Архив журнала «Сверхкритические Флюиды: Теория и Практика»

Обложка свежего выпуска

Год выпуска

Номер выпуска

Язык статей

Сортировка

2021, №2

сс. 80-91

Статьи

Ключевые слова: быстрое расширение сверхкритических суспензий, углеродные нанотрубки, диспергирование

Исследовано влияние температуры, давления, среды диспергирования, типа одностенных углеродных нанотрубок на степень их деагломерации после обработки методом быстрого расширения сверхкритических суспензий (RESS). Методами спектроскопии комбинационного рассеяния и сканирующей электронной микроскопии показано, что наибольшую степень диспергирования в процессе RESS обеспечивает использование азота.

doi:10.34984/SCFTP.2021.16.2.010

2021, №2

сс. 73-79

Статьи

Ключевые слова: сверхкритический CO2, фазовое равновесие, растворимость, диспергирование по методу SEDS, кристаллизация

В работе представлены результаты совместного диспергирования смеси полиэтилена низкого давления (ПЭНД) и синтетического каучука этилен-пропиленового тройного (СКЭПТ) в диапазоне давлений 8.0—25 МПа при температуре 313 и 333 K с использованием метода SEDS (Solution Enhanced Dispersion by Supercritical Fluids). Установлено влияние термодинамических параметров на морфологию полученных частиц. Проведены термогравиметрические исследования и сравнительный анализ полимеров, полученных смешением в расплаве и с использованием метода SEDS.

doi:10.34984/SCFTP.2021.16.2.009

2021, №2

сс. 63-72

Статьи

Определение пространственной структуры лидокаина в СК-СО2 методом 2D NOESY

К.В. Белов, А.А. Дышин, М.Г. Киселёв, М.А. Крестьянинов, В.В. Соборнова, И.А. Ходов.

Цитировать

Ключевые слова: ЯМР с контролем давления, лидокаин, 2D NOESY, малые молекулы, DFT, пространственная структура

В данной работе проведен анализ пространственной структуры лидокаина в СК- CO2. При помощи двумерного подхода спектроскопии ядерного эффекта Оверхаузера (2D NOESY) и квантово-химических расчетов (DFT) были определены преобладающие конформеры лидокаина в растворе СК-CO2 (70 °C, 20 МПа). Полученные в работе данные могут быть использованы для расчета оптимальных параметров процессов микронизации с помощью метода RESS.

doi:10.34984/SCFTP.2021.16.2.008

2021, №2

сс. 57-62

Статьи

Ключевые слова: ацетон, альдольная конденсация, станнат стронция, SrSnO3, сверхкритические условия

Изучена альдольная конденсация ацетона на станнате стронция при температуре 250—400 °C и давлении 2,5 и 12,5 МПа, где основными продуктами являлись оксид мезитила и изофорон. Показана высокая стабильность, а также производительность катализатора SrSnO3 в сверхкритических условиях, которая по изомерам оксида мезитила при 350 °C и 12,5 МПа достигала более высоких значений по сравнению с газовой фазой и составляла 9 г · ч-1· гкат-1.

doi:10.34984/SCFTP.2021.16.2.007

2021, №2

сс. 51-56

Статьи

Ключевые слова: асфальтосмолопарафиновые отложения, нефтяные скважины, экстракция, пропан, бутан, фазовое равновесие, сверхкритический флюид

Приведены результаты экспериментального исследования характеристик фазовых равновесий для систем «гексадекан—пропан/бутан» и «сера—пропан/бутан». Представлены данные по кинетике экстракционного извлечения углеводородов из асфальтосмолопарафиновых отложений и установлено предпочтительное использование СКФ-экстракционного процесса (в противовес жидкостному) для очистки устья нефтяных скважин.

doi:10.34984/SCFTP.2021.16.2.006

2021, №2

сс. 44-50

Статьи

Ключевые слова: конифериловый спирт, водные растворы, нормальные и сверхкритические условия, молекулярно-динамическое моделирование, агломерация

