Способ получения комплексообразующего ионита

 

ОП ИСАНИЕ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 51670!

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к BBT. свид-ву— (22) Заявлено 10.09,74 (21) 2058730/05 с присоединением заявки № (23) Приоритет— (43) Опубликовано 05.06.76 Бюллетень № 21 (51) М. Кл.

С 08 F 8/40

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 661.183.123 (088.8) 1(45) Дата опубликования оп .ñ.à;íèÿ 11.10 77 (72) Авторы изобретения

В. М. Балакин, А. Г. Тэслер. 3. В. Пушкарева и T. М. Афанасьева

Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С. М. Кирова (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПЛЕКСООБРАЗУЮЩЕГО

ИОН ИТА

Изобретение касается получения ионогенных высокомолекулярных соединяй, обладаюших комплексообразующей способностью к тяжелым металлам.

Амфочерные комплексообразующие иониты, содержащие группы кислот фосфора и различных азотсодержаших оснований, представляют большой интерес, как смолы с высокой комплексообразующей способностью и специфической селективностъю сорбции за счет хелатного эффекта, характерного для производных аминоалкилфосфоновых кислот.

Основным способом получения таких ионитов является метод полимераналогичных превращений полимерных матриц, содержащих первичные и вторичные аминогруплы различными фосфорилирующими агентами (эфиры фосфористой кислоты, фосфористая кислота, галогениды трехвалентного фосфора) .

Известен способ получения ионитов с фосфорнокислыми группами и аминогруппами алифатического характера путем фосфорилирования аминополимеров, содержащих группировки алифатических аминов, фосфористой кислотой и формальдегидом в кислой среде, заключающийся в том, что в качестве аминополимеров используют доступные продукты аминирования первичными алифатическими аминами хлорметилированного сополимера стирола и дивинилбензола. Недостатком известного способа является невысокая селективность сорбции меди и индия из сульфатных растворов.

С целью улучшения селективности сорбционных свойств ионита по отношению к меди и индию предложен способ получения комплексообразующего ионита путем фосфорилирования фосфорис1р той кислотой и формальдегидом в кислой среде продукта аминирования первичными алифатическими аминами сополимера 2-хлорметил-5-винилпиридина и дивинилбензола.

По предлагаемому способу 1 вес.ч. сшитого

15 пористого сополимера 2- хлорметил- 5- винилпиридина с дивинилбензолом, аминированного первичными алифатическими аминами с содержанием азота 10-14%, обрабатывают 1-1,5 вес.ч. фосфористой кислоты, 2-2,5 вес.ч. 32%-ного формалина и 1-1,5 вес.ч, концентрированной соляной кислоты при температуре реакционной массы 100-110 С в течение 5-6 час.

Полученные иониты содержат 6-9 % фосфора.

Сополимер 2-хлорметил-5-винилпиридина с дивинилбензолом (ДВБ) получают путем ряда последо516701

Таблица 1 (I)

Й ф

60 380 380 420 44 12

50 420 450 440 45 8

100 460 460 460 40 4

10 450 460 440 49 5

220 340 380 360 28 16

12 6 734,0 31,6 31,6 14,3

5 6 900,0 19,1 11,1 13,6

4 4 400,0 8.,7 8,7 8,7

4 6 4900,0 11,1 8,7 13,6

12 14 127,0 47,0 31,6 39,0 вательных химических превращений промышленноr0 пористого сополимера 2-метил-5-винилпиридина с ДВБ (содержание ДВБ 12%), включающих N-оксидирование, ацетилирование MeTHëüíîé группы, oMblление продукта ацстилиров ания, хлорирование оксиме-б тильной группы сополимера. Полученный сополимер 2-хлорметил-5-винилпиридина с ДВБ содержит 21% хлора.

Сополимер с хлорметильными группами оорабатывают первичными алифатическими аминами.

В качестве первичных алифатических аминов используют аммиак, этиламин, метиламин, н-бугиламин, этилендиамин. Аминирование осуществляют в растворителе. Наилучшие результаты аминирования получены в случае использования в качестве растворителя этиленгликоля. Продукты аминирования фосфорилируют НзРОз и формальдегидом, в результате чего получают азотфосфорсодгржащие амфолиты следующего химического строения: — 6Н вЂ” М—

П р и м с р l. 20 г продукта аминнрования пористого сополимера 2- хлорме сил-5-винилпириди- 30 на с ДВБ 10%-ным раствором RMMIIRка в э п;ленгликоле с содержанием азота 12,5 Я- загружаю; в poRKтор„содержащий раствор 30 г фоссрористой кислоты в 50 r 32%-ного формалина и 30 г концентрированной соляной кислоты. Iloc, Ie набу ханин гранул в 86 течение час температуру реакционной массы повышают до 100 Си при rrepeMellllrsRIIии выдерясиьа оТ 5 ис, По охлаждении реакционной массы гранулы ионита отфильтровывают и промывают дсминсрализованной

Водой до ОтсутстВия В промывных водах фосфора по качественной реакции с молибдатом аммония.

