Статьи журнала «Сверхкритические Флюиды: Теория и Практика»

Обложка свежего выпуска

Год выпуска

Номер выпуска

Язык статей

Сортировка

2019, №1

сс. 94-107

Статьи

Ключевые слова: сверхкритический диоксид углерода, наноколлоид, биметаллические наночастицы, пористые полимеры, пленочные нанокомпозиты.

Представлен обзор ранее проведенных исследований, а также новые результаты по созданию высококонцентрированных коллоидных растворов с наночастицами (НЧ) благородных металлов (золота и серебра) в среде СК-CO2 и развитию одностадийного метода получения полимерных нанокомпозитов. Изучено влияние плотности СК-CO2 на динамику формирования и распада СКФ-наноколлоидов серебра и золота в процессе импульсной лазерной абляции и после ее окончания. Рассмотрена возможность получения коллоидов биметаллических наночастиц. Методом численного моделирования спектров экстинкции в дипольном приближении рассчитаны величины эффективной диэлектрической проницаемости коллоидного раствора НЧ Ag в СК-CO2 при различных значениях плотности с учетом размера и степени асферичности наночастиц. Рассмотрены процессы формирования в одном СКФ-реакторе и в едином технологическом процессе различных пленочных нанокомпозитов: на основе пористого сополимера политетрафторэтилена — винилиденфторида с наночастицами рубина, а также на основе двух модификаций чистого пористого политетрафторэтилена с наночастицами серебра.

doi:10.34984/SCFTP.2019.14.1.009

2019, №1

сс. 89-93

Статьи

Ключевые слова: нелинейный показатель преломления, молекулярная рефракция, функция Лоренца—Лоренца, молекулярная динамика, нелинейная оптика, линия Видома

Предложена модель кластеризованной бинарной среды, описывающая аномальное поведение линейных (функция Лоренца—Лоренца) и нелинейных (нелинейный показатель преломления) оптических свойств сверхкритического CO2. С помощью компьютерного моделирования молекулярной динамики СО2, верифицирована справедливость данной модели, описывающей аномальное поведение нелинейного показателя преломления сверхкритического CO2 в окрестности линии Видома, обусловленное кластеризацией.

doi:10.34984/SCFTP.2019.14.1.008

2019, №1

сс. 71-88

Статьи

Ключевые слова: сверхкритическая вода, лазерное излучение, спектроскопия, лазерные технологии, механизм образования СКВ

В работе представлен обзор публикаций, в которых описывается образование сверхкритической воды (СКВ) под воздействием лазерного излучения и рассматриваются методы контроля для этого быстропротекающего процесса. Возникновение СКВ может происходить в результате как импульсного, так и непрерывного лазерного воздействия. Первичным актом в этом процессе является поглощение лазерной энергии с переходом в тепло и/или импульс давления. Такое поглощение может происходить в самой воде, мишенях, контактирующих с водой, или в содержащихся в воде различных поглотителях, например металлических или углеродных наночастицах. Показано, что лазерные методы эффективны для перевода воды в сверхкритическое состояние. В механизме действия различных лазерных технологий следует учитывать вклад СКВ, поскольку ее влияние на происходящие процессы зачастую является превалирующим.

doi:10.34984/SCFTP.2019.14.1.007

2019, №1

сс. 67-70

Статьи

Ключевые слова: сверхкритический диоксид углерода, спектроскопия электронного парамагнитного резонанса, полилактид, спиновый зонд

Впервые метод электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) использован для количественного описания процесса высвобождения парамагнитного биологически активного вещества из полимерного биодеградируемого матрикса. В качестве парамагнитного соединения выбран стандартный спиновый зонд TEMPONE, в качестве полимера — D,L-полилактид, вспененный в среде сверхкритического диоксида углерода (СК-CO2). Показано, что высвобождение TEMPONE из пористого D,L-полилактида в фосфатный буфер с pH 7,4 происходит постепенно, без периодов выброса и стагнации, что свидетельствует о принципиальной возможности применения используемой технологии импрегнации и вспенивания полимера для создания материалов медицинского назначения.

