Способ получения сорбента
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Сееоз Соеетскии
Сецналнстнческик
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 21. 07.81 (2!) 3325112/23-05 (и) м. Кп.
С 08 F 212/14
С 08 F 8/30
С 08 F 5/20 с присоединением заявки Йо3 осударствеииый комитет
СССР во делам изобретеиий и открытий (23) Приоритет— (53) УДК 661. 183. . 123 (088. 8) Опубликовано 15.01.83. Бюллетень Йо 2
Дата опубликования описания 15.01.83
A.Â. Смирнов, М.Л. Петрова, А.Л. и С.И. Безуевская (72) Авторы изобретения
Брацла скан (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТА
Изобретение относится к способам получения сорбентов, селективных к ионам металлов платиновой группы, золоту и серебру, которые могут быть использованы для извлечения указанных металлов из. кислотных, нейтральных и щелочных растворов с целью утилиза.ции ценных компонентов, а также с целью их концентрирования при анилитическом определении.
Известен способ получения сорбента с высокой емкостью по ионам золота при сорбцин из щелочных цианистых растворов путем амннирования хлорметилированных сополимеров стирола и дивиннлбензола последовательно третичные и вторичным амином, что . приводит к образованию в структуре сорбента четвертичных и третичных аминогрупп (1).
Недостатком этого способа является трудность регулирования соотношения в сорбенте третичных и четвертичных группировок, так как наилучшие сорбционные показатели достигаются. при содержании четвертичных групп в сорбенте около 20-30, а также низкая устойчивость четвертичных аммониевых группировок в щелочных средах.
Известен спбсоб получения сорбентов с высокой сорбционной емкостью по ионам золота путем обработки хлорметилированных сополимеров стирола и дивинилбензола тиомочевиной (2).
Недостатком способа является низкая химическая стойкость получаемого сорбента, особенно в щелочных средах, в которых происходит разрушение функциональных группировок с выделением сероводорода.
Наиболее близким к предлагаемому является способ получения сорбентов, селективных по отношению к металлам платиновой группы, золоту и серебру, по которому хлорметилированные сополимеры стирола и днвинилбензола обрабатывают 3(5)-метилпиразолом. Полученный по этому способу сорбент обладает селективностью.при сорбцин из кислотных и щелочных растворов золота и серебра, при этом цветные металлы не сорбируются (3).
Недостатками этого способа являются большая продолжительность процесса, наличие в структуре сорбента остаточных хлорметильных групп, количество которых достигает 30 мол.В и, как следствие этого, низкая гидрофилвность и невозможность полностью
988830 использовать сорбционную емкость этого сорбента при сорбции из водных растворов. Кроме того, при получении сорбента по способу - прототипу возможно протекание побочной реакции алкилирования молекулы 3(5)-метилпи- 5
) пазола по второму атому азота, что приводит к возникновению дополнительных сшивок в структуре сорбента и уменьшению скорости реакции как полимераналогичного превращения, так и к уменьшению проницаемости по сорбируемым ионам.
Цель изобретения — повышение сорбционной емкости и сокращение продолжительности процесса. !5
Указанная цель достигается тем, что согласно способу получения сорбента путем обработки хлорметилированных сополимеров стирола и дининилбензола 3 (5) -метилпиразолом, обработке подвергают сополимеры, содержащие хлорметильные и/или дихлорметильные группы, а обработку 3 (5)— метилпиразолом проводят в присутст-. вии соединения основного характера, выбранного из группы, содержащей
25 гидроокиси щелочных металлов и аммония, или соли сильного основания и слабой кислоты при 75-85 C.
Предварительно выдерживают хлорметилированный сополимер стирола и дивинилбензола в диоксане или диметилформамиде.
