Способ получения органоминеральных анионитов

 

ОП ИГРАНИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ljj—

Союз Советских

Социалистических

Республик

<" 679590

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6t) Дополнительное к авт. свмд-ву (22) Заявлено 10.0278 (21) 2578292/23-05 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (51)М. Кл.

С 08 F 112/14

В 01 т 1/22

С 08 У 5/20

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК б 61. 183. 12 3. .3 (088.8) Опубликовано 15.087 9 Бюллетень ¹

Дата опубликования описания (72) Авторы

ИЗОбрЕтЕИИя Н. Л. Тутаева, B. С. Комаров и 11. Ц. Белякова (71) Заявитель

Институт общей и неорганической химии AH Белорусской CCP (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОРГАНОИИНЕРАЛЬННХ АНИОНИТОВ

Изобретение относится к области получени я органоминеральных материалов, в частности, органоминеральных анионитов, Синтетические ионообменные смолы нашли широкое применение благодаря своей высокой обменной емкости и хорошей селективности. Однако они удовлетворяют далеко не всем требованиям разнообразных технологических процессов, в которых применяются ионообменные материалы. Это прежде всего процессы, требующие быстрого установления равновесия при сорбции и регенерации ° Кроме того, синтетические иониты имеют невысокий удельный вес, что препятствует использованию их в солевых растворах высокой концентрации в процессах непрерывного извлечения вещества в виброкипящих слоях.

Ионообменными свойствами обладают и некоторые неорганические вещества, в частности, пористые природные и синтетические алюмосиликаты и кремнеземы. У них хорошо развитая пористая структура, обеспечивающая высокую скорость обмена, значительный удельный вес. Однако их обменная емкость ниже, чем у синтетических ионитов, Поэтому совмещение наиболее (ценных свойств этих двух классов ионообменных материалов является важной практической задачей. Одним нз способов решения ее является привив ка к поверхности алюмосиликатов и силикагелей полимеров, содержащих ионогенные группы, либо полимеров, в которые такие группы могут быть введены при дальнейших обработках.

Известны способы получения таких органоминеральных сорбентов методом радиационной парофазной привитой полимеризации, под действием термоудара, ультрафиолетового облучения, механохимическим методом.

Известен также метод введения ионогенных групп на поверхность минеральных матриц путем реакции поверхностных силанольных групп с кремнеорганическими соединениями (1).

Наиболее близким к изобретению является способ получения органоминеральных ионообменных материалов путем полимеризации мономера на минеральной подложке (2). Лля осуществления этого способа необходимо высушивание предварительно полученногс геля окисла металла, например, гель окиси олова сушат 24 ч при 300 С, а сили679590 формула изобретения .хагель — 3 ч при 150 С. Затем в условиях, . предотвращающих контакт с влагой и кислородом воздуха, минеральную подложку пропитывают мономером, после чего ведут полимеризацию под действием облучения или инициатора радикальной полимериэации, предварительно введенного в.мономер. Например, наносят путем пропитки на минеральную подложку 4-винилпиридин вместе с азо-бис-изобутиронитрилом и проводят полимеризацию на водяной 10 бане в течение 4 ч. Для увеличения количества образующегося на подложке полимера стадии пропитки мономером и полимеризации повторяют. Получающиеся в результате аниониты име- 15 ют обменную емкость rro CI не ныше

0,7 мг экв/г.

Недостатками этого способа явля-. ются длительная предварительная термообработка минеральной подложки для 20 удаления адсорбированной влаги перед нанесением мономера, а также проведение повторных циклон пропитка мономером — полимеризация с целью увеличения обменной емкости получающихся ионитов.

Цель изобретения — упрощение технологии получения органоминеральных анионитов и увеличение обменной емкости»

Поставленная цель достигается проведением полимериэации 4-винилпиридина в водной среде под действием перекисного соединения в присутствии Со -ионообменной форьы крупнопористого силикагеля. :или пористого

35 алюмосиликата, Со + -Форма силикагеля и алюмосиликата в сочетании с перекисным соединением образует эффективную окислительно-восстановительную систему, инициирующую полимериэа- 40 цию и прививку мономера на поверхности силикагеля или алюмосиликата в мягких условиях (водная среда, невысокая температура полимериэации), а комплексообраэование 4-вннилпири- 45 дина с ионом кобальта способствует увеличению количества полимера, образующегося на поверхности °

Пример 1. Промышленный силикагель KCK-2 обрабатывают в дика- 50 мических условиях 0,02 н.раствором

Са(OH) с последующей промывкой водой, 3 r Са +-силикагеля помещают в 30 мл 0,1 н.раствора CoCI> на

15 .мин, затем раствор сливают, образец промывают дистиллированной водой.

Степень замещения Са + на Со

0,30 мг экв/г (определена титрованием раствора C0CIà до и после контакта с силикагелем комплексонометрическим методом с индикатор ной системой 60

СО + ПАН вЂ” ЭДТА). Со +-силикагель

ЦНИИ ПИ Заказ 4739 /2 3

Филиал ППП Патент", помещают в реакционную колбу, добав ляют 3 мл снежеперегнанного 4-винилпиридина, 12 мл воды, нагревают до 60 С и добавляют 0,128 г персульфата калия. Время реакции 30 мин, 3атем образец заливают 0,1 н ° раствором

НС1 для отделения непрореагиронавшего мономера и несвязанного с поверхностью полимера. Время экстракции

100 ч с многократной сменой раствора

НС1 ° Анионообменная емкость полученного образца по С1 1,95 мг экв/г.

Пример 2. Промышленный пористый алюмосиликатный катализатор крекинга дробят до размера частиц

0,5-1,0 мм,. действием 0,02 н,раствора Са (ОН) переводят в Са -форму.

3 r образца помещают в 30 мл 0,1 н. раствора СоС1 на 15 мин. Степень замещения íà Co + — 0,23 мг экв/г.

Условия полимериэации и экстракции такие же, как в примере 1. Анионообменная емкость полученного образца по CI — 1,05 мг ° экв/г.

Таким образом, представленные результаты показывают, что предложенный способ позволяет получать органоминеральные аниониты с более высокой обменной емкостью, чем в известном способе. Вместе с тем условия осуществления предложенного способа намного проще, .чем известного: отпадает необходимость предварительной термообработки минеральной подложки при 150-300 С в течение 3-24 ч, нео обходимость соблюдения условий, ripeдотвращающих контакт субстрата с влагой и кислородом воздуха, а также необходимость повторения циклов пропитка мономером — полимериэация с целью увеличения обменной емкости получающихся анионитов.

Способ получения органоминеральных анионитов путем цолимериэации

4-винилпнридина под действием перекисного соединения в присутствии минерального носителя, например, силикагеля или пористого алюмосилйката, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии получения органомииеральных анионитов и увеличения их обменной емкости, в качестве носителя применяют Со - ионообменную форму силикагеля или алюмосиликата.

Источники информации, .принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции Р 2236552 кл. В 01 3 1/04, опублик. 1976.

2. Патент Великобритании

9 1456974, кл. С 3 Р, опублик. 1976, тираж 585 Подписное

Ужгород, ул. Проектная, 4