Способ получения электронообмепников

 

О П И С"А Н И Е 232499

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое ат авт. свидетельства ¹

Кл. 39b, 22/01

Заявлено 29.X 1l.1967 (№ 1207872/23-5) с присоединением заявки М

Приоритет

МПК С 08f

С 08д

УДК 661,183.123.2-9 (088.8) Комитет по цепам изобретений и открытий прн Совете Министров

СССР

Опубликовано 11.Х11.1968. Бюллетень М 1 за 1969 г.

Дата опубликования описания 6Х.1969

Авторы изобретения

Н. М. Кругликова, А. Б. Пашков и А. A. Кругликов

Заявитель

СПОСОБ ПОЛ УЧ ЕН ИЯ ЭЛ ЕКТРОНООБМЕН Н И КО В

Известный способ получения электронообменников на основе координационно связанного гидразина состоит в обработке катионитов гидразином и солями металлов, образующих с п|дразином комплексные соединения.

Этот способ позволяет получать широкий ассортимент электранообменных полимеров с высокой редокс-емкостью, обеспечивающих полное удаление из воды растворенного кислорода при комнатной температуре. Получаемые таким путем электронообменники в статических условиях обладают окислительновосстановительной емкостью до 100 г Оз/л и динамической редокс-емкостью по растворенному в воде кислороду до 6000 — 7000 мг экв/г.

Предлагаемый способ позволяет получать электронообменники на основе координационно связанного гидразина, емкость которых в статических условиях достигает 200 — 250 г

О>/л, а в .дин ам и ч ескп х — 12000 — 14000 лг экв/л. Способ заключается в том, что на катионит предварительно наносят мелкодиспергированные металлы с восстановительными свойствами, например медь, висмут, а затем обрабатывают п|дразином и солями металлов, образующих с п|дразином комплексные соединения.

В новых электронообменнпках редокс-свойства металла-восстановителя, осажденного на полимерный каркас, используются с обеспечением полного обескислороживания воды

IIpll кох|натной температуре, поскольку Tp. Колпчества кислорода. которые не восстанавли5 ваются металлом-восстановителем, полностью удаляются, восстанавливаясь координацнон||о связанным п|дразином. В результате и координационно связанный гпдразин и металлвосстановитель в совокупности обеспечива|от

10 исключительно Высоку!О редокс-со|кость Обменника с полным обескислороживанием воды до нулевой кочцентрации кислорода.

Для синтеза электроноабменников наиболее целесообразна применять пористые ка15 тиониты, поско",üêó в этом случае на катпонпт осаждается значительно большее количество металла-восстановителя, чем при использовании непорпстых катионптов. Электронообменнпки могут быть получены на основе

20 катионитов, содержащих сульфо-, карбокспльную и другие катпонообмснные группы.

В качестве металлов-восстановителей можно брать медь, висмут и другие, причем использование меди является предпочтпгельным.

25 Получаемые па изобрстенша окислптельновосстановительные полимеры являются обменнпками многоразового действия, которые позволя|от полностью удалять из воды растворенный кислород при комнатной темпера30 туре. Технология и аппаратурное оформление

232499 полу Iсн1!я обменников этого типа весьма HpocTbI, E ci3H3H с чем их можно изготовл1!ть как централизованно, так и непосредственно у потребителя. Путем различных сочетаний катионитов, осажденных на них металловвосстаповителей и металлов, образующих с гидразнном комплексные соединения, получают широкий ассортимент окислительно-Восстановительных полимеров, выбор которых зависит от их свойств и конкретных условий их применения.

П р»! ер 1. В фильтр загру>кают 10 объемов (об.) набухшего катионпта YY-23 в водородной форме. Обработку катионита

5 /о -ным раствором медного купороса осуществляют сверху вниз со скоростью 5 м/час до выравнивания концентраций Сц$01. Смолу от медного купороса отмывают 50 об. обессоленной воды сверху вниз со скоростью 10 м/час.

После этого через фильтр также пропуска!от сверху вниз 25 об. 5%-ного раствора п1дросульфита натрия в 2О/о-HQ„I растворе YlaOH co скоростью 5 м/час. Отмывку от избытка гидросульфита натрия 50 об. обессоленной воды проводят снова сверху вниз со скоростью

10 м/час. На этом заканчиваегся операция первой посадки меди на катионит.

Далее операции проводят в той же последовательности. Однако во всех четных циклах в отличие от нечетных щелочной раствор гидросульфита натрия подается не сверху вниз, а,снизу вверх с указанной скоростью. Через каждые три посадки после отмывки от избытка гидросульфита удаляют небольшое количество не сорбированной полимером мелкодисперсной металлической меди взрыхляющи» ленной воды, подаваемой снизу вверх в количестве 50 об.

