Способ получения полимерминерального адсорбента для газоадсорбционной хроматографии

 

Изобретение относится к способу получения полимерминерального адсорбента для хроматографии и может быть использовано для высокоэффективного и селективного разделения смесей органических соединений. Изобретение позволяет повысить селективность (коэффициент селективности 2,7-4,8) и эффективность (ВЭТТ составляет 1,1-3,2 мм) разделения смесей, в том числе высококипящих органических соединений . Эффект достигается за счет прививочной сополимеризации на минеральном носителе, содержащем радикалообразующие функциональные группы, смеси стирола и (мет)-акрилонитрила и/или N-винилпирролидона. 2 з.п. ф-лы, 1 табл. iS (Л Сл9 СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (gg 4 С 08 F 292/00, В 01 Т 20/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTMPblTHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3939076/23-05, 3939815/23-05 (22) 05. 08,85 (46) 15.11,87. Бюл. Ф 42 (72 ) A. В. Дмитриенко, Н. Е, Шадрина, С.С.Иванчев, Н,Н.Улинская, А.М.Волков, В.А.Демидова, Н.Г.Качановский, В.Ф.Павлова и М.Е.Моисеева (53) 661.183.123 (088,8) (56) Gobel Г. et а1. Zur adsoptionsopolymerization auf porosen Feststo f f en. — Andrew, та!:romol Chem.

1978, V, 71, р. 167-188.

Заявка Японии N- 52-47355, кл. G 01 N 31/08, 1971, (54 ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРМИНЕРАЛЬНОГО АДСОРБЕНТА ДЛЯ ГАЗОАДСОРБЦИОННОЙ ХРОМАТОГРАФИИ (57) Изобретение относится к способу получения полимерминерального адсорбента для хроматографии и может быть использовано для высокоэффективного и селективного разделения смесей органических соединений. Изобретение позволяет повысить селективность (коэффициент селективности 2,7-4,8) и эффективность (ВЭТТ составляет

1,1-3,2 мм) разделения смесей, в том числе высококипящих органических соединений, Эффект достигается за счет прививочной сополимеризации на минеральном носителе, содержащем радикалообразующие функциональные группы, смеси стирола и (мет)-акрилонитрила и/или N-винилпирролидона, ? з.п, ф-лы, табл.

1351941

Изобретение относится к созданию полимерных адсорбентов для хроматографии. Такие адсорбенты могут быть использованы для высокоэффективного и селективноro разделения смесей органических соединений.

Целью изобретения является повы шение эффективности и селективности разделения смесей высококипящих, сильнополярных и химически активных органических соединений.

Пример 1, В колбу загружают

7,1 r аэросила марки А-175 с привитыми к его поверхности гидроперекисными группами (1,5 10 моль/м ) ь полученного известным способом, вакуумируют и под вакуумом загружают раствор: 0,052 r (3 10 моль/л) бензола, 0,058 г (7,9 10 моль/л) стеарата железа закисного в 80 мл гексана. Реакционную смесь нагревают о до. 65 С и при неремешивании прикапывают смесь 29,8 мл стирола и 10 75 мл акрилонитрила, что соответствует

25 мол, и 75 мол, этих сомономеров, при массовом соотношении носитель.: мономеры, равном 1:5. Привитую полимеризацию проводят 8 ч, После этого осадок отфильтровывают, промывают на фильтре гексаном, сушат в вакуумной о сушилке при 50-60 С до порошкообразного состояния и постоянного веса.

Отбирают фракцию адсорбента с размером частиц 0,20-0,25 мм, Привитый к носителю сополимер поцвергают сту.пенчатому прогреву в инертной среде о в следующем режиме: 200 С вЂ” 4 ч, 250 С вЂ” 4 ч, 300 С вЂ” 4 ч. Содержание сополимера, химически связанного с носителем, определенное гравиметрически по зольности сжиганием сорбента при 800 С, 80. мас. . Состав сополимерного покрытия определяют элементным анализом, Содержание акрилонитрильных звеньев 58%.

