Способ получения катионита

Способ получения катионита

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАТИОНИТА фосфорилированием сополимера, о т , .---:-:,i;.:, .; --i I - - Л г :;w I iC vv-i I . ЙМГ.-ггг-,./.. i .- .- ... .X.- ,.-. 2 личаюьцийся тем, что, с целью повышения сорбционной способности катионита к ионам тяжелых металлов , в качестве сополимера исполь-зуют эпоксидированный феноланилиноформальдегидный полимер, содержащий 3-3,5 эпоксидных групп, и фосфорилирование осуществляют треххлористым фосфором в присутствии хлористого алюминия при молном соотношении сополимергтреххлористый фосфор: .хлористый алюминий, равном :0,02-0,1, при tO-50°C в течение 1-1,5 ч.

„„SU„„ II 0867

pp0U

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСНОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ф +

Х й1 . СВОЗ СОВЕТСКИХ

СОИИХЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3463104/05 (2?) 02.07,82. (46) 23.02.9?. Бюл. V 7 (71) Институт химических наук

АН КазССР (72) Е.Е.Ергожин, E.Æ.Менлигазиев, P.Á.Àòøàáàðoâà и Ж.Т.Токмурзин (53) 661.183.123 ° 2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР и 562988, кл„ G 16/00, 1975 °

Авторское свидетельство СССР

0 477174, кл. С 08 С 59/14, 1973 (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАТИОНИТА фосфорилированием сополимера, о тДанное изобретение относится к синтезу фосфорнокислотных катионитов, которые могут быть использованы для извлечения:, ионов металлов в гидрометаллургии и переработки промышленных стоков, а так>не для выделения и очистки антибиотиков, витаминов и ферментов.

Известен способ получения фосфорсодержащего катионита конденсацией фениламинометилфосфиновой кислоты с формальдегидом, фенолом или резорцином при 100-170 С. Получают катионит с обменной емкостью 6,17 мгэкв/г, содержанием фосфора 44, азота - 1,53. Смола стабильна при нагревании до 150-200 С. Емкость по кобальту 2,1 ммоль/г,,по меди

3,7 ммоль/г при рН 6,5.

Недостатком способа является трудность синтеза исходных фосфорсодержащих мономеров и проведение процесса при высоких температурах. (1)5 С 08 О 59/14; С ОР 1 5/20

2 лича ющийся тем, что, с целью повышения сорбционной способности катионита к ионам тяжелых ме.таллов, в качестве сополимера используют эпоксидированный феноланилино формальдегидный полимер, содержащий 3-3,53 эпоксидных групп, и фосфорилирование осуществляют треххлористым фосфором в присутствии хлористого алюминия при молном соотношении сополимер:треххлористый фосфор:

:хлористый алюминий, равном 1:1-4:

:0,02-0,1, при 40-50 Г в течение

1-1,5 ч.

Наиболее близким >< предлагаемому является способ получения катионита на основе продукта поликонденсации эпихлоргидрина и гидразина, отвержденного полиэтиленпопиамином фосфорилированием смесью формальдегииа, фосйористой и соляной кислот при 90-95 С в течение 4-5 ч.

Полученный ионит селективен к е ионам железа.

Целью данного изобретения является .повышение сорбционной способности катионита к ионам те»келых металлов.

Поставленная цель достигается гем, что в способе получения катионита фосфорилированием сополимера в качестве сополимера используют эпоксидированный феноланилиноформальдегидный полимер, содер>кащий 3-3,54 эпоксидных групп, и фосфорилирование осуществляют треххлористым фосфором в присутствии хлористого алюминия при мольном соотношении сополимер:трех3 108 хлористый фосфор:хлористый алюминий, равном 1:1-4:0,02-0,0 1 при 40-50 С в течение 1-1,5 ч.

0 присутствии 4 молей РС1 до- Lr стигается наиболее высокая обменная емкость, равная 7у0 мг-экв/г, содержание фосфора 14-154.

В ИК-спектрах фосфорсодержащего катионита присутствуют полосы поглощения, характерные для валентных колебаний Р О групп в области 1140 см

1 при 1075 и 970 см,вызванные антисимметричными и симметричными колебаниями НО-P"OÍ. Кривые потенциометрического титрования катионитов показали, что они являются двуосновными кислотами со слабо- и среднекислотными группами, Сорбционные свойства катионита исследовали по 0,05 н. растворам нит ратов меди, никеля, уранила, по раствору метаванадата натрия с концентрацией 6 г 1 0 /л, по раствору молибдата натрия с концентрацией 3 г Мо/л. Об-: менная емкость по ионам металлов:

COEcu = 4,5 мг-эквlг, СОЕ !, = 3,5 мг-экв/г;

СОЕ 102 = 6,2 мг-экв/г, г

СОЕ > 540,5 мг/г, СОЕЧ О вЂ” —.283,5 /r, гОу

Синтезированный катионит термически и химически стабилен в растворах кислот и щелочей. Термическая устойчивость = 97-983, химическая устойчивость 95-994. Способ осуществляли следующим образом.

