Способ получения растворимых анионитов

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНР1Я РАСТВОРГО1ЫХ АНИОНИТОВ взаимодействием полигл щидных аминов с алифатическими диаминами в среде органических растворителей, отличающийся тем, что, с целью улучшения сорбционных и кинетических :. свойств анионитбв, полиглицидные амины предварительно обрабатьгоают алифатическими третичными . аминами, взятыми в количестве 0,51 ,0 моль на 1 моль полиглицидного амина

„„Я0„„1036028 ссюз савятсиих

СОЦИАЛИСтИЧ СНИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 08 G 59/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A STOP(ÆÎÌÚ СВИДЕТЕЛЬСВ ГВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИО 1ИТЕТ

Pg РДО РРУ Р 1РР д ОР- РУ„-)ар:1Д,)

ПРИ ГКНТ CCCP (21) 337 1573/05

{22) 04.01,82 (46) 23.02.92. Бюл. I> -7 (7i) Институт химических наук

АН Казахской ССР (72) Е.Г. Ергожин, Е,Ж. Менлигазиев, Б,Т. Абильсеитов, А.IO, Дадабаев и Г.А. Трушин

{53) 678.675(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 766156, кл. С 08 G 59/10, 1980.

Авторское свидетельство СССР

N - 900607, кл. С 08 С 59/10, 1980.

Изобретение относится к.получению растворимых полиэлектролитов с анионообменными свойствами, которые могут быть использованы для сорбции и разделения цветных и редких металлов в гидрометаллургии, в качестве катализаторов химических реакций, в медицине и т.п.

Известен способ получения анионитов взаимодействием ди- и триглицидиловых эфиров диоксибензолов и аминофенолов в среде органических растворителей при температуре 30-80 С в тео чение 25-60 мин. Образующийся гель отверждают при 70-100 С при 8, 12, 24 ч последовательно. Статическая обменная емкость полученных анионитов колеблется в пред пах 5,4—

7,9 мг-экв/г, сорбционная способность по ионам VO в пределах 500 — 600 мг

V O>/ã сухого ионита.

Йедостатками способа являются низкая сорбционная способность по ионам (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАСТВОРИМЫХ

АНИОНИТОВ взаимодействием полиглицидных аминов с алифатическими диаминами в среде органических растворителей, отличающийся тем, что, с целью улучшения сорбционных и кинетических:. свойств анионитов, полиглицидные амины предварительно обрабатывают алифатическими третичными . аминами, взятыми в количестве 0,51,0 моль на 1 моль полиглицидного амина.

V0 необходимость ступенчатого от3 верждения геля и большая продолжительность процесса отверждения.

Наиболее близким к предложенному 2 является способ получения анионитов взаимодействием полиглицидных аминов (, ) (ПГА). и алифатических диаминов (поли- (; аминов) в среде органических растворителей. При этом полиглицидные ами- <" ны конденсируют с ди- и полиаминами р при комнатной температуре в течение

15-20 мин. Полученный гель отверждают 2-4 ч при температуре 40-60 С в зависимости от природы исходных компонентов.

Статическая обменная емкость синтезированных анионитов по 0,1 н. раствору НС1 колеблется в пределах 11,012,3 мг-экв/г, обменная емкость по ионам молибдена от 230 до 280 мг Мо/г сухого ионита, по ионам ванадия от

800 до 1000 мг/г, время контакта ио8 продукт сушат при комнатной температу ре в вакууме. Смолообразный продукт реакции хорошо растворим во многих органических растворителях (диметилформамид, диметилсульфоксид, ацетон, циклогексанон и т.п.), а также в растворах минеральных кислот.

Статическая обменная емкость (СОЕ) по О, 1 н. раствору НС1 из данных по-тенциометрического титрования равна

4,5 мг-зкв/г.

Элементный состав, Х:

С Н N вычислено: 67,21 10,74 14,70 найдено: 66,84 10,78 14,65

Пример 2. В реакционную колбу загружают 84,4 r (О, 1 моль)

507-ного раствора тетраглициднога диаминодифенилметана в ацетоне и

9,25 r (0,05 моль) трибутиламина, выдерживают при интенсивном перемешивании 20 мин добавляют 104,4 r (0,45 моль) 507-ного раствора гексаметилендиамина в ацетоне. Температуру реакции поднимают до 40 С. Смесь интенсивно перемешивают при данной температуре в течение 2,3 ч. Дальнейшую обработку, выделение целевого продукта и определение сорбционной способности ионита осуществляют в условиях примера 1.

Элементный состав, 7.

С Н N вычислено: 63,888 10,21 14,45 найдено: . 62,35 10,05 13,81

Пример 1. В трехгорлую колбу,, снабженную механической мешалкой, холодильником, термометром капелькой во3 ронкой, загружают последовательно

163,2 г (0,2 моль) 50Х-ного раствора тетраглицидного аензидина в диметнлформамиде и 20,3 г (0,2 моль) триэтил-50 амина, .смесь интенсивно перемешивают в течение 10 мин и добавляют 185,6 г (0,8 моль) 50X-ного раствора гексамет тилендиамина. Реакционную массу нагревают до 60 С и выдерживают прн дан->> ной температуре в течение 1,5 ч. Полученную однородную масеу трижды переосаждают в серном эфире для удаления непрореагировавших продуктов. Целевой

СОЕ по 0,1 н. раствору НС1 — 5,5 мгэкв/г; COE по ионам ванадия

1300 мг Ч О /г; СОЕ по ионам молибдена — 2,8 г Mo/г.