Использование сополимеров стирола и дивинилбензола, содержащих на- 35 ряду хло рме тиль ными ди хло рме тильные группы (содержание хлора в исходных сополимерах достигает при этом ЗОЪ), позволяет ввести в струк— туру cop6eH Та большее количество 40 пиразольных циклов и за счет этого повысить сорбционную емкость на единицу массы сорбента . Проведение обработки хлорметилированных сополимеров стирола и дивинилбензола (как 45 гелевой, так и макропористой структуры) 3 (5) -метилпиразолом B присутствии соединений основного характера таких, как гидроокиси щелочных металлов и аммония (КОН, NaOH NI) 85ОС позволяет повысить скорость взаимодействия хлорметильных групп сополимера с атомами азота 3(5)-метилпиразола и избежать протекания побочной реакции сшивания по второму атому азота пиразольного цикла и добиться практически количественного 60 превращения (степень конверсии достигает 97 мол.Ъ, а-содержание остаточных хлорметильных групп не превышает 3 мол.Ъ) . Указанные соединения основного характера используют в 65 количестве 0,1-0,7 моль на основе моль сополимера. Для сокращения расхода 3(5)-метилпиразола и повышения скорости на начальной стадии процесса за счет его перевода из диффузионной области в кинетическую исходный хлорметилированный сополимер предварительно выдерживают 15-30 мин для набухания в диоксане или диметилформамиде . Пример 1. 10 г макропористого хлорметилированного сополимера стирола и дивинилбензола (содержание хлора 18,5Ъ) загружают в трехгорлую круглодонную колбу, снабженную мешалкой, обратным холодильником и термометром, емкостью 150 мл, заливают 30 мл диоксана и выдерживают 15 мин .Далее добавляют 50 мл 3(5) - метилпиразола и 1 г(0,027 моль/осн.моль хлорметилированного сополимера) гидроокиси натрия, повышают, температуру до 80 С и выдерживают при пе— о ремешивании 3 ч. После охлаждения продукт отфильтровывают, промывают 50 мл спирта, затем 200 мл дистиллированан н ой воды, отжимают под вакуумом, высушивают б ч при 80-85 С и анализируют. Содержание азота в продукте 11,5Ъ, хлора 0,8Ъ. Сорбционная емкость по 0,1 н. раствору азотнокислого серебра 3, О мг-экв/г .. Для сорбента, полученного по способу — прототипу, содержание азота 10,1Ъ, хлора 1,5Ъ, сорбционная емкость по 0,1 н. раствору азотнокислого серебра 1,8 мг-экв/г. Пример 2. 10 г хлорметилированного макропористого сополимера (содержание хлора 15,9Ъ) обрабатывают, как указано в примере 1, используя вместо диоксана диметилформамид, а вместо гидроокиси натрия гидроокись калия в количестве 0,6 r (0,13 моль на осн. моль исходного сополимера). Содержание азота в продукте 9,1Ъ, хлора 0,5Ъ. Сорбционная емкость по 0,1 н. раствору азотнокислого серебра 2,5 мг-экв/г. Для сорбента, полученного по способу — прототипу, содержание азота 8, 1Ъ, хлора 1,4Ъ. Сорбционная емкость по О, 1 н . раствору азотнокислого серебра 1,1 мг-экв/г. Пример 3. 10 r хлорметилированного сополимера, указанного в примере 2, обрабатывают 50 мл 3 (5) —, метилпиразола в присутствии 4 r безводного карбоната калия (0,7 моль на осн.моль исходного сополимера) при 75О С в течение 3 ч. Далее обработку проводят по примеру 1. Содержание азота в продукте 8,0Ъ, хлора 1,1Ъ, сорбционная емкость 2,0 мгэкв/г. Пример 4. 10 г сополимера, указанного в примерах 2 и 3, обраба988830 Формула изобретения Составитель Г. Русских Редактор И. Митровка Техред Л. Пекарь Ко ррек то р С. Шекма р Заказ 10986/32 Тираж 492 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 тывают как указано в примере 3, используя добавку 4 г 25Ъ-ного водного раствора гидроокиси аммония. Содержание азота в продукте 8,6Ъ, хлора 0,9t. Сорбционная емкость по 0,1 н. раствору азотнокислого серебра— 2,5 мг-экв/г. Пример 5. 15 r дихлорметилированного сополимера (содержание хлора 28Ъ), содержащего 2Ъ и -дивинилбензола, и полученного в присутствии 40 мас.Ъ четыреххлори =того углерода, заливают 40 мл диоксана и выдерживают 30 мин, после чего добавляют 75 мл 3(5)-метилпиразола и 1,3 г гидроокиси натрия .(0,36 моль на осн. моль исходного сополимера), повышают температуру до 85 С и выдерживают 2 ч. Далее продукт обрабатывают по примеру 1. Содержание азота в продукте 15,3Ъ, хлора 1,8Ъ. Сорбционная емкость сорбента по 0,1 н. раствору азотнокислого серебра 4,0 мг-экв/г. Для сорбента, полученного по способу — прототипу, содержание азота 14,2, хлора 3,7Ъ, сорбционная емкость по 0,1 н. раствору азотнокислого серебра 2,8 мг-экв/г. Таким образом, сорбенты, полученные по предлагаемому способу, характеризуются большей величиной сорбционной емкости по ионам серебра (до 4,0 мг-экв/г или 430 мг/г, против максимальной емкости 263 мг/г для сорбентов, полученных по известному способу). Кроме того, по предлагаемому способу в отличие от известного продолжительность процесса сокращается в 3-4 раза (с 9-13 ч до 2-3 ч), что снижает расходы на амортизацию оборудования, уменьшает энергетические затраты, сокращает количество затрачиваемого на единицу продукции технологического и рабочего времени, и в конечном итоге приводит к снижению себестоимости сорбента., 1. Способ получения сорбейта путЕм обработки хлорметилированных сополимеров стирола и дивинилбензола 3(5)метилпиразолом, о т л и ч а ю щ и й15 с я тем, что, с целью повышения сорбционной емкости и сокращения продолжительности процесса, обработке подвергают сополимеры, содержащие хлорметильные и/или дихлорметильные груп20 пы, и обработку проводят в присутствии соединения основного характера, -выбранного из группы, содержащей гидроокиси щелочных металлов и аммония, или соли сильного основания и слабой кислоты при 75-85 С. 2. Способ по п. 1, о тл и ч аюшийся тем, что хлорметилированный сополимер стирола и дивинилбензола предварительно выдерживают в диоксане или диметилформамиде. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США Р 3317313, кл. 75-118, опублик. 1967 ° 2. Патент США 9 3479321, кл. 75-118, опублнк ° 1969. 3. Авторское свидетельство СССР Р 603302, кл. С 08 F 8/30, 1976 (прототип).