Элементный состав: Р- 6,8%, N - 9,2%.

Статическая обменная емкость по 0,1 í. NaOH

3,54 мг экв/г.

Пример 2. 20 г продукта аминирования пористого сополимера 2-хлорметил-5-винилпиридина с ДВБ 16%-ным раствором н-бутиламина в этиленгликоле, с содержанием азота 10,8% фосфорилируют по примеру 1. Элементный состав: P - 5,9%:

К 8,3%. Статическая обменная емкость по 0,1 н.

Na0H 3,13 мг экв/r.

l1 р и м е р 3, 20 г продукта аминирования пористого сополимера 2- хлорметил- 5- винилпиридина с ДВБ 15%-ным раствором этилендиаминав этиленгликоле, с одержанием 14,19 фосфсрилируют по примеру 1. Элементный состав: Р - 8,4®: М -9,6

Статическая обменная емкость по 0,.1 H. Na0H

3,84 мг..экв г.

Результаты сорбционных испытаний синтезированных амфолитов показывают, что они обладают значительной емкостью и селективностью по

2+ + 3+ отношению к Си в присутствии ионов Ni, Со-, Fe при сорбции из сульфатных растворов и по отношению к индию В присутствии железа и динка.

Сорбционныг HcHbITRIrMH проволят в c:Ie rUH условиях: количество ионита в $0 - — форме 1 г. раствора — 100 мл., температура 20 С, продолжительность сорбции 24 час.

Растворы содержат (в мг/л):

R) при сорбции меди: Си 500, Ni 500, Со 500 и Fe + 500; б) при сорбции индия: Zn 500, Fe 500, пз+ 500.

5о всех случаях рН раствора 2,5.

Результаты сорбционных испытаний полиамфолитов приведены в табл. 1 и 2.

516701

Таблица 2

Испытуемый Равновесная конполиамфоли г, центрация, ! мг/л

Сорбироваио к ффиив мет алла,;,распределения, мг/г мл/ !

Zn Fe In yo

Fe i In

ln ав П

470 450 100 3 5 40 64 11 4 400

420 120 440 8 38 6 9,0 316 1 3,6

Примечание. ! — ПОЛИамфОЛИт, ПОЛУЧЕННЫЙ фоефОРИЛИРОВаНИЕМ ПРОДУКта аМИНИРОВоПП;и

СОПОЛИМЕра 2-ХЛОрМЕтнл-.5 --ВИНИЛПириpииa С ГВЬ аММИаКОМ В ЭтаГЧЕНГЛИКОЛЕ. ! — то же, этиламином в этиленгликоле.

iIl — то же, и-бутиламином в этиленгликоле.

И вЂ” то же, этилендиамином в этиленгликоле.

V — известный полиамфолит, полученный путем фосфирилирования сшитого макропористого аминополистирола, Составитель В. Мкртычан

Техред О, Луговая

Корректор П. Макар евнч

Редактор Л. Ушакова

Тираж б29 Подписное

ПНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб„д. 4/5

Заказ 929/144

Филиал ППП ™ Патент ", г Ужгород, ул. Проектная, 4

Из таблиц видно, что полиамфолиты, полученные по предлагаемому способу, обладают повышенной селективностью к меди и индию, причем наиболее селективно медь и индий сорбирует полиамфолит на основе продукта аминирования сшитого сополимера 2-хлорметил-5-винилпирид на с ДВБ н-бутиламином.

Формула изобретения

Способ получения комплексообразующего ионита путем фосфорилирования фосфористой кислотой и формальдегидом в кислой среде продукта аминирования первичными алифатическими амина30 ми сополи 1ера моновинильного соединения с дивинильныма содержащего хлорметильную группу, о тли ча ю щий с я тем, что, с целью улучшения селективности сорбционных свойств ионита по отношению к меди и индию,в качестве сополимера моновинильного и дивинильного соединения ис35 пользуют сополимер 2-хлорметил-5- винилпиридина и дивинилбензолаа.