Способ получения сульфаминового катионита

Способ получения сульфаминового катионита

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистическии

Республик 1954401 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 31р 81 (21) 3306360/23-05 с присоединением заявки Мо (23) Приоритет

Опубликовано 3008Я2. Бюллетень N9 32

Дата опубликования описания 300882 (31) М. Кп.

С 08 1 5/20

С 08 F 8/36

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

ДЗ УДК ее1.183.. 123. 2(088. 8) (72) Авторы изобретения

В.Г.Синявский, Р.A.Êîðíèåíêî и Н.П. Моисеева

Йнститут коллоидной химии и химии воды им.A Â.Äóìàíñêîão

AH Украинской CCP (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФАМИНОВОГО

КАТН0ННТА

Изобретение относится к области получения высокомолекулярных соединений, модификации сополимеров и может быть использовано в гидрометаллургии, при очистке и выделении проьышленноценных металлов.

Известны способы получения катионитов, содержащих одновременно амино- и кислотные группы. Известен, например, катионит с аминофосфорными группировками (13.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения сульфокислотного катионообменника, содержащего аминогруппы, при котором вводят к исходному веществу с сульфогруппами аминогруппы.

Катионообменную смолу, содержащую сульфогруппы (амберлит IR-120), обрабатывают неорганическими реагентами — смесью азотной и серной кислот при 95 С в течение 10 ч. Выделенный нитросульфокатионит обрабатывают кипящей смесью двухлористого олова в соляной кислоте в течение

10 ч.

Исходный сополимер, описанный в известном способе, содержит сульфогруппу в и --положении. В результате нитрования образуется смесь иэомеров производных мононитро- и динитросульфокислот (около 50% ароматических ядер содержат сульфо- и нитрогруппы, 24% нитрогрупп в и -положении и 24% динитрогрупп в n â€,и о-положении).

После восстановления нитрогрупп двуххлористым оловом в соляной кислоте получают сульфокислотный катионообменник, содержащий аминогруппы — полимерный аналог метаниловой кислоты Г2) . Недостатками способа являются многостадийность синтеза, образование полифункционального ионита с неудовлетворительными ионообменными свойствами (COE по Си1 1, 3-1,4 мгэкв/г по 0,1 н.йаОН 2,5-2,6 мгэкв/г К кс,=2,2)е

Цель изобретения — улучшение ионообменных свойств и упрощение технологии получения катионита.

Поставленная цель достигается

25 тем, что согласно способу получения сульфаминового катионита путем обработки неорганическим соединением сшитого сополимера на основе стирала в качестве сшитого сополимера

З0 используют сополимер и -аминости954401 рола и дивинильного соединения в качестве неорганического соединения - хлорсульфоновую кислоту и обработку осуществляют при 120150ОС, и -аминостирол подвергают полимериэации с дивинилбензолом (ДВБ) при

120-125ОC. Для модификации используют сополимер, обработанный безводным дихлорэтаном (ДХЭ) в течение

4 ч. 10

Примеры 1-4. Вреактор, снабженный мешалкой и обратным холодильником, помещают 11,9 г полиаминостирола, предварительно обработанного ДХЭ в течение 4 ч. В течение часа по каплям в реактор вносят

34,85 г хлорсульфоновой кислоты.

Смесь нагревают со скоростью 2,5 С/мин на масляной бане до 120-150 С (табл.1) и выдерживают при этой температуре в течение часа. Охлаждают, отфильтровывают сополимер, промывают разбавленной уксусной кислотой, водой до нейтральной среды промывных вод и сушат. Выход сульфаминового катиоусловия проведения процесса и характеристика конечного продукта

Примеры

Температура обработки сополимера стирола хлорсульфоновой кислотой С

140 150

130

120

Степень сульфонирования,%

50 70

40

Статическая обменная емкость (COE) Н-Формы re 0,1 н, МаОН, мг-экв/г

1,2-1,4 1,9-2,0 3,1-3,2 3,5-3,6

COE Н-формы по 0,1 н.НС1, мг-экв/г

Зеб Зе8 Зе2 Зю4

2,5-2,6 1,5-1,6

CS

KI, =4

cs к„; =1О

Kcs -=108

К д 100

Коэффициенты селективности"