doi:10.34984/SCFTP.2019.14.1.006

2019, №1

сс. 47-66

Статьи

Ключевые слова: сверхкритический флюид, наночастицы, полимеры, пористые стекла, структуры, самосборка, диоксид углерода, лазерное формирование

Представлен обзор исследований авторов по процессам формирования металлических наночастиц (серебра и золота), а также структур различного типа в полимерных и пористых материалах, в основе которых лежат эффекты самосборки и самоорганизации в поле непрерывного лазерного излучения. Большинство экспериментов проводили либо с образцами, насыщенными прекурсорами металлов в среде сверхкритического диоксида углерода (СК-CO2), либо с находящимися в этой среде. Синтезированы структуры различного типа из наночастиц металлов в полимерах и пористых стеклах: периодические структуры микронного и субмиллиметрового масштаба, слоистые структуры из наночастиц с необычно малым периодом (около 90 нм), филаментные, кольцевые структуры и островковые пленки из наночастиц. Установлены некоторые закономерности и механизмы формирования как самих наночастиц, так и структур из них в зависимости от длины волны лазерного излучения. Представлены новые результаты по методике получения композитных пористых пенообразных материалов на основе наночастиц серебра и полимерных матриц, в которой сочетаются индуцированное лазером «рисование» пористых структур, их пропитка молекулами прекурсоров с помощью СКФ технологий и последующее восстановление наночастиц.

doi:10.34984/SCFTP.2019.14.1.005

2019, №1

сс. 32-46

Статьи

Ключевые слова: сверхкритический диоксид углерода, биоразлагаемые полимеры, замещенные диарилимидазолы, композиции с замедленным выходом активного вещества, солюбилизация

В среде СК-CO2 получены композиции на основе хитозана и замещенных диарилимидазолов (ДАИ), обладающих противоопухолевым действием, с замедленным высвобождением активных веществ. Установлено, что использование воды (0,17 об. %) в качестве сорастворителя в процессе СКФ-импрегнации хитозана диарилимидазолами приводит к увеличению содержания ДАИ в полимерной матрице, очевидно, за счет увеличения степени набухания матрицы хитозана в среде СК-CO2 в присутствии воды. Интересно отметить, что влияние воды на скорость выхода СКФ-введенных диарилимидазолов из матрицы в модельную среду с рН 1,6 определяется структурой диарилимидазолов. Впервые показано, что солюбилизация молекул ДАИ плюроником F-127 перед их СК-введением в матрицу хитозана может использоваться как дополнительный эффективный способ пролонгирования действия матричных лекарственных композиций.

doi:10.34984/SCFTP.2019.14.1.004

2019, №1

сс. 14-31

Статьи

Ключевые слова: адиабатическое расширение, пена, полилактид, диоксид углерода, уравнение состояния, низкокогерентная рефлектометрия

Представлены экспериментальные данные о динамике квази-адиабатического расширения пены, формируемой на основе CO2-пластифицированного полилактида при быстром сбросе давления пластифицирующего агента. Показано, что в интервале начальных значений давления агента, соответствующем переходу между его суб- и сверхкритическим состояниями, имеет место существенное увеличение конечного объема синтезируемых пористых матриц. Исследование структуры синтезированных матриц на мезоскопическом уровне с использованием низкокогерентной рефлектометрии показало кардинальные отличия по сравнению с режимами синтеза с существенным отклонением начального давления от области перехода как в большую, так и в меньшую сторону. Наблюдаемые особенности интерпретированы с использованием качественной модели, основанной на уравнении состояния Росса и учитывающей знак инкремента удельной внутренней энергии пластифицирующего и вспенивающего агента при переходе из начального в конечное термодинамическое состояние вспениваемого полимера.

doi:10.34984/SCFTP.2019.14.1.003

2019, №1

сс. 11-13

IN MEMORIAM

О.О. Паренаго.

2019, №1

сс. 6-10

IN MEMORIAM

Мартин Полякофф.

