Способ получения карбоксильного катионита

 

(п 448!93

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистически»

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 23.07.73 (21) 1949082/23-5 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 30.10.74. Бюллетень № 40

Дата опубликования описания 16.05.75 (51) М. Кл. С 081 27/14

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Миниотров

СССР (53) УДК 661.183.123.2 (088.8) (72) Авторы изобретения

Б. Н. Ласкорин, А. И. Зорина, И. А. Логвиненко, Л. И. Сахарова, М. И. Хараш, А. А. Ильинский, Ю. А. Лейкин, А. Н. Болотов, Ю. В. Трофимов, А. И. Александров и В. И. Рачко (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБОКСИЛЬНОГО КАТИОНИ

Изобретение относится к способам получения ионообменных смол, используемых для извлечения различных элементов из растворов и пульп.

Известен способ получения пористого карбоксильного катионита сополимеризацией нитрила акриловой кислоты и дивинилбензола в присутствии додекана и последующим гидролизом нитрильных групп 40%-ным раствором КОН.

Недостатками известного способа являются низкая механическая прочность катионитов; недостаточная степень гидролиза высокосшитых сополимеров (низкая обменная емкость катионитов); технологические неудобства, связанные с пенообразованием при выделении аммиака в легко эмульгирующуюся среду, и корродирующие свойства крепких растворов щелочей по отношению к эмалированной апи ар а туре.

Кислотный гидролиз «сшитых» полимерных нитрилов применяется значительно реже щелочного и приводит к получению катионитов с еще более низкой обменной емкостью.

Целью изобретения является разработка способа получения пористого карбоксильного катионита с высокой прочностью и обменной емкостью.

Предлагаемый способ состоит в суспензионной сополимеризации акрилонитрила с дивинилбензолом в присутствии порообразователей (алкилбензина, бензина БР-2, синтина и др,) с последующим окислительным гидролизом нитрильных групп в сополимере до карбоксильных. Окислительный гидролиз заключается в обработке сополим еров концентрированными растворами азотной кислоты (или смесями азотной и серной кислот) при высокой температуре. В процессе обработки окисляющим раствором происходят значительные изменения в структуре сополимера, приводящие к интенсификации реакции гидролиза и увеличению емкости получаемых катионитов .

При окислительном гидролизе образуется не15 которое количество аминных групп, повышающее емкость сорбента по ряду элементов (например, железу) . Окислительный гидролиз проводят 25 — 63%-ными растворами азотной кислоты с добавкой или без добавки серной

20 кислоты при 105 — 120 С.

Пример. 142 кг акрилонитрила, 58 кг технического дивинилбензола (содержание ДВБ

50% ), 2,5 кг перекиси бензоила суспензионно полимеризуют в присутствии 62,5 кг алкилбен2ý зина в среде 20%-ного водного раствора

NaC1, содержащего 1% крахмала. Реакционную смесь выдерживают 4 час при 62 C и

2 час при 90 С. После охлаждения, фильтрации и промывки водой, полученный сополизо мер гидролизуют 500 л 45%-ной азотной ки448193

Способ получения карбоксильного катионита

Содержание

ДВБ, /

Свойства окислительный гидролиз щелочной гидролиз

Предмет изобретения

I0,1

9,0

ПОЕ, мг экв/г

8,6

4,5

61,8

59,2

35,0

26,7

Емкость по железу, мг/г

84,0

99,5

45,0

70,5

Механическая прочность,, Составитель Г. Русских

Редактор Е. Шепелева Техред М. Семенов Корректор Л. Котова

Заказ 1117/11 Изд. Мэ 1230 Тираж 565 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 слоты по следующему. температурному режиму: 5 час при 80 С, 5 час при 90 С и 10 час при 110 С. Полученный катионит имеет обменную емкость по N а-иону 9 мг экв/г, емкость по железу 59,2 мг/г, механическую прочность 99,5%.

Свойства карбоксильных катионитов, полученных из сополимера акрилонитрила с ДВБ представлены в таблице.

Таблица показывает преимущества предлагаемого способа получения карбоксильных катионитов перед известным способом (с применением щелочного гидролиза). Катиониты, полученные с применением окислительного гидролиза, имеют в 1,3 — 2 раза большую пол10 ную обменную емкость, в 1,4 — 1,9 большую механическую прочность, в 1,8 — 2,2 раза большую емкость по.железу.

Способ получения карбоксильного катионита путем эмульсионной сополимеризации нитрила акриловой кислоты с дивинилбензолом в присутствии порообразователей с последу20 ющим гидролизом нитрильных групп, отлич а ю шийся тем, что, с целью повышения сорбционной емкости и механической прочности катионитов и упрощения технологического процесса, осуществляют окислительный гидро25 лиз азотной кислотой или смесью азотной и серной кислот.