Сшитый полиэлектролит в качестве сорбента ионов поливалентных металлов

Сшитый полиэлектролит в качестве сорбента ионов поливалентных металлов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сшитый полиэлектролит формулы в качестве сорбента ионов поливалентных металлов.

И1

„„SU„„ I2 1 (51)5 С 08 F 126/06

ГОСУДАРСТЯЕННЫЙ HOMHTET СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

О р (0

2дВ ."1--Сн -CB-СН -О 3 О-СН -(B-СН -, — Il

ОЯ О 0Н

m 0-4; п

СОЮЗ СОБЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (21) 3767539/05 (22) 05,07.84 (46) 15.03.92. Бюл. Г 10 (71) Институт химических наук АН

КазССР и Казахский государственный . чнивепситет им. С,М, Кирова (72) Е Я.Менлигазиев, Е.Е.Ергожин и К.Иманбеков (53) 661 183.123 (088.81 (56) Патент СЙА Ф 3258435, кл.260-2.1 опублик. 1966.

Авторское свидетельство СССР

М 860471, кл. С 08 F 126/06, 1980. (54). СП1ИТЫЙ ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТ В КАЧЕСТВЕ СОРБЕНТА ИОНОВ IIOJIHBAJIEHTHIIX МЕ. ТАЛЛОВ. (57) Сшитый полиэлектролит формулы сн;сн

Ф

СН3 в качестве сорбента ионов поливалентных металлов.

1 2 301 64 илпирилинового мулы. общей форряла

Н2 Сн "-Н О, 3 0-С -! г1 !

0Н

Изобретение относится к ионообменным материалам вини ш 0-4; и= l обладающим сорбционной способностью к ионам поливалентных металлов: ванадия,молибдена и вольфрама.

Предлагаемый полиэлектролит может найти применение н гндрометаллургии для выделения и концентрирования ионов.поливалентных металлов.

Цель изобретения — повышение сорбционных свойств полиэлектролита по отношению к ионам поливалентных ме- З5 таллов, Цель достигается синтезом полиэлектролита указанной формулы.

Полиэлектролит получают взаимодействием диглицидилового эфира диоксидифенилсульфона и 2 метил ..випилпиридина в токе азота при 80о

90 С в течение 18-20 ч при мольном соотношении реагентов 1:6,2-6,7.

Структуру, состав и свойства полнэлектролита идентифицируют методами ПК"спектроскопии и химического анализа. Сорбционные свойства сшитых полизлектролитов определяют из растворов:NaVO>, Na Mo0<, Na>MO .Концент- 50 рация ванадия в исходном растворе . 3 г Ч О /л., рН 0,7, молибдена 1,5 г/л, ! Н .1,5, вольфрама 32 г/л, рН 2. Концентрацию металлов до и после сорбции определяют атомно-абсорбционным методом.

Пример 1, В реактор загружают 34 r (0,1 моль) диглнцидилового эфира диоксндифенилсульфона и 74 r (0, 62 моль) 2-метил-5-виннлпиридина, растворенного в 50 г диметилформамида. Синтез полнэлектролита проводят в токе сухого азота при перемешивании о при 70 С и продолжительности 20 ч до гелеобразования. Гель выливают в фарфоровую чашку и отверждают при 100 С. в течение 20 ч. Конечный продукт реак/ ции дробят, промывают метанолом, ацетоном и сушат в вакуум-сушильном шкафу до постоянной массы.

Отбирают фракцию с размером 0,250 5 мм. Выход полиэлектролита 83К (76,8 r}, СОЕ по О,l н.раствору соляной кислоты 4,3 мг-экв/г.

Найдено,X: С 72,12, Н 6,76, Й б,20; S 3,86.с н«я4оа я

Вычислено,Ж: С 72,12; Н 6,73;

N б,25; S 3,85, m = 2; n = 1.

ИК-спектры полиэлектролита, см

-Ф

С = С и С = Н связи гетероцикла при 1500 и 1595, а также гетероцикла в области 1640-1660; С-С связи ароматического и гетероциклического кольца в области 1450-!470; плоскостные деформациоиные колебания СН -групп при

1400-1420; колебания сульфоновой группы при !150 и 1320; деформационные колебания С-8 групп ароматического кольца при 1105 и гетероцикла при

1030; вторичные гндроксильные С-ОН группы в области !270 и 3380-3480.

