Способ получения хелатообразующей ионообменной смолы

 

I8445l

Оп ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ йеюе боветеких

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 09.IV.1965 (№ 1001552/23-5) Кл. 39с, 25/01 с присоединением заявки №

Приоритет

Комитет по делам изобретений и открытий прн Совете рлнннстрсв

СССР

МПК С 08f

УДК 661.183.123:678.766. .5-139 (088.8) Опубликовано 21.VI1.1966. Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 26.IX.1966

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХЕЛАТООБРАЗУНЗЩЕй

ИОНООБМЕННОИ СМОЛЫ

Соотг .н, I

-CH — ГН— оог.н, -гн — сн—

CH — СН где: Х,У,Z — молярные проценты элементарных звеньев в сополимере.

Известен способ получения хелатообразующей ионообменной смолы на основе сополимера стирола, дигидразида малеиновой кислоты и дивинилбензола.

С целью усиления комплексообразующих свойств подобного типа смол за счет пиридиниевых групп предлагается для получения амфотерной хелатообразующей ионообменной смолы применять сополимер 2-метил-5-винилпиридин в качестве ароматического производного этилена, дигидразид фумаровой кислоты и дивинилбензол в качестве сшивающего агента, Синтез смолы осуществляют сополимериза. цией в растворителе (метаноле) 2-метил-5-винилпиридина (МВП), диметилового эфира фумаровой кислоты (ДМФ) и дивинилбензола (ДВБ) в присутствии динитрила азоизомасляной кислоты (ДИНИЗ), концентрация мономеров в растворе 50%. Процесс проводят в запаянных ампулах при 70 С. Выход продукта 70 — 85%.

10 Полученные на этой стадии синтеза смолы представляют собой твердые непрозрачные слегка желтоватые гранулы неправильной формы. Строение смол может быть представлено формулой:

184451

00СН, СОМЬН

-СН-СН вЂ” -СН вЂ” СН— — B.— СЧ

СООСН

C0NHNHã

Сн — CH2I

iC113

Количество сорбированных ионов при рН б0

Количество сорбированных ионов при рН 10

Ион металлов о от веса смолы

% от веса смолы мг.экв/г мг. экв/г

Сцг+

Со +

Cd + арпа+

1Ч 2+4,8

1,82

2,68

1,40

4,75

15,3

5,3

15,1

4,58

13,90

2,46

10,35

4,33

0,47

7,8

30,4

24,4

1,54

Полученные продукты подвергают гидразинолизу путем обработки кипящим гидразингидратом при 118 — 119 С. Строение конечных

Причем У вЂ” молярный процент вторичного гидразина может включать в себя не только

6-, но и 8-членные циклы или же межцепные вторичные гидразиды типа:

NH ХН !

С0 СО

CO — Жн — ХН вЂ” CO — CH— !

20 что не сказывается на определении и расчете состава трехмера.

Полученные смолы представляют собой иониты, особенностью которых является склонность к образованию комплексов и хелатов с 25 ионами тяжелых металлов, благодаря наличию в них гидразидных и пиридиниевых групп. Этим объясняется высокая сорбция катионов тяжелых металлов синтезированными смолами, достигающая 30% от веса смолы. 30

Данные по сорбции смолами ионов переходных металлов, обменным емкостям смол по кислоте и основанию приводятся ниже в примерах.

Пример. Смесь из 17,3 г (0,12 моль) 35 перекристаллизованного ДМФ, 5,7 г (0,048 моль) свежеперегнанного МВП, 1,875 г (0,0144 моль) ДВБ, 0,125 г ДИНИЗа и 25 г метанола (с учетом чистоты исходных продуктов) загружают в стеклянную ампулу в 40 токе азота. Через 3 — 5 мин после нагревания при 70 С в водяном термостате и интенсивном встряхивании образуется гомогенный раствор; через 30 — 40 мин — непрозрачный гель; через

70 чис — твердые неправильной формы rpa- 45 нулы. Смолу дополнительно дробят, подсушивают в течение 3 — 4 час для удаления летучих, экстрагируют метанолом в аппарате Сокслета. Выход 70%. 17 г смолы и 17 г 100%ного гидразингидрата помещают в круглодон- 50 продуктов можно представить следующей общей формулой: ную колбу с обратным холодильником и мешалкой. Гидразинолиз ведут при температуре кипения гидразингидрата (118 †1 С) в течение 50 час. Смолу отфильтровывают от избыточного гидразингидрата, который может быть подвергнут регенерации; отмывают на воронке Бюхнера дистиллированной водой до отрицательной реакции на гидразин. Очищенную смолу сушат на воздухе и хранят в воздушно-сухом состоянии в закрытой таре (смола содержит еще 10 — 15% влаги).

Состав промежуточной смолы ДМФ-МВПДВБ по мономерам рассчитан, исходя из содержания азота и кислорода, %: Х 44,8;

У 49,5; 7 5,7.

Найдено, в/p: С 645; Н 7,07; N 4,75.

Вычислено, %: С 64,8; Н 6,80.

По результатам титрования активных групп рассчитан состав полученной смолы по мономерам, %: Х 44,8; У 47,8; Z 5,7; P 0,11;

Q 1,59.

Обменная емкость смолы, мг.экв/г по 0,1 н.

НС1 4,10; по О,! í. NaOH — 4,10, суммарная—

8,20.

Коэффициент набухания (объемный): НгО

2,20; 0,1 í. HCI 2,6; 0,1 í. NaOH 4,6.

Сорбция катионов тяжелых металлов из

0,01 М растворов хлоридов этих металлов в зависимости от рН представлена в таблице.

18445i винилпиридин.

Составитель С. Васюков

Редактор Л. Г. Герасимова Техред Г. Е, Петровская Корректоры: С. Н. Соколова и Г. Е. Опарина

Заказ 3643/19 Тираж 850 Формат бум. 50 90 /з Объем 0,24 изд. л. Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2

Сорбированные при рН 6 металлы легко десорбируются 0,01 — 0,1 н. НС1. Сорбированный при рН 10 Хпа+ десорбируется 0,5 н.

СНзCOONa или 0,01 н. НС1; Сиз+ — 0,1 н.

НС1; Сс1е+ — 1,0 н. НС1; Со2+ в этих условиях не десорбируется, он может быть вытеснен

0,5 — 1,0 н. HqSO4.

Предмет изобретения

Способ получения хелатообразующей ионообменной смолы на основе ароматического производного этилена, дигидразида 1,2-этилен дикарбоновой кислоты и дивинилбензола, отличающиася тем, что, с целью усиления комплексообразующих свойств смолы за счет пиридиниевых групп, в качестве ароматического производного этилена применяют 2-метил-5