Пример 2, Синтез адсорбента осуществляют аналогично примеру 1 за исключением того, что в качестве носителя используют силикагель с удельчой поверхностью равной и ь

480 м /r, сомономеры берут в следующем количе стве: стирол 35, 95 мл, акрилонитрил 3,67 мпь что соответствует мольному отношению 85 мол, стирола:15 мол, акрилонитрила и термообработку проводят в следующем режиме: 200 С вЂ” 4 ч, 250 С вЂ” 4 ч, Пример 3. В колбу загружают

6 r дисперсного оксида алюминия с привитыми к его понерхности (метакрилоксиметил) метилсилановыми группами (11ЭС вЂ группа) в концентрации 3,0 " — 6

«10 моль/м, полученного известным методом, ваккумируют и под вакуумом загружают 80 мл гексана. Нагревают о

10 дисперсию. до 65 С и при перемешивании прикалывают смесь 1,40 мл стирола и 0,671 мл метакрипонитрила, что соответствует 50 мол. . и 50 мол. этих сомономеров, при массовом зот15 ношении носитель: мономеры, равном

1:0,3, В смеси мономеров предварительно растворяют навеску динитрилаазо-бис-изомасляной кислоты (ДИНИЗа), соответствующую концентрации в общей

2д смеси 5 ° 10 моль/л, Привитую полимеризацию проводят 10 ч, Затем осадок отфильтровывают и экстрагируют непривитый сополимер кипящим метил-, этилкетоном н аппарате Сокслета

25 16 ч, Затем сушат в вакуум-сушилке о при 50 — 60 С до состояния сыпучести и постоянного веса, Отбирают фракцию с. размером частиц 0,20-0,25 мм. Привитый к носителю сополимер подвергаЗО ют ступенчатому прогреву в инертной о среде в следующем режиме: 200 С—

4 ч, 250 С вЂ” 4 ч.

Пример 4, В колбу загружают

6 г аэросила марки А-175 с привитыми . к его повеРхности диалкилперекисными группами в концентрации 2,0 ° 10 моль/м вакуумируют под вакуумом, загружают

80 мл диметилформамира. Нагревают дисперсию до 90 С и при перемешивании прикалывают смесь 9,49 мл этил- .:, стирола и 24,47 мл метакрилонитрила, что соответствует 60 и 40 мол. этих сомономеров, при массовом соотношении носитель:мономерь:, равном 1:5, 4> привитую полимеризацню проводят 4 ч.

После этого осадок отфильтровывают, промывают на фильтре диметилформамидом, сушат в вакуум-сушилке при 50о

60 С до порошкообразного состояния и постоянного веса. Отбирают фракцию адсорбента с размером частиц 0,200,25 мм. Привитый к носителю сополимер подвергают ступенчатому прогре. ву в инертной среде н следующем режиме: 200 С вЂ” 4 ч, 250 С вЂ” 4 ч, 300 С вЂ” 4 ч.

Пример 5. Синтез адсорбента осуществляют по методике, приведенной в примере 3„ за исключением того, 135 l 94 l. что в качестве носителя используют аэросил марки А-175, а мономеры берут в следующем количестве: стирол

4,94 мп, акрилонитрил 1,91 мл, что

5 соответствует 62 и 38 мол.Е этих сомономеров, при массовом соотношении носитель:мономеры 1:1.

Пример 6. В колбу загружают

10 r аэросила марки A-175, содержа- 1р

-6 z щего 3,0 10 моль/м привитых к его поверхности известным способом (метакрилоксиметил) метилсилановых групп, вакуумируют и под вакуумом загружают раствор 48,6 мл стирола, 15

58,8 мл N-винилпирролидона (ВП), 0,273 r перекиси бензоила и 46,3 мл диметилформамида. Реакцию проводят о при 70 С 2 ч при перемешивании. Затем продукт высаживают в метанол, 2р сушат, экстрагируют кипящим метилэтилкетоном для удаления сополимера, не связанного с носителем, и сушат о в вакуумной сушилке при 50-60 С до постоянного веса и состояния сыпучес- 25 ти. Отбирают фракцию с размером частиц О, 16 — 0,20 и О, 20-0,25 мм. Содержание азотсодержащего фрагмента в сополимере составляет 38 мол.7., содержание полимера в адсорбенте 107.. ä0

Пример 7. Опыт осуществляют по примеру 1, но в качестве носителя используют силикагель, активиро ванный гидропероксидными группами (1,5" 10 моль/ м ), а полимеризации под 35

-6 2 вергают смесь 30 мл стирола и ll мл

N-винилпирролидона. Содержание звеньев ВП составляет 75 мол.Ж, количество полимера в адсорбенте 80Х, 40

Пример 8. Опыт проводят по примеру 2, но полимеризации подвергают 29,8 мл стирола, 5,75 мл акриланитрила и 5,0 мл N-винилпирролидона..

