Способ получения комплексообразующих ионитов

Способ получения комплексообразующих ионитов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

С 08 F 212/14

С 08 F 8/40

С 08 J 5/20

Гасударственный квмнтет (23) П риорнтет (53.) УДК 661.183..123(088.8) Опубликовано 15.12.80. Бюллетень № 46

ll0 делам нзебретеннй и открытнй

Дата .опубликования описания 15.12.80

Е. Е. Ергожин, В. К. Халикова и Б. А. Мухитдинова (72) Авторы изобретения

Институт химических наук АН Каза сской;-С(3Р (7 ) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПЛЕКСООБРАЗУЮШИХ ИОНИТОВ

Изобретение относится к способу получения ионообменных материалов, способных к комплексообразованию с тяжелыми металлам, в частности с уранил-ионом.

Известен способ получения комплексообразующих ионитов фосфорилированием а миносополимеров 2-хлорметил-5-винилпиридина с дивинилбензолом (EBB). Исходные сополимеры 2-хлорметил-5-винилпиридина с ДВБ получают введением хлорметильных групп в мономеры с ионоген10 ными группами (винилпиридин) с последующим аминированием сополимеров первичными алифатическими аминами. Аминосополимеры конденсируют со смесью формаль

15 дегида и гипофосфата натрия в кйслой среде. Содержание P 6,8%,; Х 9,2% СОЕ по 0,1 H. gg(Щ 3,54 мг-экв/r 1

Однако комплексообразующие иониты с таким низким содержанием фосфора не будут обладать высокими сорбционными характеристиками по уранил-иону .

Известен также способ синтеза комплексообразующих ионитов путем дополнительного введения фосфорильного заместителя к аминогруппе, что значительно повышает средство к тяжелым металлам, например уранилу. Содержание P 15,3%, СОЕ по NO ОН 7, 3 мг-экв/т (21.

Однако известно, что в сополимеры стирола с дивинилбензолом, содержащие ионогенные группы, введение второй функциональной группы в ядро сополимеров маловероятно.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения ионитов путем модификации аминосополимеров стирола с

ДВБ смесью формальдегида и фосфорноватистой кислоты (гипофосфит Ng в избытке НСс ) в среде этиленгликоля. Фосфози-. лирование аминосополимеров стирола и a

DBE протекает a ж еeсcтTкKи х у сcл оoв иHя х : при

120 С в течение 8-10 ч в среде конценто рированной соляной кислоты. Исходные ге- . левые .и макропористые сополимеры. стирола и llBB нитруют смесью концентрированных азотной .и серной кислот при 70—

80оС в течение 1 0-15 и 8-10 ч сооть, з 787 ветственно. Жесткие условия нитрования приводят к разрушению сетчатой структуры макромолекулы и увеличению плотности поперечных связей. Восстановлением нитрованных продуктов получают исходные

5 аминосопопимеры стирола с ДВБ для последующей конденсации их с фосфорилирующим агентом. Восстановление осуществляется насыщенным водным раствором Яц Бр под давлением в автоклаве при 150— о

155 С или металлическим оловом в среде концентрированной соляной кислоты при

100 С в течение 10-14 ч, При этом,как о правило, не все нитрогруппы восстанавливаются до аминогрупп, что сложняет поfS следующее их превращение 31.

Таким образом, недостатком данного способа получения комплексообразующих ионитов является многостадийность и сложность синтеза исхошюго аминополимера.

Кроме того, наличие сопряжения первичной аминогруппы с ароматическим коль- цом понижает основность азота аминогруппы и, следовательно, подвижность атомов водорода. Поэтому такие аминосоединения .вступают в реакции замещения с трудом.

Для замены. атомов водорода на активные группы трубется высокая температура (120 С) и длительность процесса (8О

10 ч). Это отрицательно сказывается на

30 физико-химических свойствах конечных продуктов (механической прочности, химической устойчивости и т.д,). Для проведения процессов в таких жестких условиях требуется специальная аппаратура, что ограничивает применение в народном хозяйстве фосфорилированных сополимеров стирола и дивинилбензола.

Иель изобретения — упрощение процесса, повышение химической устойчивости 4О и сродства к уранил-иону, Поставленная цель достигается тем, что сополимер винилбензиламина с дивинилбензолом подвергают конденсации с формальдегидом и фосфорноватистой кислотой 4> в среде этиленгликоля при 60-80 С в тео чение 40-60 мин, в качестве аминополимеров используют сополимеры винилбензиламина с дивинилбензолом.

