Способ получения высокопористого полимерного сорбента
Использование: сорбционное извлечение органических примесей из водных растворов . Сущность изобретения: суспензионная сополимеризация дивинилбензола, этилстирола и метакриловой кислоты в присутствии растворителя и катализатора. Количество метакриловой кислоты 3-24% от массы полимеризующихся компонентов, 2 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4853221/05 (22) 16.07,90 (46) 15.12.92. Бюл. N. 46 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт химической технологии и Уфимское производственное объединение "Химпром" (72) Н.Г.Жукова, О.П,Полякова, В.Г.Соловьев, Г.С.Барышников, А.Д.Игошев, В.Е.Гулевский, Л.А.Солдатенкова и А.Т.Фещук (56) Лурье А.А. Сорбенты и хроматографические носители, M. Химия, 1972, с. 117..
Ощепков B.È., Зицманис А.Х. Иониты, Сорбенты, носители, каталог, Черкассы:
НИИТЭХИМ, 1983, с. 76.
Изобретение относится к области синтеза полимерных сорбентов, s частности высокопористых поглотителей, применяемых для сорбционного извлечения органических примесей из водных растворов.
В настоящее время наиболее важной задачей химической промышленности является экологическая очистка и доочистка сточíых вод. Для очистки производственных растворов от оргайических соединений в настоящее время используют активированные угли.
Однако они имеют невысокую механическую прочность и быстро измельчаются в процессе сорбции, кроме того,активированные угли химически нестойки, их регенерация обычно затруднена. Известно, что для сорбции следов органических соединений из водных растворов используют высокопористые неполярные полимерные сорбенты, получаемые сополимеризацией и-дивинилбензола с этилстиролом в присутствии модифицирующих растворителей — Полисорб
10.
„„5U„„1781235 А1
220/Об, 212:36 ) 2 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОПОРИСТОГО ПОЛИМЕРНОГО СОРБЕНТА (57) Использование: сорбционное извлечение органических примесей из водных растворов. Сущность изобретения: суспензионная сополимеризация дивинилбензола, этилстирола и метакриловой кислоты в присутствии растворителя и катализатора. Количество метакриловой кислоты 3-24 от массы полимеризующихся компонентов. 2 табл. Этот способ получения взят нами в качестве прототипа. Сополимеризацию дивинилбензола и этилстирола проводят суспензионным методом в присутствии катализатора — перекиси бензоила. В качестве суспензионной среды используют крахмальный раствор, в качестве модифицирующих растворителей — углеводороды. Удельная поверхность этих образцов 300 м /r, насыпная масса 0,4 г/см. Эти сорбенты являются неполярными и обладают недостаточно высокой сорбционной емкостью по органическим соединениям в водной среде. Цель изобретения — повышение сорбционной емкости по бензолу, 2,4-дихлорфенолу, 2,4-дихлорфенилуксусной кислоте из водных растворов. Поставленная цель достигается тем, что при получении сорбента сополимеризацией дивинилбензола, этилбензола в присутствии катализатора модифицирующих растворителей дополнительно вводят метакриловую кислоту от 3,0 до 24,5 (% вес.), 1781235 В литературе не описаны способы получения высокопористых сорбентов с добавлением небольших количеств метакриловой кислоты. Небольшие количества введенной метакриловой кислоты придают структуре 5 гидрофильность. Исходя из вышеизложенного введение метакриловой кислоты в указанных количествах при синтезе высокопористых сорбентов соответствует критериям "новизна" и 10 "существенные отличия". Пример 1. B колбу; снабженную мешалкой, термометром и обратным холодильником, загружают 500 мл 1 водного раствора крахмала, затем прибавляют пол- 15 имеризационную смесь, состоящую из 5,0 r метакриловой кислоты, 100 r технического раствора дивинилбензола, содержащего 65 ДВВ и 27,5% этилстирола, 3 r порофо- ра ЧХ3-57 и толуола или CCI в количестве 20 150 по отношению к смеси мономеров. Температуру поднимают до 70 С и реакционную массу выдерживают при 70 С в течение 3-х часов, затем темйературу поднимаютдо80 С, выдерживают при переме- 25 шивании в течение 3-х ч. Затем маточник отнимают, заливают дистиллирбванную воду и сорбент подвергают кондиционированию. Кондиционирование проводят по следу- 30 ющему режиму: — отгон аэеотроп ной смеси растворителя с во дой в течение 2-6 ч при 90 С. обработка сорбента ацетоном в течение 1 ч, .... 