Выявлены оптимальные условия для разделения энантиомеров салметерола основания на аналитической колонке Chiralpak IG в сверхкритическом CO2 (СК-CO2). Исследовано поведение салметерола ксинафоата в условиях препаративного сверхкритического флюидного хроматографического анализа (СФХанализа).

doi:10.34984/SCFTP.2021.16.4.004

2021, №4

сс. 27-33

Статьи

Ключевые слова: Mo—V—Nb—Te—O-катализаторы, окислительное дегидрирование, этан, этилен, молекулярный кислород

Исследован процесс окислительного дегидрирования этана (ОДЭ) при повышенном давлении на смешанном оксидном катализаторе MoVNbTeOx. Установлено, что при проведении реакции при 280 °C с ростом давления от 0,1 до 10,0 МПа доля от общего количества прореагировавшего кислорода, расходуемого на образование этилена, снижается со 100 до 68 %, что может свидетельствовать о возрастании роли хемосорбированного кислорода в процессе ОДЭ при высоком давлении. При этом производительность по этилену при 280 °С и 10,0 МПа оказывается выше по сравнению со значением, полученным при 360 °С и 0,1 МПа.

doi:10.34984/SCFTP.2021.16.4.003

2021, №4

сс. 14-26

Статьи

Ключевые слова: оксид алюминия, соединения металлов II группы, водный флюид, аммиак, алюминаты, термообработка

Исследовано образование смешанных оксидов в системах Al2O3—MO (M — Mg, Ca, Sr, Ba) при термообработке и обработке водными флюидами (ВФ). Показано, что при высокотермпературной обработке смесей гидроксида алюминия Al(OH)3 нитратами металлов II группы образуются в основном алюминаты состава MAl2O4, иногда — с примесью алюминатов иного состава. Если те же смеси проходят предварительную обработку в водном флюиде (400 °С, плотность флюида 0,2 г/см3), то состав образца более сложный, что связано с дегидратацией и частичным структурированием Al-содержащего компонента в процессе обработки в среде ВФ. Показано, что добавление аммиака к ВФ оказывает стимулирующее влияние на образование двойных оксидов, в первую очередь в связи с протеканием щелочного гидролиза солей металлов II группы и образованием их гидроксидов; восстановление нитратов и нитритов аммиаком является, по-видимому, вторичным процессом.

doi:10.34984/SCFTP.2021.16.4.002

2021, №4

сс. 4-13

Статьи

Ключевые слова: сверхсшитый полистирол, сверхкритический диоксид углерода, соединения металлов, СКФ-хроматография, адсорбция, дифенилацетилен, удельная каталитическая активность

Импрегнацией сверхсшитого полистирола (ССП) соединениями палладия и родия в среде сверхкритического диоксида углерода (СК-CO2) с их последующим восстановлением до металлического состояния молекулярным водородом получены композиты «металл—ССП», активные в гидрировании ненасыщенных углеводородов. Оценено влияние условий получения композитов на их активность и селективность в гидрировании дифенилацетилена (ДФА). Впервые изучена адсорбция гексафторацетилацетоната палладия на ССП из среды СК-CO2 с использованием сверхкритической флюидной хроматографии (СКФ-хроматография); показано, что равновесие адсорбции описывается уравнением Ленгмюра.

doi:10.34984/SCFTP.2021.16.4.001

2021, №3

сс. 91-104

Статьи

Ключевые слова: сверхкритическое антисольвентное осаждение, адипиновая кислота, кристаллизация, морфология

Исследовано влияние растворителя и концентрации микронизуемого вещества в растворе на размер и морфологию частиц адипиновой кислоты, осаждаемой методом сверхкритического антисольвентного осаждения (SAS). Увеличение концентрации адипиновой кислоты (АК) приводит к уменьшению размера ее частиц, а также к сужению распределения частиц по размерам. В зависимости от используемого растворителя и концентрации АК в растворе методом SAS возможно получение частиц различной морфологии размером от десятков до сотен микрон.

doi:10.34984/SCFTP.2021.16.3.009

2021, №3

сс. 73-90

Статьи

Ключевые слова: оксид алюминия, оксид лантана, водный флюид, гидратация, алюминат лантана, морфология

Исследовано влияние метода синтеза на формирование структуры и состава композитов, представляющих собой оксидные соединения лантана, нанесенные на пористый оксид алюминия. Показано влияние морфологии пористого оксида алюминия (α-модификация) на образование различных соединений (оксида La2O3 и алюминатов LaAlO3 и La10Al4O21) при термической обработке носителя, пропитанного раствором нитрата лантана. Установлено, что при обработке систем в водном флюиде процессы структурирования и фазообразования протекают при гораздо более низкой температуре и более интенсивно, чем при термическом воздействии, что обусловлено высокой подвижностью элементов структуры в гидратированном состоянии. Показано, что процесс образования алюмината LaAlO3 лимитируется гидратацией исходного оксида алюминия, которая более интенсивно протекает в случае его γ-модификации. Варьирование последовательности и условий проведения стадий обработки в водном флюиде и термического воздействия позволяет получать композиты различной морфологии и содержащие различные оксидные соединения и фазы.

