Том 92, № 4 (2023)
Статьи
Селективное извлечение и утилизация лития: перспективы использования мембранных методов
Аннотация
В последние годы в связи с резким увеличением спроса на литий возрос интерес исследователей к проблеме его извлечения (получения): согласно базе данным Scopus, за 2021 г. по данной проблеме опубликовано около 3000 научных статей. Усилия многих специалистов направлены на разработку новых, более экономичных и экологичных, мембранных технологий извлечения лития, взамен применяемых реагентных методов. В обзоре представлена актуальная информация о традиционных и перспективных методах извлечения лития из природных растворов и растворов, получаемых при утилизации использованных батарей. Основное внимание уделено мембранным методам. Классифицированы и проанализированы известные подходы, описаны экспериментальные и теоретические аспекты мембранного разделения ионов, обсуждены известные механизмы разделения и их математические модели. Рассмотрены сравнительно хорошо развитые на лабораторном уровне баро- и электромембранные методы, которые ориентированы на выделение ионов лития и других однозарядных катионов из смешанных растворов, содержащих в больших количествах магний и кальций. Проведено сравнение результатов применения коммерческих и лабораторных мембран. Проанализированы новейшие подходы, позволяющие эффективно выделять ионы лития из смеси однозарядных катионов, в том числе перспективные гибридные электробаромембранные методы. Библиография — 295 ссылок.
Успехи химии. 2023;92(4):RCR5074
RCR5074
Наноцеллюлоза и полимерные композиты на ее основе: получение, свойства и применение
Аннотация
Природные и искусственные полимерные материалы пользуются большим спросом, растущим из года в год, что делает их неотъемлемой частью жизни человека. Путем введения целлюлозы и ее производных в качестве наполнителей в искусственные или природные полимеры можно уменьшить неблагоприятное воздействие не подверженных биоразложению материалов на окружающую среду. Материалы на основе наноцеллюлозы (nanocellulose, NC) в последнее время привлекли к себе внимание в качестве потенциальных наполнителей для армирования полимерных материалов. В обзоре освещены различные источники NC, в том числе, растительные источники, морские водоросли, бактерии и морские животные. Описана предварительная обработка лигноцеллюлозных материалов путем депарафинизации растворителями, с использованием щелочей, отбеливающих агентов, ферментов, радикалов 2,2,6,6-тетраметилпиперидин-1-оксил (TEMPO), персульфата аммония (APS), ионных жидкостей, глубоких эвтектических растворителей и парового взрыва. Кроме этого, в обзоре рассмотрены способы извлечения, включая механическую фибрилляцию с получением нановолокон целлюлозы (cellulose nanofiber, CNF) и кислотный гидролиз с получением нанокристаллической целлюлозы (cellulose nanocrystal, CNC). Кроме этого, рассмотрены последние достижения в области изготовления содержащих NC нанокомпозитов, в том числе, способы смешения в расплаве, отливки раствора, трехмерной печати, электропрядения и применения эмульсии Пикеринга. В обзоре освещены различные способы определения параметров содержащих NC композитов. Рассмотрено множество перспективных вариантов применения содержащих NC композитов, включая датчики, электронную технику, топливные элементы, строительство, производство бумаги и картона, биомедицину, упаковку пищевых продуктов, водоочистку, аэрогели и гидрогели. Библиография — 299 ссылок.
Успехи химии. 2023;92(4):RCR5076
RCR5076
Последние достижения в химии двухуглеродных нитросодержащих синтетических эквивалентов
Аннотация
На сегодняшний день соединения, содержащие нитрогруппу, являются одним из наиболее важных классов органических соединений. Химия этих молекул привлекает внимание в первую очередь благодаря их использованию в качестве высокоэнергетических реагентов и лекарственных препаратов. Кроме того, введение нитрогруппы является популярным синтетическим приемом, предназначенным для создания новых органических молекул. В настоящем обзоре обобщены результаты современных исследований соединений, содержащих нитрогруппу при двухуглеродном фрагменте: аминонитроэтиленов, α,α-бис(алкилтио)нитроалкенов и их аминопроизводных, α-нитрокетонов, алкилнитроацетатов и нитроацетонитрила. Литературные данные систематизированы в соответствии с типом химических реакций, таких как взаимодействие с нуклеофилами и электрофилами, различные циклизации, реакции с участием C–H-связи и др. Проведено сравнение реакционной способности указанных нитросоединений и условий химических превращений для оценки перспектив их применения. Библиография — 314 ссылок.
Успехи химии. 2023;92(4):RCR5077
RCR5077