Методом классической молекулярной динамики проведено моделирование структуры водных растворов кониферилового спирта (КС) в NVT-ансамбле при концентрации растворенного вещества 2 мас. %, при плотностях, отвечающих нормальным (T= 298 K, P = 0,1 МПа) и сверхкритическим (T = 673 K, P = 23 МПа) условиям состояния растворителя. Установлено, что при нормальных условиях в рассматриваемой системе все молекулы КС объединяются в единый агломерат. В сверхкритических условиях в структуре водно-органического раствора преобладают одиночные молекулы КС.

doi:10.34984/SCFTP.2021.16.2.005

2021, №2

сс. 33-43

Статьи

Ключевые слова: субкритическая вода, экстракция, листья оливы (Olea europaea L.), полифенолы, анти-ацетилхолинэстеразная активность, метод Эллмана, болезнь Альцгеймера

Изучено содержание вторичных растительных метаболитов (сумма полифенольных соединений и флавоноидов), полученных субкритической водной (СБВ) и традиционной водно-спиртовой экстракциями из листьев оливы (Olea europaea L.) и определена их ацетилхолинэстеразная (анти-АХЭ) активность, характеризуемая концентрациией экстрактов листьев оливы, приводящей к 50 %-ному ингибированию активности фермента ацетилхолинэстеразы (АХЭ) — IC50. Показано, что содержание полифенольных соединений и анти-АХЭ-активность экстрактов зависят от используемого метода экстракции. Полученный при 220 °C СБВ-экстракт из листьев оливы содержит максимальное количество полифенольных соединений и демонстрирует самую высокую анти-АХЭ-активность (IC50 = 0,4 мг/мл). Наименее активным в отношении ингибирования фермента АХЭ оказался экстракт, полученный традиционной водно-спиртовой экстракцией (IC50 = 3,6 мг/мл). Полученные результаты показывают перспективность использования субкритической воды для получения экстрактов с высоким содержанием полифенолов, необходимых при разработке фармацевтических продуктов и пищевых добавок для профилактики и лечения различных нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера, из отходов производства оливкового масла (листьев оливы).

doi:10.34984/SCFTP.2021.16.2.004

2021, №2

сс. 24-32

Статьи

Ключевые слова: левофлоксацин, растворимость, сверхкритический диоксид углерода, сверхкритический трифторметан

Измерена растворимость левофлоксацина (ЛФЦ) в сверхкритических диоксиде углерода и трифторметане в диапазоне давлений 10—30 МПа при температуре 323 и 373 К. Растворимость определялась по изменению массы навески ЛФЦ, выдерживаемой в СК-флюиде при заданных температуре и давлении. Полученное значение растворимости ЛФЦ в СК-трифторметане при давлении 30 МПа и температуре 323 К практически на порядок превышает растворимость в СК-диоксиде углерода при тех же условиях— (5,6 ± 0,3) · 10-5 мольных долей против (5,9 ± 0,3) · 10-6 мольных долей. При давлении 30 МПа и температуре 373 К растворимость ЛФЦ в СК-трифторметане достигает значения (8,3 ± 0,3) · 10-5 мольных долей. Полученные результаты являются основанием для дальнейшей разработки и оптимизации процессов СКФ-микронизации различных антибиотиков группы фторхинолонов без участия жидкого сорастворителя.

doi:10.34984/SCFTP.2021.16.2.003

2021, №2

сс. 11-23

Статьи

Ключевые слова: суб- и сверхкритическая флюидная экстракция, этанол, трутовый гриб, Fomes fomentarius, полифенолы, антирадикальная активность

Исследован процесс суб- и сверхкритической флюидной экстракции этанолом биомассы плодового тела трутового гриба вида Fomes fomentarius. Определено влияние условий экстракции (температура, давление, время) на выход твердого экстракта, фенольных соединений и стероидов. Установлена более высокая эффективность суб- и сверхкритической экстракции по сравнению с традиционными методами выделения биологически активных веществ (мацерация и перколяция). Выход твердого экстракта достигает 43 мас.% при содержании в нем фенольных соединений до 50 мас. %. Показана высокая антирадикальная активность полученных экстрактов (до 350 мкмоль тролокса-экв/г). Установлено наличие корреляции между антирадикальной активностью экстрактов и содержанием в них фенольных соединений.

doi:10.34984/SCFTP.2021.16.2.002

2021, №2

сс. 4-10

От редакции

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

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. 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. 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. 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. 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

2020, №4

сс. 74-79

Информация

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. 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. 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