doi:10.34984/SCFTP.2021.16.3.008

2021, №3

сс. 58-72

Статьи

Ключевые слова: сверхкритический диоксид углерода, синтетический матрикс, карбонатзамещенный гидроксиапатит, макропористость, полиэтиленгликоль, резорбируемость, ванкомицин, антибактериальная субстанция, гнойно-септическое воспаление

На основе карбонатзамещенного гидроксиапатита (ГАП), содержащего ванкомицин, разработан способ получения макропористых матриксов, сочетающих в себе биорезорбируемость, остеокондуктивность и возможность объемной импрегнации антибиотиков без потери их активности и пролонгированности их выхода. Технология получения матрикса в качестве конечной стадии включает обработку сверхкритическим CO2, что позволяет полностью удалить органический растворитель — экстрагент поробразующей добавки (гранулы полиэтиленгликоля, ПЭГ), повышая биосовместимость матрикса, что подтверждается результатами гистологического исследования при подкожной имплантации. По зонам задержки роста бактериальных культур показана активность ванкомицина при его объемном инкорпорировании в кальцийфосфатный матрикс. В экспериментах in vivo при костной имплантации доказано, что матрикс является терапевтически эффективным носителем антибактериальных субстанций при лечении гнойно-септических воспалений костной ткани.

doi:10.34984/SCFTP.2021.16.3.007

2021, №3

сс. 51-57

Статьи

Ключевые слова: диоксид углерода; восстановление CO2; обратная реакция водяного газа; Fe,Сr-содержащие катализаторы

Изучено восстановление диоксида углерода молекулярным водородом в присутствии Fe,Cr-катализаторов, нанесенных на углеродный материал Сибунит, при 400 °С и давлениях) 0,1 и 8,5 МПа. Селективное образование монооксида углерода возможно при соотношении металлов Fe/Cr в катализаторе, равном 1—5. При уменьшении содержания хрома (образец 5Fe—0,25Cr/C) наряду с CO образуются углеводороды C1—C4 с преобладанием метана. Методом просвечивающей электронной микроскопии показано, что основной фазой в катализаторе 5Fe—5Cr/C является хромит железа FeCr2O4 (структурный тип шпинели), препятствующий восстановлению железа и образованию его карбидов, которые, в свою очередь, обеспечивают синтез углеводородов при взаимодействии CO2 и H2.

doi:10.34984/SCFTP.2021.16.3.006

2021, №3

сс. 42-50

Статьи

Ключевые слова: CO2-экстракция, жирная кислота, дикий виноград, Parthenocissus, элементный состав

В результате сверхкритической углекислотной (СК-CO2) экстракции масла дикого винограда Parthenocissus проведен анализ жирнокислотного, фитостерольного и элементного состава экстракта. При сравнении полученных данных с литературными данными показано, что СК-CO2-экстракт дикого винограда в отличие от такого же экстракта сортового винограда содержит эйкозановую кислоту.

doi:10.34984/SCFTP.2021.16.3.005

2021, №3

сс. 33-41

Статьи

Ключевые слова: сверхкритический диоксид углерода, спектроскопия электронного парамагнитного резонанса, термочувствительные полимеры, спиновые зонды

Впервые проведена импрегнация термочувствительного графт-сополимера N-изопропилакриламида с олиголактидом (P(NIPAM-co-PLA)) состава 83,8 : 16,2 мас.% стабильным нитроксильным радикалом 4-оксо-2,2,6,6-тетраметил-пиперидин-1- оксилом (TEMPONE) в среде СК-CO2 с использованием реактора высокого давления, позволяющего регистрировать спектры электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) in situ. Проведена оценка коэффициента диффузии TEMPONE в набухшем в СК-CO2 P(NIPAM-co-PLA).

doi:10.34984/SCFTP.2021.16.3.004

2021, №3

сс. 25-32

Статьи

Получение аэрогельных композиционных материалов на основе лигносульфонатов и кремнезема

О.С. Бровко, К.Г. Боголицын, И.А. Паламарчук, Н.А. Горшкова, Н.И. Богданович, А.Д. Ивахнов, М.Е. Белоусова.

Цитировать

Ключевые слова: лигносульфонат натрия, диоксид кремния, аэрогель, текстурные характеристики, сверхкритические флюидные технологии

Выполнен синтез новых композиционных аэрогельных материалов на основе лигносульфонатов натрия, полученных при различных способах делигнификации (сульфитный и модифицированный бисульфитный), и кремнезема с применением золь-гель технологии и сверхкритических флюидных процессов. Показано, что аэрогели на основе сульфитного лигносульфоната характеризуются более развитой пористой структурой по сравнению с аэрогелями на основе бисульфитного лигносульфоната. Объем пор аэрогелей на основе сульфитного лигносульфоната составляет 1,4—2,0 см3/г, что в 1,5—7,0 раз больше, чем у аэрогелей на основе бисульфитного лигносульфоната. Удельная поверхность аэрогелей на основе сульфитного и бисульфитного лигносульфонатов составляет 284—452 м2/г и 104—280 м2/г соответственно.