Полимерное покрытие адсорбента со- 45 держит 59 мол.% стирольных звеньев, 30 мол,7. акрилонитрильных звеньев и

)1 мол.7 звеньев N-винилпирролидона.

Пример 9. Опыт проводят по примеру 7, но берут 10 г силикагеля и подвергают полимеризации смесь

48,6 мл стирола, 20 мл нитрила метакриловой кислоты и 28,8 мл N-винилпирролидона. Полимерное покрытие адсорбента содержит 63 мол.Е стирольных звеньев, 27. мол.Е метакрилонитрильных звеньев и 10 мол.X звеньев

N-винилпирролидона.

Пример 10 (контрольный).

Синтез адсорбента осуществляют аналогично примеру I за исключением того, что мономеры дозируют в следующем количестве: стирол 0,424 мл, акрилонитрил 2,19 мп, что соответствует !О и 90 мол.X этих сомономеров, при массовом соотношении носитель . мономеры, равном 1:0,3.

Пример ll (контрольный).

Синтез адсорбента осуществляют аналогично примеру за исключением того, что в качестве носителя используют силикагель с удельной поверхностью, равной 480 м /г, мономеры дозируют в следующем количестве: сгирол

2,19 мп, акрилонитрил 0,127 мл, что соответствует 90 и 10 мол.7 этих сомономеров, при массовом соотношении носитель: мономеры, равном 1:0,3.

Пример 12 (контрольный).

Синтез адсорбента осуществляют аналогично примеру за исключением того, что мономеры берут в следующем количестве: метилстирол 26,66 мл, акрилонитрил 31,90 мп, что соответствует

30 и 70 мол.Е этих сомономеров, при массовом соотношении: носитель-мономеры, равном 1:7 °

II р и м е р 13 (контрольный).

Синтез адсорбента осуществляют аналогично примеру 3 за исключением того, что в качестве носителя используют аэросил марки А-175, мономеры дозируют в следующем количестве: этилстирол 1,08 мл, метакрилонитрил

0,268 мп, что соответствует 70 и

30 мол.Е этих сомономеров, при массовом соотношении носитель:мономеры, равном 1:0,2. Термообработку прово-. о дят в следующем режиме: 200 С вЂ” 4 ч, 250 С вЂ” 4 ч, 300 С вЂ” 4 ч.

Пример 14 (сравнительный по известному способу). На 6 r силикагеля (S>< = 480 м /r) из паровой фазы адсорбировали 3,6 г стирола и

0,1 r дивинилбензола и облучали -лучами СО мощностью 10 р/ч

5 ч. Растворимую часть полимерного покрытия удаляли экстракцией кипящим метилэтилкетоном. Продукт сушили до постоянного веса, Разделение смесей органических соединений.

Стеклянную колонку размером 1,0 "

<0,003 м заполняют сорбентом с размером частиц 0,10-0,25 мм, устанавли1351941

В п/п Лдсорбент по примеру, II

Характеристика адсорбентов

Ф

С испарителя с колон-

Анализируемая смеси вэтт, Бремя pasделения, мин сод-ние мол, аэотсодеркаегего сомоыомера, мол.т сод-нне полимер" ного по ки крытия в адсорбен" те, мас,т

I,7 2,4 1,4

Декан-ундекан 3,0 200 150

250 260

80,0

58,0

1,8 2,0 3 4

Бензилацетонацето" 7,0 фенон

300 300 4„8 3,5 2,!

