Способ получения катионитов

Способ получения катионитов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

:, °; — «(тк):pr ° i 9

О П " "И-Й

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пп 44478 5

Сени Советским

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 19.06.72 (21) 1801492/23-5 с присоединением заявки ¹ (32) Приоритет

Опубликовано 30.09.74. Бюллетень ¹ 36

Дата опубликования описания 27.05.75 (51) М. Кл. С 08g 7, 00

Государственный комитет

Совета Министров СССР

M делам изобретений и открытий (53) УДК 661.183.123.2 (088.8) (72) Авторы изобретения

М. А. Аскаров, Р. А. Назирова, А. Т. Джалилов, Г. С. Цвешко и Ш. А. Пулатова (71) Заявитель

Ташкентский политехнический институт (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАТИОНИТОВ

Известен способ получения катионитов путем поликонденсации фурфурола и фенолсульфокислоты.

С целью получения катионитов, отличающихся повышенной термической стойкостью и механической прочностью, предлагается способ получения сульфо- и фосфорнокислого катионитов путем поликонденсации цнклогексанона с фурфуролом и последующим введением ионогенных групп сульфированием и фосфорилированием.

При получении катионитов в качестве полимерной матрицы используют продукт поликонденсации фурфурола с циклогексаном, Отсутствие гидроксильной группы в структуре полимера исключает склонность катионита к гидролизу в отличие от катионита на основе фенолсульфокислоты и фурфурола, вследствие чего повышается химическая устойчивость полученного катионита в концентрированных водных растворах щелочей и окислителей.

Полученные катиониты отличаются стойкостью к действию 15%-ного раствора азотной кислоты. Наличие в молекуле циклогексанона — С -группы придает синтезированФ

XR ным катионитам комплексообразующие свойства.

Наряду с высокой химической устойчивостью полученные катиониты отличаются вы сокой термостабильностью. Так, нагревание сульфокатионита на воздухе при 150 С не приводит к потере обменной емкости.

5 При сульфировании продукта поликонденсации фурфурола с циклогексаноном полученный катионит наряду с БОаН-группами содержит СООН-группы, которые очевидно, образуются в процессе сульфирования концент10 рированной серной кислотой за счет раскрытия фуранового кольца или окисления карбонильной группы. Присутствие СООН-групп придает катиониту избирательность к ионам меди, никеля и другим металлам.

15 Полученные фосфорнокислые катиониты обладают избирательной способностью к ионам двухвалентных металлов. Сорбция по ионам Cu++ и Ni++ доходит до 2,8 и 2,0 мгэкв/г соответственно.

20 Высокая термохимическая стойкость, механическая прочность, достаточно высокая обменная емкость, селективность к ионам некоторых металлов, полученных сульфо- и фосфорнокислых катионитов показывают о воз25 можности использования их с успехом в процессах сорбции различных ионов, а такжеионов двухвалентных металлов и в качестве катализаторов органического синтеза.

Пример. Синтез смолы на основе циклозо гексанона и фурфурола. В трехгорлую колбу, 3,35 ГОСТ 13505 — 68

15

25

35

Составитель Г, Русских

Техред Н. Куклина

Редактор Г. Тимофеева

Корректор О. Тюрина

Заказ 893/!О Изд. Ке 1112 Тираж 565 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 снабженную механической мешалкой, термометром и обратным холодильником, помещают 9,8 г (0,1 моль) циклогексанона, при интенсивном перемешивании вносят 5% от веса исходных продуктов ZnC1» повышают температуру до 70 С. При этой температуре осторожно прикапывают 14,4 г (0,2 моль) фурфурола. Через 12 час образуется гель, который переносят в фарфоровую чашку и сушат в термошкафу при температуре 90 — 100 С.

Высушенную смолу дробят до с4 — 0,5 — 1 мм и подвергают полимераналогичным превращениям. а) Получение сульфокатионита.

К определенной навеске полученной смолы прибавляют пятикратное количество концентрированной серной кислоты и оставляют на

24 час. В течение этого времени смола набухает, после чего избыток кислоты отсасывают на фильтре Шотта Ха 1. Набухшую смолу помещают в трехгорлую колбу с мешалкой и обратным холодильником, приливают пятикратное количество серной кислоты, после чего смесь нагревают при 70 С в течение 6 час.

По окончании реакции смолу отфильтровывают и промывают сначала концентрированной серной кислотой, затем уменьшают концентрацию кислоты последовательно до 50,25 и 10 и, наконец, промывают дистиллированной водой до нейтральной реакции промывных вод. Полученный продукт высушивают при 80 С. б) Получение фосфорнокислого катионита.

Набухшую смолу в треххлористом фосфоре помещают в трехгорлую колбу с мешалкой и обратным холодильником. Фосфорилирование проводят треххлористым фосфором в присутствии безводного хлористого алюминия (мольное соотношение реагентов 1: 4: 2) при

75 С в течение 4 час. Затем фосфорилированную смолу промывают увлажненным этиловым спиртом, уменьшают концентрацию последовательно до 45, 20 и 10% и далее промывают дистиллированной водой до нейтральной реакции промывных вод. После перевода в

Н+-форму фосфорнокислый катионит высушивают при 80 С.

Физико-химические и механические свойства полученных катионитов.

Сульфокатионит

Влажность, /о 22 ГОСТ 10898 — 64

Насыпной вес, г/мл 0,75 ГОСТ 10898 — 64

Удельный объем набухшего катионита в Н-форме, мл/г

Статическая обменная емкость по 0,1 н. раствору

NaOH, мг-экв/г 3,8 ГОСТ 10898 — 64

Статическая обменная емкость по 0,1 н. раствору

N а С1, м г-э к в/г 2

Термостабильность, С 150

Фосфорнокислый катионит

Влажность, о/о 25 ГОСТ 10898 — 64

Насыпной вес, г/мл 0,68 ГОСТ 10898 — 64

Удельный объем набухшего катионита в Н-форме, мл/г 3,0 ГОСТ 13505 — 68

Статическая обменная емкость по 0,1 н. раствору

NaOH, мг-экв/г 6,5

Статическая обменная емкость по 0,1 н. раствору

NaC1, мг-экв/г 0,8

Термостабильность, С 150 †1

Статическая обменная емкость по Сп++ из раствора

CuSO, мг-экв/г 1,5 (C„,,=5 г/л) по Ni++ из раствора

М1$04 мг-экв/г 0,5 — 0,8 (C„„=5 г/л) .

Предмет изобретения

45 Способ получения катионитов на основе продуктов поликоиденсации фурфурола, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения термической и химической устойчивости, продукт поликонденсации фурфурола и цикло50 гексаиоиа подвергают сульфироваиию или фосфорилированию.