Способ получения анионитов

Способ получения анионитов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

атно-те;;;: боб с;;,.;„ч,, „ .- ая

"Олтеотеча А1

Е2 А

О П И С А Н И Е < 768220

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ;

Саве Советских

Социалистических

Ресвублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 10.07.78 (21) 2642433/23.05 (51) М.Кл.з С 08 G 77/22

С 08 J 5/20 с присоединением заявкн— (23) Приоритет—

Хвсудлрстееиный комитет (43) Опубликовано 07.02.82. Бюллетень № 5

/ по делом изабретеиий и открытий (53) УДК 661.183. .123.3 (088.8) (45) Дата опубликования описания 07.02.82 (72) Авторы изобретения

Е. Е. Ергожин, Е. )K. Менлигазиев, И. К., Абдрахманова, Д. С. Жук и П. А. Гембицкий (71) Заявитель

Институт химических наук АН Казахской ССР (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНИОНИТОВ

Изобретение относится к синтезу анионообменных материалов на основе кремнийорганических соединений, которые могут быть использованы для разделения ионов металлов в гидрометаллуртии, опреснения соленых и солоноватых вод, очистки конденсатов атмосферной влаги и в качестве катализаторов многих органических реакций.

Известны способы синтеза ионообменных смол трехмерной гидролитической конденсацией дихлорсилалактонов (1) или трихлорсилилдихлорфосфинилдифенила (2).

Синтезированные иониты обладают слабокислотными катионообменными свойствами.

Известен также способ получения цространственно-сшитого .полимера путем гидролиза меркаптометилтриэтоксилана и последующей конденсации полученного продукта. Синтезированный полимер используепся,в качеспве катионита (3).

Однако недостатком известных ионообменников является невысокая обменная емкость и многостадийность способов IIQлучения, Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ получения термостойких анионообменных смол взаимодействыем кремнийорганических соединений, содержащих ам .теногруаппы (.аминосилоксанов) с кремневой кислотой (4).

При этом аминосоединения диффундируют в гель или кремневый студень. Конденсацию исходных веществ проводят при 120—

450 С. Процесс протекает с отщеплением спирта и воды, которые отрицательно влия- ют на качества конечных ттродуктов;

Исходные аминосилоксаны получают хлорированием алкильных трупп органо хлорсилана фотохимическим путем или с помощью сульфурилхлорида в присутствии катализатора; Затем полученный продукт аминируют вторичными или третичными алкиламинами.

Полученные анионообменники обладают низ кой обменной емкостью (0,4 — 1,0 мгэкв/г) .

Недостатками этого способа также являются сложность синтеза исходных и конечных продуктов, высокая температура процесса (150 С), использование авто. клава.

Целью предлагаемого изобретения является повышение емкости ионитов и упрощение процесса синтеза.

Согласно изобретению поставленная цель достигается тем, что конденсации подвергают фенил - 2,3 - хлорпропоксисилан (ФХПС) и аминосоединевия, выбранные

768220

СОЕ мг-экв/г по 0,1 н раствору HCI после обработки растворами

Анионит исходная

)5,6

10,3

5,2

ФХПС-Г! ЭИ

ФХПС-ПЭПА

ФХПС-ПКПА

Прототип

- 15,8 14,4

10,3 9,4

5,0 -1,8 данные отсутствуют

15,5

10,6

5,1

0,45 — 1,0

Таблица 2

Термическая устойчивость анионитов в кипящей дистиллйрованной воде

GOE мг-экв/г по 0,1 н раствору НС!

1 после кипячения в течение, ч

Аиноннт исходная

1.50

100

12,7

7,2

3,5

ФХПС4ПЭИ

ФХПС-ПЭПА

ФХПС-ПКПА 13,9

9,3

3,6

15,5

10,6

5,1

Таблица 3

Статическая обменная емкость анионитов " rio ионам некоторйх металлов

Аниопит

Ni SO, C !!SOq

1i4g S04

6,0

"3,1

2,4

0,9

0,6

0,3

ФХПС ПЭИ

ФХПС-ПЭПА

ФХПС-ПКПА

4,1

2,8

0,6 из группы, состоящей из полиэтиленполиа. мина (ПЭПА), полйэтилени мина (ПЭИ), поликсилиленполиамина (ПКПА), при 80—

100 С в течение 0,5 — 5,0 ч.

Конденсацию ФХПС с полиаминами проводят в четырехгорлой колбе, снабженной механической мешалкой, термометром, капелыной воронкой и обратным .холодильником, в среде диметилформамида нри

8Π— 100 С и мольном соотношении 1: 0,75 для ПЭПА; 1: 1,; .1: 3,0 для

ПЭИ в течение 0,5 — 5,0 ч.

