Гибридные органо-неорганические гели для экстракции химических элементов, таких как лантаниды и актиниды, и способы получения этих гелей

 

Описывается способ экстрагирования присутствующих в водных растворах ионов, относящихся к группе ионов актинидов и/или лантанидов, заключающийся в том, что водный раствор вводят в контакт с гибридным органо-неорганическим гелем, содержащим сетку из неорганических звеньев формулы: где М обозначает Si, Ti, Zr или Al, в которую (сетку) интегрированы органические молекулы, образующие комплексы с экстрагируемыми ионами, причем каждая органическая молекула ковалентно связана с одним или несколькими атомами М сетки, и отделяют гель, связавший ионы. Техническим результатом является органо-неорганический гель, в структуру которого экстрагирующаяся группа интегрируется в процессе приготовления геля. 2 с. и 15 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл.

Текст описания в факсимильном виде (см.графическую часть). То

Формула изобретения

1. Способ экстрагирования присутствующих в водных растворах ионов, относящихся к группе ионов актинидов и/или лантанидов, заключающийся в том, что водный раствор вводят в контакт с гибридным органо-неорганическим гелем, содержащим сетку из неорганических звеньев формулы где М обозначает Si, Ti, Zr или Al, в которую интегрированы органические молекулы, образующие комплексы с экстрагируемыми ионами, причем каждая органическая молекула ковалентно связана с одним или несколькими атомами М сетки, и отделяют гель, связавший ионы.

2. Способ по п.1, в котором комплексообразующие органические молекулы содержат по меньшей мере одну функциональную группу из числа амино-, эфирной, гидроксильной, амидной, пиридиновой и бипиридиновой групп или любых других органических групп, включающих электронодонорный атом типа О, N или S.

3. Способ по любому из пп.1 и 2, в котором комплексообразующие органические молекулы геля отвечают одной из следующих формул (см. графическую часть), в которых (М) обозначает ковалентную связь молекулы с атомом М, представляющим собой Si, Ti, Zr и/или Аl в неорганических звеньях сетки.

4. Способ по любому из пп.1-3, в котором неорганическими звеньями являются звенья 5. Способ по п.4, в котором гель представляет собой гибридный силикагель, отвечающий одной из следующих формул (см. графическую часть).

6. Способ по любому из пп.1-3, в котором гибридный гель получен по методике золь-гель, согласно которой полимеризация осуществляется путем поликонденсации в присутствии воды по меньшей мере одного алкоксида металла, имеющего функциональный заместитель (И), формулы
LM(ОR¹)l(I) или (R¹О) l MLM(ОR¹)l(II),
в которой М обозначает Si, Ti, Zr или Al;
L обозначает комплексообразующую органическую группу, отвечающую одной из следующих формул (см. графическую часть),
R¹ обозначает органическую группу, преимущественно алкил;
l = 3, когда М обозначает Si, Ti, или Zr или
l = 2, когда М обозначает Аl.

7. Способ по п.6, в котором алкоксид металла содержащий функциональную группу(ы), соответствует одной из следующих формул (см. графическую часть),
в которых R обозначает органическую, преимущественно алкильную группу.

8. Способ по любому из пп.6 и 7, в котором содержащий функциональную группу(ы) алкоксид металла полимеризован с алкоксидом металла формулы:
М(ОR²)_m (III)
в которой М обозначает Si, Ti, Zr или Al,
R² обозначает органическую, преимущественно алкильную группу;
m = 4, когда М является Si, Ti или Zr, или m = 3, когда М обозначает Аl.

9. Способ по п.8, в котором М обозначает Si.

10. Способ по любому из пп.6-9, в котором алкоксид металла, содержащий функциональную группу(ы), полимеризован также с алкоксидом формулы
(R³О) l М-Х-М(OR³)l (IV)
в которой М обозначает Si, Ti, Zr или Аl;
R³ обозначает органическую, преимущественно алкильную группу;
Х обозначает не образующую комплекса органическую группу;
l=3, когда М обозначает Si, Ti или Zr, или l=2, когда М обозначает А1.

11. Способ по любому из пп.6-10, в котором полимеризация проведена в присутствии этанола, воды и фторида аммония.

12. Способ по п.7, в котором полимеризован только содержащий функциональную группу(ы) алкоксид кремния, отвечающий одной из формул (см. графическую часть).

13. Способ по п.7, в котором содержащий функциональную группу(ы) алкоксисилан полимеризован с 1-5 эквивалентами тетраэтоксисилана.

14. Способ по любому из пп.6-13, в котором полимеризация проведена в присутствии экстрагируемого элемента, который после этого удаляют промывкой, с целью придания гелю эффекта отпечатка этого элемента и улучшения селективности геля при экстракции подобных элементов.

15. Способ по любому из пп.1-14, в котором гель имеет форму порошка.

16. Способ по любому из пп.1-14, в котором гель имеет форму мембраны.

17. Алкоксид кремния, содержащий функциональную группу(ы) одной из следующих формул (см. графическую часть).

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21, Рисунок 22, Рисунок 23, Рисунок 24, Рисунок 25, Рисунок 26, Рисунок 27, Рисунок 28, Рисунок 29, Рисунок 30, Рисунок 31, Рисунок 32, Рисунок 33, Рисунок 34, Рисунок 35, Рисунок 36, Рисунок 37, Рисунок 38, Рисунок 39, Рисунок 40, Рисунок 41, Рисунок 42, Рисунок 43, Рисунок 44, Рисунок 45, Рисунок 46, Рисунок 47, Рисунок 48, Рисунок 49, Рисунок 50, Рисунок 51, Рисунок 52, Рисунок 53, Рисунок 54, Рисунок 55, Рисунок 56, Рисунок 57, Рисунок 58, Рисунок 59, Рисунок 60, Рисунок 61, Рисунок 62, Рисунок 63, Рисунок 64, Рисунок 65, Рисунок 66