Способ получения волокнистого сорбента

 

(ХМОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Ю) (l I) 51)5 D 01 F 11/04, 6/18;

С 08 J 5/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

llQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ПЮТ СССР (21) 2723765/05 (?2) 24.01.79 (46) 23.05.92. Бюл. 5" 19 (71) Институт геохимии и аналитической химии им. B.È, Вернадского АН

СССР и Ленинградский институт текстильной и легкой промышленности им. С.М. Кирова (72) И.И. Антокольская, Л.А. Вольф, Е.Я. Данилова, Л.В. Емец, Г.В. Мясоедова, И.Б. -Ратушняк, С.Б. Саввин, А.В. Иибаев и Н.И. Щербинина (56) Убайдулаев Б.X. и др. "Изучеwe процесса получения анионообменного волокна на основе полиакрилонитрила", Материалы Ш республиканской конференции по текстильной химии.

Ташкент, 1974.

Авторское свидетельство СССР

N 467912, кл. С.08 F 3/30, 1975, Кулински Д.А, и др. "Модификация полиакрилонитрила и волокон íà его основе гидроксиламином" - Химические волокна", 1976, t 6.

Изобретение относится к области полимерной органической химии, а именно модификации химических волокон для получения волокнистых сорбентон, и может быть использовано в аналитической химии и гидрометаллургии для извлечения и концентрирования элементов.

Известен способ получения волокнистого анионита путем обработки во" локон типа "нитрон" (сополимер акри" лонитрила, метилакрилата и итаконовой кислоты) гидроксиламином. Анио ,2 (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ . ВОЛОКНИСТОГО СОРБЕНТА обработкой полиакрилонитрильного волокна кислым гидроксил" амином при нагревании в присутствии нейтрализуюц|его агента, о т л и ч аю шийся тем, что, сцелью повышения статической емкости и снижения набухаемости сорбента в кислых средах, в качестве нейтралиэующего агента используют полиэтиленполиамин. нит рекомендуется для сорбции серебра иэ промывных вод кинофабрик.

Известен также способ получения хелатообразуюцих ионитов путем об" работки сополимеров акрилонитрила с дивинилбензолом или его смеси с

2-метил-5-винилпиридином солянокислым гидроксиламином в среде пиридина при 115-117 С в течение 4 ч.

Содержание азота в ионите 254, что соответствует 901 конверсии нитрильных групп в амидоксимные. Сорбция железа (Ш) и никеля при 50 С сос3 86 тавляет соответственно 10,3 и 7 мг на 1 грамм сорбента.

Недостатком способов получения ионообменных материалов является многостадийность синтеза полимеров, нестойкость их к кислотам, сильная .набухаемость в кислых средах и небольшая сорбционная емкость, Наиболее близким к предлагаемому является способ получения волокнистого сорбента обработкой полиакрилонитрильного волокна кислым (соляноили сернокислым) гидроксиламином (12-40 г/л при нагревании (80-100 С) в присутствии нейтрализующего аген» та " карбоната. натрия.

Недостатком способа является то, что волокнистые сорбенты обладают большим набуханием (до 500 } в кис лых средах (в 0,1 н, HC1). Это. приводит к резкому падению прочности волокна 8 мокром состоянии, что не позволяет использовать его в повтор" ных циклах сорбции, а также осуществлять десорбцию металлов растворами кислот, в частности меди 2 М НС1.

Статическая емкость волокнистых сорбентов полученных по известному споФ о сабу при рН 6 и температуре 20 С, по меди, никелю и кобальту составляет соответственно 73,0, 88,5, и

17,6 мг на 1 r сорбента.

Целью изобретения является получение волокнистых сорбентов с улучшенными сорбционными характеристиками повышение статической емкости и снижение набухаемости сорбента в кислых средах.

Цель достигается тем, что в известном способе получения волокнистого сорбента обработкой полиакрилонитрильного волокна кислым гидроксиламином при нагревании в присутствии нейтрализующего агента в качестве последнего используют полиэтиленполиамин (ПЭПА). Обработку полиакрилонитрильйых волокнистых материалов о проводят в водном растворе при 100 С в течение 10-!20 мии при рН 6,410,1.