Процесс проводят следующим образом.

К макропористым сополимерам вйнилбензиламина с 4 и 8% ДВБ добавляют этиленгликоль и нагревают до 60-80 С и о при перемешивании обрабатывают смесью из гипофосфита натрия и формальаегида в кислой среде в течение 40-60 мин. Продукты реакции переводят в соответствующую форму по известной методике. СОЕ

419 ф по 0,1 н. раствору едкого патра 3,0—

4,1 мг-экв/г; содержание фосфора в продуктах реакции 11, 0-13,8%.

В ИК-спектрах синтезированного ионита присутствуют характеристические полосы поглощения ва ентных колебаний Р=О связи (1190 см, 1020-1040 и 960см ), соответствующие деформационным колебаниям Р=ОН группы.

Исследование сорбционных свойств фосфорсодержащего ионита показало, что 1 r сухой смолы сорбирует до 130 мг урана, тогда как по известному способу 75—

80 мг урана.

В таблице представлены основные свой —. ства фосфорсодержашего ионита.

60ОС

1 ч 13,8 3,9-4,1 130 97

60 С

40 мин 11,3 2,8-3,4 94 98

80 С

40 мин 12,8 3,6-3,8 105 97

Пример 1.К 1,33 г(0,01 моль) сополимера винилбензиламина с 4% ДВБ в 25 мл этиленгликоля добавляют при перемешивании смесь, состоящую из 8,8 r

0,1 моль гипофосфита натрия, 10 мл

37%-ного раствора формалина в соляной о кислоте. Реакцию проводят при 60 С в течение 1 ч. По окончании процесса полимер отфильтровывают, прбмывают водой, обрабатывают 4%-ным раствором щелочи, затем оставляют в.5%-ном растворе. соляной кислоты на сутки. Отмывают ионит водой до отсутствия ионов хлора в фильт- . рате, Содержание фосфора 13,8%. COE no

0,1 н. раствору NQOH составляет 3,94,1 мг-экв/г. Полученный продукт сорбирует 130 мг урана на 1 г сухой смолы.

Пример 2. 1„230 г сополимера винилбензиламина с 4% ДВБ обрабатывают по примеру 1 при 60oC в течение 40мин.

При этом вводят 11;3% фосфора; СОЕ ионита по 0,1 н. раствору едкого натра

787419

Составитель Л. Илларионова

Редактор О. Колесникова Техред А.Ач Корректор Н. Швыдкая

Заказ 827 1/23 Тираж 549 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

2,8-3,4 мг-экв/г; сорбирует до 94 мг урана на 1 г сухой смолы.

Пример 3. 1,33 г сополимера винилбензиламина с 8% BIBB фосфорилируют о по примеру 1 при 80 С в течение 40 мин.

Полученный ионит содержит 12;8% фосфора., обменная емкость по 0,1 н. раствору

ЯООН 3,6-3,8 мг-экв/.г; сорбирует 105 г урана на 1 r сухой смолы.

Исследование кинетики сорбции уранип- 10 иона фосфорилированными сополимерами винилбензиламина с IlBE показало, что насыщение ионита достигается в течение 810 ч, в то время как для известных ионитов дпя достижения равновесия необходимо 15

3-7 сут.

Формула изобретения

Способ получения комплексообразуюших ионитов путем конденсации аминополиме- щ ров с формапьдегидом и фосфорноватистой кислотой в среде этипенгликоля, о т л и — . ч а юш и йс я тем, что, с цельюуирощения процесса, повышения химической устойчивости и сродства к уранил-иону, в качестве аминополимеров используют сополимеры винилбензиламина с дивинилбено золом и процесс проводят при 60-80 С в течение 40-60 м и и.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N. 516701, кл. С 08 F 8/40, 10.09.74.

2. Авторское свидетельство СССР

М 431184,кп. С 08 F 212/14, С 08 F 88//0000, С OF 7 55//2200,,0055.03.73.

3. А вторское свидетельство СССР

N 385977, кл. С 08 F 212/14, С 08 F 8/40, С 08 7 5/? О, 01.07.71 (прототип) .