Бензилбензоатнафта- 3,0 лин

200 150 1,1 0,6 3,2

Изопропнлбензол-и- 3,0 пропилбензол н-бутанол-вт-бутанол 2,0

I, 1 0,9 7,0

200 150

300 250

200 150

80,0

26,0

Дифенилметандифенил 2,0

21291,1

Стнрол-а-метипстирол 4,0

1,4 I Э 4,3 вают в хроматограф "Цвет-129" или

"Цвет-165" с детектором ионизации в пламени. Колонку стабилизируют, продувая газом-носителем гелием или о г, азотом особой чистоты при 180 С .

После стабилизации "нулевой" линии на самопишущем потенциометре КСП-4 в диапазоне измерения на ИИТ-0,5 в пределах 2 10 о — 10 ° 10 " А проводят

- хроматографирование смесей органических соединений. Для этого в нао гретый до 200 С испаритель хроматографа вводят 1-3 мкл смеси декан. ундекан и хроматографируют при скоро- 15 сти газа-носителя 2,5 л/ч. Эффективность разделения смесей характеризуют следующими параметрами: высотой, эквивалентной теоретической тарелке (83TT), коэффициентами селективности (g), коэффициентом разделения (R), продолжительностью разделения, Характеристики адсорбентов и пара— метры хроматографического разделения приведены в таблице. 25

Как видно из данных таблицы, использование предложенных адсорбентов позволяет повысить эффективность и селективность хроматографического 30 разделения смесей BblcoKQYèïÿùèõ (при— меры 1, 3, б, 9), сильнополярных (примеры 2, 5, 8, 9, 12), химически активных (примеры 7, 20) органических соединений при сокращении продолжительности разделения в 2-10 раз .по сравнению со способом-прототипом.

При этом появилась возможность высокоэффективного и высокоселективного разделения в режиме вь1соких темпера-. тур (до 300 С) ряда высококипящих смесей (примеры 2, 3, с, 9), ранее не разделяемых методом газоадсорбционной хроматографии, Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Способ получения полимерминерального адсорбента для газоадсорбционной хроматографии путем полимеризации виниловых мономеров на дисперсном носителе на основе оксида крем ния или алюминия, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения эффективности и селективности разделения смесей высококипящих, сильнополярных и химически активных органических соединений, осуществляют прививочную сополимеризацию 2585% моль стирала или его гомолога и

15-75% моль (мет)-акрилонитрила и/или.11-винилпирролидона на дисперсном носителе, содержащем (1,5-3,0)"

6 к10 моль/м инициирукщих. полимеризацию функциональных групп, при массовом соотношении носителя и смеси мономеров 1:0,3-5,0 соответственно, 2, Способ по п,l, о т л и ч а ю— шийся тем, что полимерминеральный адсорбент подвергакт термообработке в инертной атмосфере при 200300 С в течение 8-12 ч, 3. Способ по п,2, о т л и ч а ю— шийся тем, что термообработку осур1ествляют ступенчато с интервалом о в 50 С и продолжительность прогрева на каждой ступени 4 ч.

Условия кроматографияеского разделения

i35194I

II п/и

Условия хроматографического разделения

Характеристика адсорбентов

С испарителя

t, С колонАнализируемая смесь

83TTI ки

47,0

Ацетон-иэопропанол - 1,0!

0,0

Бутилфенилкетон-изо- 2,5 бутилфенилкетон

l2

Декан-тетрадекан

Бензилацетон-ацетофенон

38,0

36,0

7,0

Этанол-пр опанол

2,5

Дифенилметан-дифенил 4,0!

40,0

22,0

Ацетон-изопропанол . I >О.

Бензилацетон-ацетофенон

7,0

l6 6 н-Пентан-иэопентан

l7 6

38,0

Бензол-зтилбензол

Этанол-пропанол

1,10 2,!.6 3,7

I,05 I,69 4,6

76,.0

Ацетон-метил этиленкетон

20 7

Аспирин-фенолфенацетин

Додекан-тетрадекан

41,0

18

23 9

40

Ацетон-метилэтилкетон

24 9 н-Бутилбеизолиэобутилбензол

25

79,0

29,0 н-бутанол-вт-бутанол 2,0

Стирол-w метилстирол

4,0!

0,0

2l О

27 l3

55,0

87,0

Бутипфенилкетониэобутилфенилкетон

58,0

80>0

Дека7>-ундекан

30

> ° контропьный

Адсорбент по примеру, f!