Пример 1. 1 r. полиакрилонитрильных (ПАН) волокон и 0,5 г

ПЭПА помещают в 25 мп водного с кон7092 центрацией 40 г/л раствора солянокис лого гидроксиламина (рН - 6,4), нагревают при 100 С в течение 60 мин, Затем волокна тщательно промывают водой.

Набухание в 0,1 н,HC1- 132,63, Сорбция серебра из 0,5 н,НИО86,4 мг/г.

1р (Иедь в 0,5 н. НМОзволокно не сорбирует).

Пример 2. Обработка волок-. на, как в примере 1, но время нагревания 120 мин.

Набухание в 0,1 н,БС1 — 67,23.

Сорбция серебра из 0,5 í. HNO>—

99,4 мгlг. (Иедь в 0,5 í. HNQ > волокно не сорбирует).

20 Пример 3. 1 г ПАН волокон и 2 r ПЭПА помещают в 25 мл водного с концентрацией 40 г/л раствора солянокислого гидроксиламина (рй—

9,4), нагревают 60 мин при 100 С ° д Набухание в 0,1 н. НС1 — 137,63.

Сорбция меди из 0,5 í, .NaCl—

1!1,1 мг/г.

Пример4. 1гПАНволокон и 4 ПЭПА помещают в 25 мл водного с концентрацией 40 г/л раствора солянокислого гидроксиламина (рН10, 1), нагревают 120 мин при 100 С, Набухание в 0,1 н. БС1 100ь, Сорбция меди иэ 0,5 н, БаС1—

150 мг/г.

35 Сравнительные данные получаемых волокнистых сорбентов по способу, описанному в прототипе, и по предлагаемому способу представлены в табл.1.

В табл.2 представлена сорбционная способность волокнистых сорбеитов, полученных по известному способу и по предлагаемому.

45 Таким образом, если использовать в качестве нейтрализующего агента полиэтиленполиамин при синтезе волокнистых сорбентов с амидоксимными группами, можно получить сорбенты с .

10 пониженным набуханием в кислых средах и большей статической емкостью по сравнению с волокнистыми сорбентами, полученными по известному способу.

867092

L

I

1 и

I..

О

1 с« с

Е

1

I О

1 II !

1 а

I

1 L

I СЧ

1 И

1 (Х с

m !

1 Е

1

1 ! (t)

1 и

I X а

1 (I

I !

1 л

l ! м

1 !

I

I Ч)

1 >О

I

I СО

I

1 л

1 ! м

1

1 .Ф

О) СО (Ч (Ч (л

СГ) С 4

СО ш

Ч:) C)

О) СЧ .О

OO

-!. О ( м

Х (л х

X

ГО с

v х о о. ч

ГО а

Ю

9 ( а

9 l

v X

CO м

Г о с о с о

S у о

Z (Z с ( о

vw с

СО М

L с

Ю (О

О

X

m а сс о s

О)

l (t)

v a (О 3а х

X

9 Х с о (O о

-о х х х (О а х ( ш о

СО (О S

Х

S о с (D о m

m o а

Ю х а с о

С С) .О сЧ м

С:) о сЧ

m S д Р

9 с

S «О

Х С>

m (>4 I

u u e (I

>О

ll I

I х о. ( (4

I

1

I

1

I ! !

1

1 (, О(u i с4 1 си 1

1

I- I

Х

1» (О

Г

О) () (л (л ш

X ( ч

9 L

X X

tk

:Г

ГО о. (?

Х о

СО (Ч

-з ф S Ж

9 4

s u хох

С4

Г м

О) !

ll !

a (ш о о

L л

О)

Y () ! (>-(u x (ГО

О Iси Х

Х 9

° I

S (t) (Ч

С 4 о с (л о

Ю 9 (>) Ы

S S с с о (а >s

$9

lO Z а

О (О

v л 9 чm

9 (О

X Х

3 1

l >Г

1 >И

Иеl СС о(S

«>! \о а о

I О

>S 1

X (1 л 1 б)

S с

ГО 1 а

I- 1

>S 1

1

I

1

I

1 !

