Сшитый серусодержащий сополимер в качестве сорбента ионов переходных металлов и способ его получения

Сшитый серусодержащий сополимер в качестве сорбента ионов переходных металлов и способ его получения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: синтез новых серусодержащих сорбентов с высокой сорбционной способностью к ионам меди, кобальта, никеля. Сущность изобретения: сополимер формул ы -СН2()п- ; (CH-(CO2H)m-(-CH2-CH-(Ci4Hi2S04)CH- СН-)К, где п 68,65-70,11; m 26,94-28,25; k 2,95-3,09 мол.%. Сорбент получают сополимеризацией стирола, акриловой кислоты и диаллилового эфира диоксидифенилсульфона при мольном соотношении диаллиловый эфир: диоксидифенилсульфон: акриловая кислота: стирол, равном 1:8,7- 9,58:22,22-23,77, в присутствии перекиси бензоила в инертной среде. Сорбирует ионы меди в количестве 352, кобальта 447, никеля 256 мг/г. 2 с.п.ф-лы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4791075/05 (22) 12.02,90 (46) 07.01,93. Бюл, N 1 (7.1) Институт химических наук AH КазССР (72) E.E. Ергожин, Л.Н. Продиус, P.Â. Шарипов и. К,Х. Тастанов (56) 1. Ионообменные материалы для процессов гидрометаллургии, очистки сточных вод и водоподготовки: Справочник. — М., ВНИИХТ; 1983, с. 39.

2. Авторское свидетельство СССР

N 707254, кл. С 08 F 220/10. f978. (54) СШИТЫЙ СЕРУСОДЕРЖАЩИЙ СОПОЛИМЕР В КАЧЕСТВЕ СОРБЕНТА ИОНОВ

ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ И СПОСОБ ЕГО

ПОЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к химии полимеров, в частности к сополимерам с активными группами, используемым в качестве сорбентов ионов переходных металлов в гидрометаллургии для их разделения и концентрации, Известен катионит на основе акриловой кислоты и дивинилбенэола (1).

Сорбент получают сополимеризацией указанных мономеров в присутствии раствори теля-модификатора. С гатическая обменная емкость по 0,1Н NaOH 9,4 — 10,5 мг-экв/г, сорбционная емкость по ионам меди 150 мг/г, Недостатком сорбента являются низкая набухаемость и медленное установление сорбционного равновесия (48 ч), Сорбент имеет низкую емкость по ионам меди и для улучшения сорбции возникает необходи„„5U 1786040 А1

В 01 J 20/26; (С 08 F 212/08, 220:06, 228:02 (57) Использование: синтез новых серусодержащих сорбентов с высокой сорбционной способностью к ионам меди, кобальта, никеля, Сущность изобретения: сополимер формул ы -СН (СеНБ)-СН)п- (СН вЂ” (СО2Н)п — (— СН2 — СН вЂ” (C14H 12304)СН—

СН вЂ” )к, где n = 68,65 — 70,11; m = 26,94 — 28,25;

k = 2,95 — 3,09 мол.7. Сорбент получают сополимериэацией стирола, акриловой кислоты и диаллилового эфира диоксидифенилсульфона при мольном соо, ношении диаллиловый эфир: диоксидифенилсульфон: акриловая кислота: стирал, равном 1:3,79,58:22,22 — 23,77, в присутствии перекиси бензоила в инертной среде. Сорбирует ионы меди в количестве 352, кобальта 447, никеля 256 мг/г, 2 с.п.ф-лы, масть перевода ионов меди в аммиакатную форму.

Наибдлее близким к заявляемому является карбоксильный катионит PJ, имеющий (ф сорбционную емкость по Си = 250 мг/г. Спо- О, соб получения сорбента включает полимеризацию метилакрилата и дивинилсульфида и последующий гидролиз сополимера..

Недостатками этого сорбента являются «Р невысокие емкост и скорость обмена по ионам переходных металлов и многостадийность способа его получения. и

Целью изобретения является повышение обменной емкости и скорости обмена по ионам меди, никеля, кобальта из нейтральных растворов.

Поставленная цель достигается новым соединением, представляющим собой трой1786040

Ъ

15

35

45

55 ной сшитый серусодержащий сополимер общей формулы сн;сн фсн; сн фен- сн о-.

HO О

0 0-8-©-О-сн;сн-);, где и = 68,66 — 70,11 мол,%;

m = 26,94 — 28,25 мас,%;

1 = 2,95 — 3,09 мас % Статистическая обмейная емкость по ионам меди 352 мг/г, кобальта 447 мг/г. никеля 256 мг/г. Скорость установления равновесия 10 ч, Способ получения сорбента включает сополимеризацию стирола, акриловой кислоты и диаллилового эфйра диоксидифенилсульфона (ДАЭДФС) при нагревании (60-90 С) в течение 6 ч без растворителя в инертной среде в присутствии инициатора — перекиси бензола при соотношении сти.рол: акриловая кислота: ДАЭДФС =(22,2223,77): (8,72-,9,58):1.