Всего на КУ-23 проводят тридцать шесть посадок металлической меди. После окончания последнего цикла посадки и взрыхления фильтр обрабатывают 50 об. 50 -ного раствора серной кислоты, подаваемой сверху. вниз со скоростью 5 м/час. Отмывают его от серной кислоты обессоленной водой сверху вниз со скоростью 5 м/час до нейтральной реакции.

2атем через фильтр сверху вниз пропускают

10 /О.-ный раствор медного купороса со скоростью 5 м/час до выравнивания концентрации CHSO< Смолу от избытка медного купороса отмывают 50 об. обессоленной воды сверху вниз со скоростью 10 л1/час. После этого через фильтр сверху вниз пропускают

2О/О-ный раствор гидразина до выравнивания концентрации последнего со скоростью

2 м/час. При этом происходит образование комплексных соединений гидразина. Отмывку от избытка гидразина проводят 50 об. обессоленной воды, подаваемой сверху вниз со скоростью 10 м/час, после чего повторяют обработку смолы 10О/о-ным раствором медного купороса при скорости 5 м/час до выравнивания его концентрации. Отмывку от избытка медного купороса 50 об. обессоленной воды ведут сверху вниз со скоростью 10 м/час. После это5

15 гю

65 го через фильтр сверху вниз пропускают

2о -ный раствор п1дразина до выравнивания концентрации последнего со скоростью

2 л/час. Окончательно отмывают обменник

50 об. обессоленной и обескислороженной воды, пропу.скаемой через фильтр сверху ьниз со скоростью 5 м/час.

Полученный электронообменник имеет окислптельно-восстановительнуlo емкость в статических условиях 237 г О,./л, а динамическую по растворенному в воде кислороду при 20 С—

13900 мг. экв/ г.

Пример 2. В фильтр загружают 10 об. набухшего катионита КУ-1 в водородной форме. Катионит обрабатывают 5 /о-ным раствором едкого натра, подаваемого снизу вверх со скоростью 10 м/час до щелочной реакции фильтра. Отмывку от избытка едкого натра ведут обессоленной водой, подаваемой сверху вниз со скоростью 10 м/час, до достижения щелочности фильтрата по фенолфталеину

2,5 мг экв/л. Посадку висмута на катионнт осуществляют следующим образом. Через фильтр снизу вверх пропускают 10 /о-ный раствор азотнокислого висмута в 20о -ном водном растворе глицерина со скоростью 10м/час до проскока иона висмута в фильтрат. После этого со скоростью 10 м/час взрыхляют, смолу обессоленной водой снизу вверх со скоростью

10 11/час в течение 5 iitLH, а затем промывают той же водой сверху вниз с такой же скоростью. Расход воды на промывку 50 об. 3атем через смолу снизу вверх со скоростью

10 м/час подают 5О/О-ный раствор П1дросульфита натрия в 2%.-ном растворе едкого натра.

Отмывку 50 об. обессоленной воды ведутсверху вниз со скоростью 10 м/час. На этом за канчивается операция первой посадки висмута на катионит. Далее вышеуказанные операции проводят в той же последовательности, что и при первой посадке.

Всего на КУ-1 проводят шесть посадок, после чего фильтр обрабатывают 50 об. 3 /о-ной серной кислоты, подаваемой сверху вниз со скоростью 5 м/час. Отмывку от серной кислоты обессоленной водой проводят сверху вниз со скоростью 5 м/час до нейтральной реакции.

Полученный обменник дважды обрабатывают водными растворами медного купороса и гидразина с последующей отмывкой, как в примере 1. В результате электронообменник имеет окисл ительно-восстановительную емкость в статических условиях 72 г О/л, а динамическую по растворенному в воде кислороду при температуре 20 С вЂ” 6800 мг экв/л.

П р им е р 3. Вфи,льтр загружают 10 об. катионита КУ-2-12 п. Посадку меди на катионит осуществляют по примеру 1. Всего на КУ-212 п проводят двадцать пять посадок металлической меди. Обработку смолы 5 /о-ной серной кислотой и отмывку от серной кислоты, а также двукратную обработку полученного электроно-обменника водными растворами медного купороса и гидразина с последующей

232499

Составитель Г. Русских

Техред Л. Я. Левина Корректор Л. В, Наделяева

Редактор Л. А. Ильина

Заказ 422/4 Тираж 437 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2 отмывкой ведут, как в примере 1. Полученный обменник имеет окислительно-BOccTQHQвительную емкость в статических условиях

225 г О./л, а динамическую по растворенному. в воде кислороду при 20 С вЂ 134 ,яг зкв/л.

Пр:.дмет изобретения

Способ полу.ения электронообменников обработкой катионитов гидразином и солями металлов, образующих с гидразином комплексные соединения, от.ш а ои1ийся тем, что, с целью увеличения окислительно-восстановительной способности, на катионит предварительно наносят мелкодиспергированные металлы, обладающие восстановительными свойств":ì»è, например медь, висмут.