18 6

19 7

21 8

22 8

По примеру

1 ° но без термаобработки сод-ние мол, аэотсодержащего сомономера, мол.у сод-нне полимерного по крытия в адсорбенте, мас.X Аспирин-фенол-фенацетин

Бензилацетон-ацетофенон

Бенэип-бенэоатнафта" лии

Время разделения, мин

Продолжение таблиць!

200 150 1,2 05 20

300 250 1,1 1 0 1 2

200 150 2,7, 3,9 2,4

250 200 1,8 2,0 3 ° 4

200 100 1,4 >1 4,5

300 250 2,1 3,7 0>9

200 150 !,5 0,5 1,6

250 200 1,8 2IO 3,4

90 70 1,20 140 35

l80 I50 4,32 3,10 I 3

150 I O ! 20 100

250 !50 1,00 1>40 6,0

200 150 1,50 1,90 f,l

120 IOO 1,45 1,60 4,7

120 100 1 45 I 80 4,4

180 120 1,15 30 4 4

200 150 I 1 0,6 2,0

200 150 4 1,1 4,3

300 250 10 0>5 50

200 150 1,7 f>6 4 0

250 200 Смесь не делится

300 300 Смесь не делится

) 351941

Продолжение таблицы

Условия хроматографического разделения

III a/È

Характеристика едсорбентов

Адсорбеит по примеру, )1

t. С колонС исо парителя

Анализируемая смесь

Время разделения, мин

B3tti сод-ние полимерного по сод-ние мол, азотсодерващего сомоно" мера, мол,X кн крнтия в адсорбенте, мас,X

3 200 1$0 О 9 0 3 4 7

80,0

Изопропил-бенэол-нпропилбензол

26,0

3I (контрольный ло прннеру 2, но беэ терноЬбра ботки) «и»

200 150 1 ° 4 0,6 20 н-бутанол-вт-бутанол 2

Эг (контроль- нмй) 300 250 Смесь не делится и

33 (контроль l дифенилметаи-дифенил 2

200

14 (известный) 30,0 н-бутанол-вт-бутвнол 15

Э4

150 - 0,5 IOIО

200оО ° 5 с О ° 5 ь IO полностью не хроматографируется

14 (иэве стнь!Г } н-бутилбенэол-трет- 45 бутилбенэол

300! е

250 с 0,5с 0,5 >10 полностью не хроматографируется

Бутнлфенилкетон- 70 иэобутилфенилкетон

300

200 с0,5 с 0,5 э 10 полностью не хрома-. тографируется

250

Бензилацетон- ацетофе- 55 нон

Составитель B.Ìêðòû÷àí

Корректор С.Иекмар

Редактор Н. Горват Техред А. Кравчук

Заказ 5538/21 Тираж 438

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное о

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4

Способ получения полимерминерального адсорбента для газоадсорбционной хроматографии Способ получения полимерминерального адсорбента для газоадсорбционной хроматографии Способ получения полимерминерального адсорбента для газоадсорбционной хроматографии Способ получения полимерминерального адсорбента для газоадсорбционной хроматографии Способ получения полимерминерального адсорбента для газоадсорбционной хроматографии Способ получения полимерминерального адсорбента для газоадсорбционной хроматографии 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологии полимеров и позволяет попуч.ггь наполненные поЛ1 ли1П1лкло{ днь1е комп(ззии для создания композиционных материалов с улучшенной нерерабатьгваемостью по упрощенной технолог;;;, что достигается обработкой модифицированного акриловой кислотой мяла 5-15 мас.% водной дисперсии поливинилхлорида при в скоростном смесителе с линейной скоростью кокцп лопасти перемешивающего устройства 10-40 м/с и последующим сме.ч ением с поливинилхлоридом, стабилизатором, пластификатором и другими це:;е}:;-1ми добавками

Изобретение относится к химической технологии, конкретно к способу получения модифицированного кремнезема наполнителя, используемого в различных полимерных композициях

Изобретение относится к способам получения сорбента, используемого для очистки газов от щелочных примесей , применяемого в химической промыйленности, и позволяет повысить динамическз™ емкость сорбента

Изобретение относится к получению адсорбентов, используемых в гидрометаллургии благородных металлов для выделения и концентрирования золота
Наверх