2018, №4

сс. 105-108

Информация

2018, №4

сс. 94-104

Статьи

Ключевые слова: золь-гель метод, сверхкритический диоксид углерода, синтетические опалы, α-кристобалит, сверхкритическая сушка, электронная микроскопия, рентгеноструктурный анализ, спектроскопия комбинационного рассеяния.

Описан способ получения опаловых матриц золь-гель методом, их сушка в среде сверхкритического диоксида углерода и получение из них α-кристобалита высокотемпературным отжигом. Приведены условия получения матриц синтетических опалов и концентрации реагентов для данного процесса, предложен режим сверхкритической (СК) сушки ксерогеля диоксида кремния с получением пористых матриц. Показан переход SiO2 из аморфного в кристаллическое состояние в результате СК сушки и отжига. Все процессы контролировали методами электронной микроскопии, спектроскопии комбинационного рассеяния и рентгеноструктурного анализа.

doi:10.34984/SCFTP.2018.13.4.011

2018, №4

сс. 74-93

Статьи

Ключевые слова: оксид цинка, рекристаллизация, мелкокристаллический оксид цинка, до- и сверхкритическая водная среда, твердофазная подвижность в водной среде, распределение по размерам

Методом электронной микроскопии исследовано формирование дисперсного состава мелкокристаллического порошка в ходе рекристаллизации оксида цинка в водной среде при 100—400 °С. Установлено, что в конденсированной воде процесс рекристаллизации затруднен, но протекает в среде воды в состоянии пара или сверхкритического флюида в присутствии активатора (хлорида аммония). При температурах до 300 °С рекристаллизация происходит под действием внесенного активатора, а при 300—400 °С — благодаря совместному действию активатора и термоактивации поверхностного слоя кристаллов. В процессе рекристаллизации монодисперсный порошок ZnO со средним размером кристаллов 0,184 мкм превращается в полидисперсный с несколькими компонентами распределения и средними размерами от 0,08 до нескольких микрон.

doi:10.34984/SCFTP.2018.13.4.010

2018, №4

сс. 64-73

Статьи

Ключевые слова: аэрогель, сверхкритическая сушка, адсорбция диоксида углерода

Кремний-резорцин-формальдегидные аэрогели получены золь-гель методом с использованием сушки в среде сверхкритического CO2. Исследована зависимость между условиями получения образцов и их структурными и физическими характеристиками. Полученные аэрогели могут рассматриваться в качестве сорбентов CO2 и теплоизоляционных материалов.

doi:10.34984/SCFTP.2018.13.4.009

2018, №4

сс. 57-63

Статьи

Ключевые слова: сверхкритический флюид, алмазная шихта, ультрадисперсный алмаз

С помощью специально разработанной установки образцы алмазной шихты (АШ) обработаны сверхкритическим изопропанолом и проведен анализ спектров в ИК-области, спектров комбинационного рассеяния, а также данных рентгенографии до и после обработки. Показано, что в результате этого процесса наблюдается заметное уменьшение интенсивности ИК-полос поглощения кислородсодержащих связей, что свидетельствует об эффективном травлении оболочки алмазных кристаллитов. В спектрах комбинационного рассеяния образцов, подвергнутых обработке, имеет место заметное увеличение полуширины алмазной линии, что обусловлено уменьшением размеров нанокристаллитов алмаза за счет стравливания поверхностного дефектного слоя. Предложенный метод, имеющий существенные преимущества перед традиционной кислотной технологией очистки алмазной шихты, представляет перспективу практического использования для этого процесса.

doi:10.34984/SCFTP.2018.13.4.008

2018, №4

сс. 50-56

Статьи

Ключевые слова: нитрамины, нитролиз, оксид азота(V), азотная кислота, диоксид углерода, 1,1,1,2-тетрафторэтан

Нитролизом 1,3-диацетилимидазолидина и 1,3-диацетилгексагидропиримидина под действием оксида азота(V) в среде сжиженных газов (диоксид углерода или 1,1,1,2- тетрафторэтан) получены соответствующие циклические бис-нитрамины. Нитролиз 1,3,5-триацетил-1,3,5-триазациклогексана и 1,3,5,7-тетраацетил-1,3,5,7-тетраазациклооктана в аналогичных условиях протекает неселективно, давая смесь продуктов неполного нитрования.