1 (1

1 (t3

О.

Ю

9 С аw

9 ( и (Ч

--О с >

Г.

Ю о (СО (cI м .О

ГО О

)с а

v ю

9 9

m а (() 9

Х V

Ю м

ОЪ сч

СС

I X

9 Z а s ((Q X

С:) м!

1

I

1

1 СС

1 (с) 1 С:

ctt 1 1 (=Г I+ О

1 >Х Х

S 1 З 9

1 Х L

С! 9ГО

I П) Ю 1 3- >Х с =(9 Л

a m

1 C S с

I Ю (t) о а

1 V IO >S

С 9 () х

1

1

1 !

I

1

1 ! !

I (l

1

1

1

I

I

I

I . (1

1

1 !

I !

1

1

1 ! >lc

1 ГО ! C

1 X

1 )о

1 )о а с

1 IO о

v о

1 ()

1

I

1

3 !

1

I

t

I

1

1

I

I (1

1 1

1 lo S 1 асс чл

OS9L

I 1,9 Х с)Р

1 Л X

1 Ю

em -u

z хфох

I л

1 Ш I ф ! О L. )С

uu x m

) tom x а(с чл

OS9L

1() XX

1 9 Х М

1 Л X

1 to S >-( (t) (t3 ««и х фс)х

1 L

1 ш! ф

1 О >-с I- У

uu X m

I >(с

1 tt

1 S ш, Ю а

I О

О

cC (1 I

I ГО

I Х л

Ю

3 П) !

ОС

1ф

1 S

-Ф I ! (о и а о о -

С4

«>

1 ГО

Х

I Л

Ю ! cti

1 Х

Z

1 1 934 л s

1 IO Х o »(О (О CD ххфх

l со L.

1 с.

II m

1 Х

1 (c) аи ш! 1

o (u u! сЧ

1 м

1

I

1

1 (1 С>

1

I

1

1 Ч)

1 м

I СО

I

I

1 о

1 (4

I

I

1 1

1 О \ ( (л !

I

1

1 СО

1 >О

1

t

t

1 м

1 ! о

1

1 !

1 (1 !

1 !

1 О

1 !

1 ! (!

I (Ч о !

1

I

1 ш

I С4 !

)

1 о !

1

o I

C> I

1

OO I

O 3

С>

О 1

Ш 1

C> .I

О) (t!!

СЧ 1

1 ш

ГЧ 1

1 (Л I ( (.Г\ (!

1

1 (СГ\

О \

1

СЧ I (г О 1

1 (l ш г

l

I ш

1. Ш I ш

1!

С(! м

t м

1

1! (Ч 1

1 м !

I

I

-О (!

М I г

1

>О 1

r ш сЧ 1

I

1 л

I (4 1

1

C) 1

СЧ 1

1 I I 1

3- .3(,).

>(+ 8

867092

Таблица Z

Предлагаемый способ

Известный способ рН 11-4 рн 9" 5М НС1 ню . н яо

Рабочая область

Набухание в 0,1 н.

НС1, %

67,2

432,8

Ъ

Статическая ем" кость, мгlг

Cu --127

Ag - 73 (рН 7)

Co - 88,5 (рН 4)

Ni — 17,6 (рН 6) Количество компонентов в модифицирующей ванне

Составитель Н. Народная.

Техред М.Моргеитал

Корректор И. Самборская

Тираж Подписное комитета но изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,301

Редактор О. Филиппова

Заказ 2439

РчИИПИ Государственного

11303 5, cu - 150 (pH 3)

Ag — 148 (0,5 и Н 0 )

Pc1 — 263 (1 и HC1)

Zr - 45 (1 м НС)

Со-148 (рН7) никель не сорбирует .