Пример 3. В трехгорлый реактор при интенсивном перемешивании за103602 нита с раствором молибдата нлн ванадата натрия 24-48 ч.

Недостатком данного способа является низкая сорбционная способность синтезируемых ионитов, а также дли тельность процесса сорбции.

Целью данного изобретения является улучшение сорбционньгл и кинети- . ческих свойств анионитов, 10

Указанная цель достигается тем, что в способе получения растворимьл анионитов взаимодействием полиглицид ных аминов с али@атическими диаминами в среде органических растворителей, полиглицидные амины предварительно обрабатьп ают алифатическими третич- ными аминаьж, взятыми в количестве

0,5-1,0 моль на 1 моль полиглицидного амина. 20

Взаимодействие полиглицидных аминов (1 моль) с алифатическими третич- ными аминами (0,5-1,0 моль) проводят при комнатной температуре в течение

10-20 мин в органическом растворите- 2 ...ле. Затем при интенсивном перемешивании добавляют раствор диамина (3—

5 мэль), температуру реакции повышают. до 40-60 С, выдерживают при дан- ной температуре 1,5-1,5 ч. Полученную ЗО однородную массу трижды переосаждали, в серном эфире для удаления непрореа-; гировавших продуктов. Целевой продукт сушили в вакууме при комнатной температуре.

Предлагаемый способ позволяет синтезировать раствориыью аниониты, обладающие сорбционной емкостью по ионам ванадия до 1700 мг V<0 /r по ионам молибдена до 5,5 r Mo/ã при продолжительности сорбции (ь сорбции) 5 мин.

Для сорбции ионов ванадия и молибдена используют 1Х-ный раствор анионита в

0,1 н, растворе соляной кислоты. Сорбционную способность анионита определяют через 5 мин после контакта ионита с раствором ванадия или молибдена натрия.

Сорбцию ионов ванадия проводят из. растворов NaVOg (3 г V 0 /ë) при рН

= 1,40,а сорбцию ионов молибдена — из раствора Иа ИоО+ (10 r Mo/ë) при рН =

1 967.

СОЕ ионита по ионам ванадия составляет 1710 мг V 0 /г, СОЕ по ионам молибдата — 4,5 г Ио/г.

1036028

Сорбционные и кинетические характеристики известных и синтезированного ионитов

Марки ионитов

Сорбционна способност по ионам в надия, мг

V 0g/r

Сорбционная способност по ионам молибдена, мг Мо/г

Продолжительность сорбции

400-450

280-400

ЭДЭ-10П

АВ-1 7

308

3-5 суток

5-6 суток

2500

ПЭПА

Ионит, синтез. по способу-ггрототипу

230

800-1000

24 ч

Иониты, синтези-. рованные по предлагаемому спосо бу

1300-1780 2800-5500 5 мин гружают 169,6 г (0,2 моль) 50%-ного раствора тетряглицидного диаминодифеннлоксйда в диметилформамиде и 10,1 r (0,1 моль) триэтиламина, выдерживают в течение 15 мин и добавляют 92,8 г (0,4 моль) 50%-ного раствора гексаметилендиамина. Температуру синтеза под нимают до 50 С и выдерживают при ней

2 ч. Дальнейшую обработку, выделение

1 целевого продукта и определение сорбционной способности ионита осуществляют в условиях примера

Элементный состав, %:

С Н И !5 вычислено: 65,42 10,45 15,11 найдено: 66,21 11,47 15,06

СОЕ по 0,1 н. раствору НС1

5,8 мг-экв/г; СОЕ по ионам ванадия—

1780 мг 7 О /г; СОЕ по ионам молибдена — 5,5 г Мо/г.

Пример 4. В .реактор: при ин-тенсивном перемешивании загружают

176 г (0,2 моль} 50%-ного раствора 25

:тетраглицидного диаминодифенилсульфида в диметилсульфоксиде и 37,0 г (0,2 моль) трибутиламина, выдерживают в течение 10 мин, добавляют 123,3 r (0,7 моль) 50%-ного раствора тетраметилендиамина, поднимают температуру синтеза до 60 С и заканчивают сннтеэ - через 2 ч. Вьщеление анионита и оп- ределение его сорбционной способности проводят в условиях примера 1.

Элементый состав, %:

С Н И вычислено: 64, 79 10, 35 14, 17 найдено: 63,27 10,56 14,29

СОЕ по 0,1 н. раствору НС1

5,0 мг-экв/г; СОЕ по ионам ванадия—

1300 мг 7 О /г; COE по ионам молибдена — 3,1 г Мо/г.

6орбционные и кинетические характеристики известных и получаемых по изобретению анионитов приведены в таблице, Из таблицы следует, что предлагаемый способ позволяет получать растворимые аниониты, значительно превосходящие по сорбционным характеристикам известные промьппленные иониты.

Способность синтезированных ионитов растворяться во многих органических растворителях (диметилформамид, диметилсульфоксиц, ацетон, циклогексан}, а также в растворах минеральных кислот позволяют резко снизить продолжительность процесса сорбции.