35 промывка дистиллированной водой. В ыход 98%. Пример 2. Сйнтез образцов в соответствии с условиями примера М 1 с различным содержанием вводимой метакриловой 40 кислоты. При содержании метаКриловой кислоты меньше 3 в структуре сорбента, она не проявляет свои свойства. В табл.1 приведены физико-хймические характеристики сорбентов, полученных по 45 предлагаемому способу, в зависимости от количества введенной метакриловой кисло- .. ты. Как видно иэ данных табл.1, удельная . поверхность образцов довольно высокая и 50 колеблется в пределах от 438,7 до 915,0 г/г Пример 3. Эти образцы были испытаны применительно к очистке от бенэола 307 раствора соляной кислоты с содержа- 55 нием бензола 77 мг/л, Условия сорбции: соотношение фаз твердой (r) и жидкой (мл) равно 1;1000, время контакта 14 ч при перемешивании, общее время контакта 48 часов, Емкость рассчитывают по остаточному содержанию бенэола в фильтрате. Как видно из данных табл.1, сорбционная емкость по бензолу зависит от содержания метакриловой кислоты в сорбенте. Оптимальным содержанием метакриловой кислоты является интервал от 3,0 до 24,5 . Прототип в этих условиях имеет значительно меньшую сорбционную способность. Сорбент, полученный по предлагаемому способу, с оптимальным содержанием метакриловой кислоты (9,7 от массы смеси мономеров), был испытан на сорбционную емкость по 2,4-дихлорфенилуксусной кислоте и 2,4-дихлорфенолу из водной среды в статических условиях в сравнении с прототипом. Пример 4. Исходный раствор 1,8 — 2,3 г/л 2,4-дихлорфенола. Условия сорбции: объемной соотношение фаз твердой (г) к жидкой (мл) равно 1:20, время контакта 3 сут. Пример 5. Исходный раствор 0,54 — 1,5 г/л 2,4-дихлорфенилуксусной кислоты. Условия сорбции время контакта 3 суток, объемное соотношение "фаз твердой (мл) к жидкой (мл) равно 1:20, Степень поглощения производных фенола определяем по остаточному содержанию их в растворе. Данные результатов примера 4,5 приведены в табл,2. Как видно из данных табл.2, остаточное содержание производных фенолов из водной среды в сравнении с прототипом значительно меньше. Таким образом, способ позволяет синтезировать высокопористые сорбенты, обладающие более высокими сорбционными показателями по отношению к бензолу, 2,4дихлорфенилуксусной кислоты из водных растворов (в среднем в 2-4 раза выше, чем у прототипа). Формула изобретения Способ йдлученйя высокопористого полимерного сорбента сополимеризацией дивинилбензола и этилстирола в присутствии модифицирующего растворителя и катализатора, отл и ча юшийся тем, что, с целью повышения сорбционной емкости по бензолу, 2,4-дихлорфенолу, 2,4-дихлорфенилуксусной кислоте из водных растворов, в полимеризационную массу дополнительно вводят метакриловую кислоту в количестве 3-24,5 от массы полимеризующихся компонентов. 1781235 ц а 1 Табли Модифицирующий Насыпнал растворитель, масса, мас.Ф г/см Сорбционнал емкость по бензолу, мг/г П0Е по 0,1 н, Na011, мг-экв/г Удельнал поверхность и/г Содержание исходных компонентов в смеси мономеров, мас.Ф MAK i ДВБ ) ЭТБ Порофор Таблица 2 Составитель Г.Барышников Техред M.Моргентал Корректор В.Петраш Редактор Заказ 4253 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101 9,7 15,7 24,5 27,0 9,7 15,7 24,5 27,0 70 24 65 22,3 60 21,3 55 17,5 50, 12,7 70 24 65 22,4 60 21,3 55,. 17,5, 50 12,7 73 24,0 3 3 3. 3 Толуол, 150 Толуол, 150 Толуол, 150 Толуол, 150 Толуол, 150 СС14, 150 сс1е, 150 сс1, 150 сс1, 150 сс1„15o Толуол, 200 О, 3 4 0, 34 А, 3 2 0, 3 2 О, 3 7 О, 52 О, 4 7 О, 4 2 0, 45 О, 5 1 0, 3 915, 0 715,0 439,7 5РР4,3 541,2 552,5 504,0 506,0 551,о 541,2 9оо,о 0,03 0,27 1,2 2,1 3,0 0,03 0,27 1,2 2,1 3,0 27, 49,0 63,0 26,3 16,5 14,0 25,8 43,3 8,5 10,9