Полученный гель переносят s фарфоровую чашку и отверждают в течение 24 и (80 — 120 С). Конечный продукт промываПример 1. 200 г ПЭПА (0,75 моль) растворяют в 580 г. диметилформамида, добавляют 280 r (1;0 моль) ФХПС и поликонденсацию проводят при 80 С в течение 5 ч.

Реакционную массу выгружают в фарфоро- вую ча!пжу:иотверждают в сушильном шкафу в течение суток при 100 С, Полученный гель размельчают, отбирают фракцию с размером гранул 0,25 — 0,50 мм, обрабатывают 5%-ным раствором щелочи, отмывают дистиллированной водой до нейтральют горячим диметилформамидом для избавления от непрореагировавших компонентов, затем дробят, рассеивают н отбирают фракцию диаметром 0 25 — 0 50 мм для дальнейших испытаний.

При этом образуются иониты с высокой статической обменной емкостью 5,1:—

15,5 MI-экв/г в заBKcHiMoсти о!т арироды амина и соотношения исходных компонентов с выходом 95 — 98%. Аниониты отличаются повышенной химической (табл. 1) и термической устойчивостью (табл. 2); способностью сорбировать ионы некоторых металлов (табл. 3).

Таблица 1

5 н NaOH 5н Н SO< 1 н INO

СОВ мг-экв/г по 0,1 н раствору ной реакции фильтрата. Синтезированный ион ит имеет статическую обменную емкость по 0,1 н раствору НС1 10,6 мг-экв/г, плотность в гидратированном состоянии

20 0,9543, в негидратированном состоянии

0,8147 г/мл, набухаемость 4,8 мл/г, химическую устойчивость 80%, термическую стойкость 90%, окисляемость 3,4 мг Оя/!г.

25 Пример 2; К 280 r (3,0 моль) ПЭИ медленно, в течение 40 мин, прикапывают

768220

Формула изобретения

Тех рел Л. Куклина

Редактор Н. Аристова

Корректор С. Файн

Заказ 29/37 Изд. М 103 Тираж 511 Нодиисное

НПО «Поиск> Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Тип. Харьк. ф ы. иред. патент>

80 г (1,0 моль) ФХПС. Затем конденсацию проводят в течение 90 мин при 100 С.

01бработку ионита проводят по примеру 1

Статическая обменная емкость по 0,1 н. раствору НС1 15,5 мг-экв/г, плотность в гидратированном состоянии 0,9185, в негидратированном состоянии 0,8533 г/мл, набухаемость 2,5 мл/г, химическая устойчивость 80 /о, термическая стойкость 90 /о.

П р и мер 3, К 240 r (1,5 моль) ПКПА прикапывают 170 г (1,0 моль) ФХПС и конденсацию проводят в течение 40 мин при 90 С.

Синтез и обработку анионитов проводят по примеру 1.

Статическая Обменная емкость анионита по 0,1 г раствору НС1 6,1 мг-экв/г, плотность в гидратированном состоянии 0,9153, в негидратировакном состоянии 0,8347 г/мл, набухаемость 2,2 мл/r. Окисляемость 4,5 мг

О /г, химическая устойчивость 85%, термостойкость 80 .

Полученные предложенным способом аниониты обладают высокими ионообменными свойствами (5,1 — 15,5 мг-экв/г), химической устойчивостью — синтезированные ионообменные смолы не подвергаются деструкции при обработке их растворами минеральных кислот и щелочей.

Кроме того, предложенный способ позволяет устранить многостадийность известного способа, т. к. конденсация исход6 ных доступных и дешевых продуктов идет в одну стадию.

Си нтези рованные аБиониты |хорошо сорбируют ионы маюния, пикеля, меди и по5 этому могут быть использованы в гидрометаллургии для извлечения ионов цВетных металлов из растворов и для опреснения соленых и солоноватых вод.

Способ получения аннонитов путем конденсации кремнийорганических соединений, 15 отличаю1цийся тем, что, с целью повышения емкости ионитов и упрощения процесса их синтеза, фенил-2,3-хлорпропоксисилан конденсируют с аминосоедииением, выбранным из группы, состоящей из по20 лиэтиленимина, полиэтиленполи амина, пОликсилиленполиамина, при 80 — 100 С в течение 0,6 — 5,0 ч.

Источники информации, прииятые во

25 внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 429073, кл. С 08 G 77И4, 1972.

2. Авторское свидепельство СССР № 429074, кл. С 08 G 77/30, 1972.

3. Авторохое свидетельство СССР № 585187, кл. С 08 G 77/28, 1976, 4. Патент ГДР К 26662, кл. 39 с, 30, опублик, 1963 (прототип).