Способ получения катионита Советский патент 1992 года по МПК C08G59/14 C08J5/20 

Данное изобретение относится к синтезу фосфорнокислотных катионитов, которые могут быть использованы для извлечения: ионов металлов в гидрометаллургии и переработки промышленных стоков, а также для выделения и очистки антибиотиков, витаминов и ферментов.

Известен способ получения фосфорсодержащего катионита конденсацией фениламинометилфосфиновой кислоты с формальдегидом, фенолом или резорцином при 100-170С. Получают катионит с обменной емкостью 6,17 мгэкв/г, содержанием фосфора k%, азота - 1,5. Смола стабильна при нагревании до 150-200С. Емкость по кобальту 2,1 ммоль/г, по меди 3,7 ммоль/г при рН 6,5.

Недостатком способа является трудность синтеза исходных фосфорсодержащих мономеров и проведение про- цесса при высоких температурах.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения катионита на основе продукта поликонден- сации эпихлоргидрина и гидразина, отвержденного полиэтиленпопиамином

tufA фосфорилированием смесью формальдегида, фосфористой и соляной кислот

00 при 90-95°С в течение 4-5 ч.

Полученный ионит селективен к ионам железа.

СП 00

Целью данного изобретения является .повышение сорбционной способности катионита к ионам тяжелых металлов.

Поставленная цель достигается гем, что в способе получения катионита фосфорилированием сополимера в качестве сополимера используют эпоксидированный феноланилиноформальдегидный полимер, содержащий ,5% эпоксидных групп, и фосфорилирование осуществляют треххлористым фосфором в присутствии хлористого алюминия при мольном соотношении сополимер:трех1хлористый фосфор:хлористь1Й алюминий, рапном 1 :1-t(:0,02-0,01 при kG-SO°C в течение 1-1,5 ч. В присутствии молей PClj до- ( стирается наиболее высокая обменная емкость, равная 7;О мг-экв/г, содержание фосфора , В ИК-спектрах фосфорсодержащего катионита гфйсутствуют полосы поглощения, характерные для валентных коле баний групп в области при 1075 и 970 ,вызванные антисимметричными и симметричными колебаниями НО-Р-ОН. Кривые потенциометрического титрования катионитов показа ли, что они являются двуосновными кислотами со слабо- и среднекислотны ми группами. Сорбционные свойства катионита ис следовали по 0,05 н. растворам нитратов меди, никеля, уранила, по раст вору метаванадата натрия с концентра цией б г , по раствору молибдата натрия с концентрацией 3 г Мо/л. Обменная емкость по ионам металлов: COEcu мг-экв/г , 3,5 мг-экв/г; yQ-2-v 6,2 мг-экв/г; ,5 мг/г; -283,5 мг/г, Синтезированный катионит термически и химически стабилен в растворах кислот и щелочей. Термическая устойчивость химическая устойчивость 95-99. Способ осуществляли следующим образом. Пример 1. В термостатируемы трехгорлый реактор, снабженный механической мешалкой, термометром и обратным холодильником загружают 300 сшитого эпоксидного феноланилиноформ альдегидного полимера (содержание эпоксидных групп 3). Соотношение со полимер tPCl :А1С1з равно 1:2:0,1. Ре ационную смесь нагревают до 0 С, до бавляют 8bD мл трехклористого фосфора и 79 г треххлористого алюминия и перемешивают в течение 1,5 ч. Затем смесь охлаждают, гидролизуют и окисляют водным раствором азотной кислоты в течение 4 ч. Полученный ионит обрабатывают раство ром гидроксида натрия, раствором соляной кислоты и отмывают водой до нейтральной реакции фильтрата. Определяют элементный состав, снимают ИК-спектры, СОЕ по 0,1 н., раствору NaOH потенциометрическим методом и сорбционную емкость по ионам различных металлов. Содержание фосфора в полимере l, N-5,,5 мг-экв/г, COF-NaQH Ц, мг-экв/г; 3,3 мг-экв/г; 5, мг-экв/г, СОЕцоГ 370,72 мг/г; 250,22 мг/г. Пример 2. Способ осуществляют по примеру 1 при мольном соотношении сополимер:РС1 :А1С1д 1,0: :3 0:0„1. Реакцию ведут в течение 1 ч при 50°С„ Полученный продукт обрабатывают по примеру 1. Содержание фосфора 3 полимере 15%, N-5,2%. 6,8 мг-экв/г; СОЕ Си 5 мг-экв/г, COEtq; 3,5 мг-экв/г; COEuQ2+ 5,9 мг-экв/г; СОЕд, ,5 мг/г; COE,Q 283,5 мг/г. Пример 3. В трехгорлый реактор загружают 300 г эпоксидного феноланилинформальдегидного полимера и при 50°С добавляют ,5 г AlClg и 1320 мл РС1, перемешивают в течение 1 ч при 50°С. Реакцию проводят при мольном соотношении сополимер zPCl iAlCl 1,0:,0:0,07. Обработку продукта осуществляют по примеру 1. Содержание фосфора в ионите И,4%, ,0%. 7,0 мг-экв/г, COEcu мг-экв/гJ СОЕ м; 3,3 МГ-ЭКВ/Г, СОЕу02 6,2 мг-экв/г; 528,2 мг/г; ,3 мг/г. COEy.Os Пример л Способ осуществляют по примеру 1 при мольном соотношении сополимер:РС :AlCli, 1,0: :1,0:О,02. Реакцию проводят в течение 1 ч при 50°С. Полученный продукт обрабатывают по примеру 1. Содержание фосфора в полимере 1, ,1%. NaOH 5 мг-экв/г; СОЕ 4,0 мг-экв/г; СОЕ |,д 3,1 мг-экв/г; СОЕ (jQ 5,8 мг-экв/г; C. /5 368,2 мг/г. Синтезированные иониты эффективно сорбируют из растворов ионы меди, никеля, уранила, молибдена, ванадия. Физико-химические свойства синтезированного катионита представлены 9 таблице.

СОЕ

исходная, мг-экв/г .

6,5 6,5

6,8 7,0 0867 д 15

СОЕ после обработки растворами, мг-экв/г

5н,-Н2504 J5H.NaOH 1н. HNO,

Н.,0, 48 ч 96°С

6,30

6,

6,Ц 6, 6,33 6,35 6,80 6,70 6,75 6,70 6,90 6,8 В Как видно из таблицы, при обработ ке растворами кислот и щелочей катионит теряет 1-52; обменной емкости. Способ прост в осуществлении, непродолжителен, не требует дефицитных реагентов. Использование промышленно-доступных исходных продуктов в мягких условиях позволяет синтезировать фосфорнокислотный катионит, который может найти применение в гидрометаллургии тяжелых металлов.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАТИОНИТА фосфорилированием сополимера, о т , .---:-:,i;.:, .; --i I - - Л г :;w I iC vv-i I . ЙМГ.-ггг-,./.. i .- .- ... .X.- ,.-. 2 личаюьцийся тем, что, с целью повышения сорбционной способности катионита к ионам тяжелых металлов, в качестве сополимера исполь-зуют эпоксидированный феноланилиноформальдегидный полимер, содержащий 3-3,5 эпоксидных групп, и фосфорилирование осуществляют треххлористым фосфором в присутствии хлористого алюминия при молном соотношении сополимергтреххлористый фосфор: .хлористый алюминий, равном :0,02-0,1, при tO-50°C в течение 1-1,5 ч.