doi:10.34984/SCFTP.2018.13.4.007

2018, №4

сс. 41-49

Статьи

Ключевые слова: термохимическая активация, сверхкритическая флюидная экстракция, можжевельник обыкновенный, фенольные соединения, ванилин

Приведены результаты исследования влияния термохимической активации биомассы на степень и эффективность экстрактивного извлечения фенольных соединений из древесины Juniperus communis L. сверхкритическим СО2 с различными сорастворителями. Методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) проведена идентификация фенольных компонентов в полученных экстрактах. Показано, что применение протонных сорастворителей способствует извлечению значительно большего количества фенольных соединений, в особенности ванилина и ванилиновой кислоты.

doi:10.34984/SCFTP.2018.13.4.006

2018, №4

сс. 36-40

Статьи

Ключевые слова: Co—Ni—Mo-катализатор, гидроочистка, гидрирование, экстракционная регенерация, сверхкритический диоксид углерода

В ходе изучения особенностей регенерации катализатора гидрообессеривания марки DN-3531 в среде СК-CO2 показано, что оксид никеля в этом флюиде не растворяется. При введении в систему сорастворителя — диметилсульфоксида ДМСО (5 мас. %) имеет место растворение оксида никеля в сверхкритическом флюидном растворителе, по-видимому, вследствие образования комплексного соединения Ni[ДМСО]xOHy.

doi:10.34984/SCFTP.2018.13.4.005

2018, №4

сс. 28-35

Статьи

Ключевые слова: косточки винограда, сверхкритическая флюидная экстракция, диоксид углерода, виноградное масло, воск, биологически активные вещества

Исследовано влияние давления диоксида углерода, температуры и времени на эффективность сверхкритической флюидной экстракции жирного масла и воска из косточек винограда. Определены оптимальные условия получения масла и воска из косточек винограда с использованием сверхкритического диоксида углерода в качестве эффективного экстрагента взамен традиционно используемых органических растворителей. Определены органолептические и физико-химические показатели экстрактов, исследован жирно-кислотный состав виноградного масла хромато-масс-спектрометрией. Показано, что из косточек винограда сверхкритической флюидной экстракцией диоксидом углерода можно получить два натуральных ценных продукта: виноградное масло и воск, которые широко востребованы в пищевой, фармацевтической промышленности и в косметологии.

doi:10.34984/SCFTP.2018.13.4.004

2018, №4

сс. 19-27

Статьи

Ключевые слова: «one-pot», «один горшок», глицирретиновая кислота, глицирризиновая кислота, субкритическая вода, корни солодки Glycyrrhiza glabra L.

Впервые в среде субкритической воды, которая служит в качестве реагента и растворителя, с использованием «one-pot»-метода, исходя из корней солодки Glycyrrhiza glabra L. с хорошим выходом получена глицирретиновая кислота (ГЛК). Предложенный метод получения ГЛК позволяет избежать использования дорогостоящих, а зачастую и токсичных органических растворителей и не требует проведения отдельных стадий экстракции и гидролиза. Хорошие выходы целевой ГЛК достигаются за время, в десять раз меньшее, чем это требуется при использовании традиционных процедур. Предлагаемая методика перспективна для будущего развития недорогих и экологически чистых технологий производства ГЛК и ее производных в фармацевтической, пищевой и косметической промышленности.

doi:10.34984/SCFTP.2018.13.4.003

2018, №4

сс. 14-18

Статьи

Ключевые слова: реакция конденсации, ацетон, сверхкритические условия, продукты, мезитилен, газовая хроматография

Исследована реакция конденсации ацетона в сверхкритическом состоянии при различных температурах, давлениях и плотностях в статическом режиме. Высокий выход мезитилена в исследованных условиях и простота его выделения из реакционной смеси позволили предложить новый способ его получения.

doi:10.34984/SCFTP.2018.13.4.002