Наличие в молекуле сополимера карбоксильных и сульфоновых групп определя- ет высокую сорбционную емкость по ионам переходных металлов, а присутствие ароматических колец обеспечивает повышенную. проницаемость полимерной матрицы диаллильного соединения. Применение в качестве сшивающего агента ДАЭДФС повышает гидрофильность, набухаемость сополимера. Введение в качестве сополимера нейт- рального мономера стирола способствует созданию жесткого устойчивого в агрессивных средах макросетчатого. каркаса, который создает пространственные условия для полной реализации всех функциональных, групп, Структура и состав сополимера подтверждены дайными элементного анализа и

И К-спектроскопии. В ИК-спектре сополимера наблюдаются полосы поглощения; деформацйонных колебаний С-Н при 765 см, плоскостных колебаний С=С (аромати-. ческого кольца) при 1490, 1590, 1610 см ", валентных колебаний C=O (карбоксильной группы) при 1710-1725 см, валентных колебаний S = 0 при 1110, 1190 см

При получении тройного сшитого сополимера по предлагаемому способу особое значение имеет соотношение акриловой кислоты и ДАЭДФС, которые в указанных пределах образуют активный комплекс.

При соблюдении этих соотношении акрилоФ вой кислоты и ДАЭДФС можно вводить любое количество третьего сомономера — стирола, но оптимально 70- мас, . При меньшем содержании стирола сорбционная емкость несколько повышается, но значительно снижаются кинетические параметры процесса. Повышение оптимального содержания стирола в исходной смеси приводит к ухудшению сорбционных свойств сополимера, уменьшению прочности макросетчатого каркаса, Пример 1, В смесь стирола, акриловой кислоты, ДАЭДФС мольного состава

22,21:9,14:1, а именно 2 r акриловой кислоты, 1 г ДАЭДФС и 7 r стирола, добавляют 0.1 г перекиси бенэола, помещают в реактор, выдерживают в токе инертного газа 1 ч при

60 С, 2 ч при 75 — 80 С и 3 ч и ри 90 .С. Полученный сополимер отделяют и отмывают в аппарате Соксилета от непрореагировавших мономеров, Сушат до постоянного веса, Сополимер характеризуется составом: и =68,6, m =28,25, k=3,09 1

Содержание: С Н - S О

Вычислено: 81,4 6,78 0,97 10,84

Найдено: 80 3 6 79 0 95 11 90

30 . COEcp.= 352 мг!г, COEcp = 447 мг/г, СОЕм = 256 мг/г. Скорость установления сорбционного равновесия 10 ч, П р и м.е р 2, Все операции проводят аналогично примеру 1; используя реакционную смесь мономеров с соотношением стирол: акриловая кислота: ДАЭДФС =

23,77:9,13:1. а именно 1,9 г АК, 0,95 r ДАЭДФС, 7,1 г стирола и 0,1 r перекиси бенэоила.

Получают сополимер состава: и = 7D,11;

m = 26,94; k = 2,95 мол.%.

Содержание: С Н S 0

Вычйслено: 81,89 6,89 0,92 10,3

Найдено: 80,78 6,81 0,91 11,5

СОЕсц = 360 мг/г, СОЕсо = 400 мг/г, СОЕщ = 200 мг/г. Скорость. установления сорбционного равновесия 10 ч.

Пример 3. Все операции проводят

50 аналогично примеру 1, используя реакционную смесь мономеров; 1 г АК, 1 г ДАЭДФС, 8 r стирола и 0,1 г перекиси бензоила.

Получают сополимер состава: п =

68,70, а = 28,30, k = 3,00 мас. .

Содержание: С H $ О

Вычислено; 84,55 7,75. 0,95 6,75

Найдено; 81,41 6,72 1,02 10,84

Пример 4. Все операции проводят аналогично примеру 1, используя реакционную смесь мономеров: 0,5 г АК, 0,5 r ДА1786040

Составитель Г.Русских

Техред М.Моргентал

3.

Корректор Е.папп

Редактор

Заказ 226 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

ЭДФС, 9 г стирола и 0.1 r перекиси бензоила.

Получают сополимер состава: и =

69,02, m = 28,00, k = 2,98 мол.%.

Содержание С Н . S О

Вычислено; 88,25 8,0 0,45 4,3

Найдено: 80.80 6,83 0,91 11,5

Сорбционные свойства сополимера исследовали из растворов CuS04, CoS04, NtS04 с концентрацией 0,075 моль при массовом соотношении ионит: раствор =

1;1000, рН 6,0 — 6,5.

Предлагаемый сшитый серусодержа щий саполимер сорбирует ионы переходных металлов.(медь, никель, кобальт) с высокими эффективностью и скоростью, Достаточно полно регенерируется раствором соляной кислоты, Исходные вещества для получения сорбента доступны, синтез аналогичен промышленному и может быть проведен на стандартном оборудовании, .

Формула изобретения

1. Сшитый серусодержащий сополимер общей формулы СН2 СН Д СН2 СНМСН-СН2-0—

О .С, СН2. 0 в

-®-З-©-О-;СН -СН+

0 СН2где n = 68,66-70,11 мол.%;

m = 26,94 — 28,25 мол,%;

k = 2,95-3,09, в качестве сорбента ионов переходных ме5 таллов, 2, Способ получения сшитого серусо- : держащего сополимера общей формулы

1, сн;снф сн;сн ф сн-сн; оО С СН2

HO О

О l l

15 -(0 -Я-©-0-сн -сн+

О сн2где h = 68,66-70,11 мол,%;

20 m = 26,94 — 28,25 мол., ;

k = 2,95 — 3.09, включающий сополимеризацию стирола; акриловой кислоты и диаллилового эфира диоксидифенилсульфона при: нагревании в

25 присутствии перекиси бензоила при моляр. ном соотношении стирол: акриловая кислота: диаллиловый эфир диоксидифенилсульфона, равном 22,22-23,77:8,72-9,58:1, в средеинертного газа.