1,8-1,9 2,3-2,4

60-65 67-70

СОЕ Н-формы по меди, мг-экв/г 1,1-1,4

1,5-1,6

Набухаемость в воде, % объем. 40-45 50-55

Определение коэффициента селективности проводят из соотношения исходных и конечных концентраций соответствующих пар металлов

Me = Ме = 0,1, рН 8-10, время контакта 24 ч. чем свидетельствуют примеры: I -степень сульфонирования ЗОВ и т.д. до степени сульфирования 70-80% (при65 мер 4). как следует иэ табл.1, изменение режима сульфирования исходного полиаминостирола позволяет получать ионит заранее заданного состава, о. нита 18, 8 г, что составляет 95% от теоретически возможного. Полученный сополимер имеет следующие характеристики.

Статическая обменная емкость, мг-экв/г, по:

О, 1 м йаОН 3,5-3,6

Меди 2,3-2,4

ИС! 1,5-1,6

Коэффициенты селективности:

Ксз — 108. к 1О0. к б (; — ° („ — У 4Q — °

Максимальные значения сорбционных характеристик и избирательности были получены при обработке сополимера хлорсульфоновой кислоты при

150 С, которая является максимальной.

При 160-165 С происходит разрушение сополимера, а при температуре ниже

120ОС сорбционные характеристики и избирательность близки к катиониту по способу-прототипу.

Синтезированная по предлагаемому способу смола представляет собой гранулы темного цвета, свойства которой представлены в табл.

954401

Формула изобретения

Составитель В.Мкртычан

Редактор О.Середа Техред М.Коштура Корректор Г.Решетник

Заказ 6363/20 Тирах 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Концентрацию щеЛЮЧных металлов измеряют на пламенном фотометре, трилонометрически.

Наиболее интересным свойством синтезированных ионообменных смол является их ярко выраженная избирательность по отношению к ионам тяжелых . щелочных металлов, которая возрастает по мере увеличения количества ортаниловых звеньев, в полимерной цепи. Например, при сорбции иэ раст- 10 воров, содержащих равные количества ионов цезия и лития, образец 2 сорбирует ионы цезия предпочтительней ионов лития в 4 раза, образец 3— в 10 раз, а образец 4 — в 108 раз.

КМС, составляет 6, что значительно выше, чем у известного катионита.

Предлагаемый способ получения сульфаминового катионита проходит в одну стадию, при этом осуществляется только процесс сульфирования в о-положение к аминогруппе, что позволяет получать ионит высокой степени монофункциональности, т.е. содержащий звенья - аналогиалкилортаниловой кислоты-и несульфированные

25 аминостирольные звенья. Метод позволяет изменением условий проведения сульфирования получать иониты с любым набором сульфо- и аминогруппы и, таким образом, регулировать сорбционные свойства в частности, селективность к тем или иным ионам тяжелых щелочных металлов.

Сульфаминовые катиониты, полученные по предлагаемому способу, могут найти широкое применение для добычи тяжелых щелочных металлов иэ морских, вулканических и других природных вод, для очистки промстоков, для корректирования составов по щелочным металлам промышленных растворов и в ряде других случаев.

Предлагаемый способ не требует специального дорогостоящего оборудования, отличается простотой выполнения, доступносгью и устойчивостью исходных реагентов и поэтому может быть использован на предприятиях, изготавливающих ионообменные смолы беэ специальных капитальных затрат.

Преимуществом предлагаемого метода является возможность проведения процесса беэ двухлорнстого олова, ионы которого являются токсичными, что значительно упрощает проблему очистки сточных вод, Способ получения сульфаминового катионита путем обработки неорганическим соединением сшитого сополимера на основе стирола, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью улучшения ионообменных свойств катионита и упрощения технологии получения катионита, в качестве сыитого сополимера используют сополимер и -аминостирола и дивинильного соединения, а качестве неорганического соединения - хлорсульфоновую кислоту и обработку осуществляют при 120150 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 431184, кл. С 08 F 212/14, 1974 °

2. Патент США 9 3370021, кл.260-2,2, опублик.1963 (прототип).