doi:10.34984/SCFTP.2021.16.3.003

2021, №3

сс. 19-24

Статьи

Ключевые слова: лигнин, структура 2D ЯМР, фенолы, деполимеризация, газификация, получение водорода

Обработкой водной суспензии гидролизного лигнина (ЛГ-ПФ) при 250 °С и 10 МПа в течение 4 ч получены водные растворы деполимеризованного лигнина с концентрацией 12—15 г/л. Превращение лигнина в полученном растворе изучено при суб- (320 °С, 30 МПа) и сверхкритических (400—650 °С, 30 МПа) параметрах в реакторе проточного типа. Показано, что степень деполимеризации лигнина повышается с ростом температуры и достигает максимального значения при 650 °С; процесс протекает с образованием углеводородов различных групп, включая производные бензола и фенола. При температурах выше 600 °С происходит интенсивная газификация лигнина с получением газовых смесей, содержащих до 40 об.% водорода.

doi:10.34984/SCFTP.2021.16.3.002

2021, №3

сс. 4-18

Статьи

Конформационный анализ мефенамовой кислоты в СК-CO2–ДМСО методом 2D NOESY

К.В. Белов, Л.A.E. Батиста де Карвальо, А.А. Дышин, М.Г. Киселёв, В.В. Соборнова, И.А. Ходов.

Цитировать

Ключевые слова: ЯМР с контролем давления, СК-CO2, мефенамовая кислота, 2D NOESY, малые молекулы, пространственная структура

С помощью метода 2D NOESY определена пространственная структура молекулы мефенамовой кислоты в растворе СК-CO2 с добавлением ДМСО (25% и 10 %). Полученные в работе данные будут использоваться для расчета оптимальных параметров состояния процессов микронизации методом GAS.

doi:10.34984/SCFTP.2021.16.3.001

2021, №2

сс. 110-130

Статьи

Влияние вида сушки на структурно-поверхностные характеристики целлюлозы бурых водорослей

К.Г. Боголицын, А.Э. Паршина, Н.В. Шкаева, Л.А. Алешина, А.И. Прусский, О.В. Сидорова, Н.И. Богданович, М.А. Архилин.

Цитировать

Ключевые слова: арктические бурые водоросли, целлюлоза, сверхкритическая сушка, лиофилизация, структура, пористость

Исследовано влияние трех методов сушки (вакуумной, лиофильной и сверхкритической) на физико-химические свойства и макроскопическую структуру водорослевой целлюлозы арктических бурых водорослей. Показано, что образцы, высушенные лиофильно и сверхкритически, обладают меньшей термической стабильностью, что вероятно связано с преимущественным содержанием метастабильной фазы Iб, степенью кристалличности 48—69% и фибриллярной поверхностью. При этом целлюлозы, высушенные лиофильно, а в особенности в сверхкритических условиях, обладают большей удельной поверхностью (до 186 м2/г) и развитой мезопористой структурой со средним диаметром пор 13,81—14,81 нм.

doi:10.34984/SCFTP.2021.16.2.013

2021, №2

сс. 99-109

Статьи

Ключевые слова: аморфный полилактид, диоксид углерода, вспенивание, нуклеация

Исследованы особенности формирования, развития и стабилизации структуры вспененного аморфного D,L-полилактида при медленном (квази-изотермическом) и быстром (квази-адиабатическом) сбросе давления пластифицирующего/вспенивающего агента — сверхкритического диоксида углерода. Установлены следующие закономерности: 1) значения фактора расширения пены при квази-адиабатическом сбросе давления существенно ниже по сравнению с квази-изотермическим режимом вследствие значительной диссипации внутренней энергии системы «полимер—вспенивающий агент» из-за внутреннего трения в системе; 2) при квази-изотермическом вспенивании наблюдается эффект «расширение—коллапс»; 3) на промежуточной стадии между нуклеацией и интенсивным развитием пены рост зародышей пор в пластифицированном полимере имеет автомодельный характер. Полученные результаты являются значимыми для выбора режимов вспенивания, обеспечивающих требуемые структурные характеристики синтезируемых высокопористых матриц, предназначенных для использования в регенеративной медицине и тканевой инженерии.

doi:10.34984/SCFTP.2021.16.2.012

2021, №2

сс. 92-98

Статьи

Ключевые слова: сверхкритическая флюидная экстракция, модель сжимающегося ядра, полидисперсный зернистый слой, байесовский метод, метод МонтеКарло для марковских цепей

На примере сверхкритической флюидной экстракции (СКФЭ) масла из молотых косточек абрикоса проведена оценка эффективных параметров процесса (коэффициент диффузии, концентрация насыщения масла в растворителе, исходное содержание масла в сырье) с использованием Байесовского подхода и метода МонтеКарло для марковских цепей. Показано, что в рамках модели сжимающегося ядра удовлетворительное описание указанных параметров существенным образом повышается при обработке данных, по крайней мере, двух экспериментов, отвечающих тонкому и грубому помолу.

doi:10.34984/SCFTP.2021.16.2.011