СОЕ (в мг-экв/г) после обработки

5 н. раствором азотной кислоты 4,30;

5н.раствором едкого натра 4,1;

lн.раствором азотной кислоты 4, .

Полиэлектролит не растворяется в органических растворителях.

Пример 2. В реактор загружают 34 r (0,1 моль) диглицидилового эфира диоксидифенилсульфона и 74 r (0,62 моль) 2-метил-5-винилпиридииа, растворенного в 100 r диметилформамида. Синтез полиэлектролита проводят в токе сухого азота в течение .20 ч при 80 С, гель выливают в фарфоровую чашку и отверждают при !

00 С в течение 20 ч.

Продукт реакции дробят, промывают метанолом и ацетоном, сушат в . вакуум-сушильном шкафу до постоянной массы, отбирают фракцию с размером

0,25-0,5 мм. Выход полиэлектролитао

100 г (90,IX) .

Найдено.7: C 75,18; Н 7,05;

N 8,05; S 3,00.

C90H56N406 S.

Вычислено,X: С 75,14, Н 7,02;

N 7,97; 8 3,04. m 4; и = l.

ИК-спектры полиэлектролита, см

-1

С=С и C=N связи гетероцикла при 15001505 и 1595-1560, а также гетероцнкла в области !640-1660; связи арома-. тического и гетероциклического коль- . ца при 1450-1460; плоскостные деформационные колебания СН2-групп при

1400-1415; колебания сульфоновой. группы — SO — при 1150 и 1320; деформационные колебания С-Н групп ароматического кольца при 1105 и гетероцикла при 1030; вторичные гидроксильные группы полиэлектролита при

1270 и 3380-3480.

СОЕ (в мг-экв/г) полиэлектролита после обработки 5н. раствором серной кислоты 5,6; 5н.раствором едкого натра 5,3; Iн.раствором азотной кислоты 5,4.

Обменные емкости полиэлектролита по поливалентным металлам: по ванадию !530 мг V 0 /r, по молибдену

1180 мг No/ã, по вольфраму 920 мг !!/г. Полиэлектролит не растворяется в органических растворителях.

Пример 3. В реактор загружают 34 г (0,1 моль) диглицидилового эфира диоксидифенилсульфона и г

74 г (0,62 моль) 2-метил-5-винилпири дина, растворенного в 100 г диметилформамида.Синтез проводят в токе сухого азота при перемешивании при

230!64 4

90 С в течение 15 ч. Гель пере осят в фарфоровую чашку и отверждают при о

100 С в течение 20 ч. Конечный продукт дробят, промывают метанолом и ацетоном, сушат в вакуум-сушильном шкафу до постоянной массы. Отбирают фракцию с размером 0,25-0,5-мм. Выход полиэлектролита 99 r (91,6X).

ИК-спектры полизлектролита, см

1О С=С и С=И связи гетероциклического и ароматического кольца при !500, 1595, а также гетероцикла в области

1640-!660; С-С связи кольца в области 1450-14701 плоскостные дефор15 мационные колебания СН -групп при !

400-1420; колебания сульфоновой группы при 1 150 и !320; деформационные колебания С-Н групп ароматического кольца при 1105 и гетероцикла

2D при 1030; вторичные гидроксильные группы при 1270 и 3380-3460.

Найдено,X: С 75,0; Н 6,9; N 8,0;

S 3,0.

С„Н,„Н,О, 8.

Вычислено,X: С 75,14; Н 7,02;

N7,9; S3,04. m=4; n=1.

СОЕ (в мг-экв/г) по О, l н.раствору .соляной кислоты 5,6; после. обработки растворами: 5н.серной кислоты 5,5; з0 5н.едкого патра 5,4; lн.азотной кислоты 5,5. Обменные емкости по металлам: по ванадию 1500 мг Ч. 0 /r, по молибдену 1180 мг Мо/r, по вольфраму 900 мг !!/г. Полизлектролит не растворяется в органических растворителях.

Пример 4. В реактор загружают

34 r (0,1 моль) диглицидилового эфира, дноксидифенилсульфона и 40 г

40 (0,33 моль) 2-метил-5-винилпиридина, растворенного в 30 г диметилформамида. Процесс проводят в токе азота при

:температуре 80 С в течение 20 ч. о

Продукт реакции дробят, промывают

45 метанолом, ацетоном, сушат в вакуум-сушильном шкафу до постоянной массы, отбирают фракцию с размером частиц 0,25-0,5 мм. Выход полиэлектролита 7! г (96 ) Полиэлектро50 лит не растворяется в органических растворителях.