Пример 1. В термостатируемый трехгорлый реактор, снабженный механической мешалкой, термометром и обратным холодильником загружают 300 г сшитого эпоксидного феноланилиноформальдегидного полимера (содержание эпоксидных групп 3 ) . Соотношение сополимер:РС1 .А1С1 равно 1:2:0 1. Реационную смесь нагревают до 40 С, добавляют 880 мл треххлористого фосфора и 79 г треххлористого алюминия и перемешивают в течение 1,5 ч. Затем смесь охлаждают, гидролизуют и окисляют 25Я-ным водным раствором азотной кислоты в течение 4 ч. Полученный ионит обрабатывают 54-ным раствором гидроксида натрия, 5<,-ным раствором соляной кислоты и отмывают водой до нейтральной реакции фильтрата. Определяют элементный состав, СОЕ g,= 3,3 мг-экв/r;

СОЕцО2+ = 5,4 мг-экв/г, z

COE ыо = 370,72 мг/r;

СОЕЧ О вЂ” 250,22 мг/r.

2 5

П р и и е р 2. Способ осуществляют по примеру 1 при мольном сооТНО шении сополимер:PCl>.AlC1> = 1,0:

:3,0:О.1. Реакцию ведут в течение

20 1 ч при 50 С. Полученный продукт обрабатывают по примеру 1. Содержание фосфора з: полимере 15 ь, N-5,2%.

COEN 0„1 в — 6,8 мг-экв/г, 25 СОЕ g< — — 4,5 мг-экв/г, СОЕ 1; = 3,5 мг-экв/г, COF.Op2+= 5,9 мг-экв/г, г

СОЕА! = 540,5 мг/г, СОЕЧ p == 283 5 мг/г. 4

Пример 3. B трехгорлый реактор загружают 300 г эпоксидного феноланилинформальдегидного поли35 мера и при 50 С добавляют 43,5 г

А1С1 и 1320 мл РС1, перемешивают в течение 1 ч при 50 С. Реакцию проводят при мольном соотношении сополимер: РС1.:А1С1 = 1, 0: 4, 0: О, 07.

®О Обработку продукта осуществляют по примеру 1. Содержание фосфора в ионите 14,43, N=5,0%.

COEN pg = 7,0 мг-экв/г, 45 COE C< = 4,3 Mr экв/r, СОЕ д; = 3,3 мг-экв/г, 30

CO E g 024 = 6, 2 мг-э кв/г, 2

СОЕ Мо 528,2 мг/г, 50

С0Е Ч О = 245, 3 мг/г. г 5

П р и и е р 4 . Способ осуществляют по примеру 1 при мольном соотношении сополимер: РС1 :А1С1 = 1,0:

55:1,0:0,02. Реакцию проводят в течение 1 ч при 50 С. Полученный продукт обрабатывают по примеру 1. Содержание фосфора в полимере 14<, N=5,!%.

6758 4 снимают ИК-спектры, СОЕ по 0,1 н„ раствору NaON потенциометрическим методом и сорбционную емкость по ионам различных металлов, Содержание фосфора я полимере 14>, N-5,5>.

СОЕНаан - 6,5 мг-эквlг;

COEpц — — 4,4 мг-эквlг;

1086758

Как видно из таблицы, при обработ ке растворами кислот и щелочей катионит теряет 1-54 обменной емкости.

СОЕ„,ОН = 6>5

СОЕ Cu = 4, 0

СОЕN; = 3,1 мг-экв/г мг-экв/г; мг-экв/г

Способ прост в осуществлении, непродолжителен, не требует дефицитных реагентов.

СОЕ после обработки растворами, мг-экв/г

СОЕ

Катионит сополимер:

:PC13.À1Ñ1У исходная мг-экв/г

5н;НЕБО 5н,NaOH 1н. HNO> НгО, 48 ч

96 С

1:1:0,02

1:2:0,1

1:3:0,1

1:4:0,07

6,30 6,44

6,33 6,49

6,70 6,75

6,70 6,90

6,40

6,35

6,80

6,84

6,45

6,31

6,10

6,97

6,5

6,5

6,8

7,0

Техред A.Кравчук Корректор И.Самборская.Редактор Е.Гиринская

Заказ 1308 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.ужгород, ул. Гагари

11 31 Гага ина 101

COE >02+ - =5,8 мг-экв/г; г

СОЕ г05 — — 228,4 мг/г;

СОЕ м = 368,2 мг/г.

Синтезированные иониты эффективно сорбируют из растворов ионы меди, никеля, уранила, молибдена, ванадия.

Физико-химические свойства синтезированного катионита представлены в таблице.

Использование промышленно-доступных исходньх продуктов я мягких условиях позволяет синтезировать фосфорнокислотный катионит, который может найти применение я гидрометаллургии тяжелых металлов.