Найдено,7: С 70,6; Н 6,6; N 4,9;

Я 5,5.

C„Нз,Ы 0„S, 55 Вычислено, : С 70,5; Н 6,5; N 4,8;

8 5,5 ° ш "-* О, п=1

СОЕ по О,!н.раствору НСI 3,3 мгэкв/г.

Мо

Предлагаемый

1 500-1 530 1 180-1 200 900-920

5,6-5,7

Не извлекает

160

Известный

Составитель Г.Русских

Редактор A.Áîðîäèíà Техред Л.Олейник Корректор И. Эрдейи

Заказ 1313 Т и р а Подписное

В11ИИПИ Государственного комитета СССР по делам .изобретений и открытий

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

Проиэводственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул,Проектная,4

3 1230i

Пример 5. В реактор загружают 34 г (О,l моль) диглицидилового эфира диоксидифенилсульфона и 80 г (0,67 моль) 2-метил-5-винилпиридина, добавляют 100 г диметилформамида при перемешпванни в токе азота. Температуру повышают до 90 С и реакцию проводят в течение 15 ч, гель переносят в фарфоровую чашку и отверждают при

100 С в течение 20 ч. Продукт реакции 1О дробят, промывают метанолом и ацетоном, сушат до постоянной массы в вакуум-сушйльном шкафу, отбирают Фракцию с размером частиц Oq25-0,5 мм, Выход полиэлектролита 10! r (88,6X). 15

Полиэлектролит не растворяется в органических растворителях.

Найдено,Е! С 75,0; Н 7,1; N 8,0;

8 3,0.

Вычислено,%: С 75,14, Н 7,02, 20

11 7,9; S 3,04.

С оНеб Н40 8. ш 4; и .1 ° ИК-спектры полиэлектролита, см

1500, 1595 (C=C, C=N}, 1640-1660 (гетероцнкл); 1450-1470 (С-С кольца); 25

1400-1420, 1150,,1320 (-80 -)1

1270, 3380-3450 (С"ОН).

С0Е (в мг-экв/г) по О,!н.раствору соляной кислоты 5,6; после обработки 5н. раствором серной кислоты 30 5,5; едкого натра 5,3; lн.азотной кислоты 5,4, Обменные емкости по ванадию 1570 мг U О /г, по молибдену

1.150 мг Мо/г, по вольфраму 950 мг

1 1/г. 35

Hp и и е р 6. В реактор загружают 34 г (0,1 моль) диглицидипового эфира диоксидифенипсульфона

Полиэлекгро- .СОЕ по О,lн. лит раствору НСЕ, мг-экв/г V

64 б и 90 r (0,75 моль) 2-метил-5-винилпиридина в 150 r диметнлформамида.

Реакцию проводят при 100 С в токе сухого азота при перемешивании в течение 15 ч. Гель выливают в фарфоровую чашку и отверхдают 15 ч при !

00 С. Продукт реакции дробят, про" мывают метанолом и ацетоном, сушат в вакуум-сушильном шкафу до постоянной массы. Отбирают фракцию с размером частиц 0,25-0,5 мм.

Выход полиэлектролита 100m (80,67).

Найдено,7.: С 75,10; Н 6,9; N 7,85;

8 2,95.

С„н,,н40,8.

Вычислено,, Х . С 75; 14; Н 7, 02;

N 7 97; 8 3 04. m 4; n " 1.

СОЕ (в мг-экв/г) по 0,1 н.раствору соляной кислоты 5,6; после обработки растворами. 5н.серной кислоты

5,5; 5н,едкого натра 5,3; 1н.азотной кислоты 5,3.

ИК-спектры полиэлектролита, см"

1500,1595 (C=C, С=И); 1640-!660 .(гетероцикл(; 1450-1470 (С-С кольца);

1400-1420 (CH ; 1150 и !320 ("80@-);

1270,3370-3450 (С-OH) .

Обменные. емкости по ванадию

1480 мг Vz05/r, по молибдену 1000 мг

Мо/г, по вольфраму 800 мг W/г. Полиэлектролит не-растворяется в органических растворителях, е /

По сравнению с известным полиэлектролитом предлагаемый обладает более высокой сорбционной способностью по отношению к ионам поливалентных металлов (см.таблицу} °

1СОЕ, мг/г