Водорастворимые комплексообразующие полиэлектролиты,обладающие сорбционной способностью к ионам кадмия Советский патент 1986 года по МПК C08F220/60 C08F8/00 

t

Изобретение относится к химии высокомолекулярных соединений, конкретно к водорастворимым полимерам общей формулы:

где R - S, О, или NH;

m:n (65,2-90):(,8), с молекулярной массой 3,6-10 - -7,1-10 , обладающими сорбционной способностью к ионам кадмия.

Указанные свойства предполагают возможность применения их в гидрометаллургии для выделения и концентрирования кадмия из водных растворов.

Полученные полимеры исследованы методами ИК-спектроскопии и элементного анализа, в ИК-спектрах исходного поли-4-сульфофенилметакриламида отсутсвуют полосы поглощения 925 см , характерные для деформационных колебаний двойной связи винильной группы, что указывает на полимеризацию через двойную связь винильной группы. Появляется полоса поглощения 1650см , характерная для полосы амид 1, присутствуют полосы поглощения сульфо- гру ппы (700, 1010, 1040,- 1125 см ) и бензольного кольца (1510, 1590см ) и CH,j, СН,-групп (-2685, 3450 см ). Кроме того, в ИК-спектрах предлагаемых соединений появляется полоса поглощения 1380 см , характерная для сульфаниламидных групп полимеров.

Пример 1. В круглодонную колбу, снабженную мешалкой и обратны холодильником, загружают 10 г суль- фаниловой кислоты, растворенной в 40 мл 0,2 н.раствора NaOH, затем приливают по каплям в течение 1 ч 8,2 мл хлорангидрида метакриловой кислоты (мольное соотношение сульфа- ниловая кислота : хлорангидрид 1:2). Реакцию проводят при и оставляют на 10-12 ч. Образовавшийся полимерный раствор осаждают ацетоном.

12570742

Эту операцию проводят 3-4 раза. Полученные белые полимерные порошки сушат в вакууг4-сушильном шкафу до постоянного веса.

10

С НSN

Вычислено: 49,79 4,57 13,29 5,81 Найдено: 49,33 4,27 13,15 5,75

n

.

, , .

20

25

Статическая обменная емкость (СОЕ) по О 1 н.раствору NaOH: вычислено .4,1, найдено 3,8 мг-экв/г. Характеристическая вязкость в 1 М

15 растворе NaCl 3,40; мелекулярная

масса З Ю .

Навеску 10 г поли-4-сульфофенил- метакриламида и 8 г пятихлористого фосфора помещают в реактор с обратным холодильником и мешалкой, нагревают на глицериновой бане при 100 С в течение 1 ч при перемешивании смеси. После охлаждения реакционную массу растворяют в четыреххлористом углероде для удаления следов окси- хлорида фосфора и непрореагировав- щего PClg. Эту операцию пр оводят несколько раз, и полученный полимер отфильтровывают на воронке Бюхнера

30 и сушат до постоянного веса в вакууме.

Содержание хлора: найдено 7,20, вычислено 7,22.

5 г полиметакрилоил-К-фенилсульфо

35 хлорида растворяют в 80 мл 0,2 н.раствора NaOH и добавляют 3,15 г моче- вины(мольное соотношение полимер : мочевина 1:3), реакцию проводят при 80 С в течение 2 ч. Полимеры осаждают

40 в метаноле и сушат до постоянного веса. Выход синтезированного поли- метакрилоил-Н-фенилсульфонилмочевины (4,9 г), 90%. Характеристическая вязкость в 1 М растворе NaCl 1,05;

45 молекулярная масса 6,5-10 ; кажущаяо константа диссоциации (,8; СОЕ пс 0,1 Н.НС1 5,2 мг-экв/г.

СОЕ и коэффициенты распределения при рН 6,5 представлены в табл. 1.

50 Модификацию полиметакрилоил-Н- -фенилсульфохлорида проводят при различных исходных соотношениях полимер : мочевина, которые представлены в табл. 2.

55 Пример 2, Полиметакрилоил- -N-фенилсульфохлорид синтезируют по примеру 1. К 10 г полиметакрилоил- -N-фенилсульфохлорида, растворенного

в 160 мл 0,2 H.NaOH, добавляют 8,82 г тиомочевины (мольное соотношение полимер : тиомочевина 1:3). Реакцию проводят в трехгорлой колбе, снабженной мегаалкой и обратным холодильником, при в течецре 2 ч. Полимеры осаждают-и переосаждают в метаноле и сушат в вакууме до постоянног веса. Характеристическая вязкость в 1 М растворе NaCl 0,66; молекулярная масса 3, ; m :п 70,5:29,5; СОЕ по 0,1 Н.НС1 9,13 мг-экв/г; РК 8,04.

СОЕ по ионам металлов и коэффициенты распределения Л( представлены в табл. 3.

Полиметакрилоил-К-фенилсульфохло- рид синтезируют по примеру 1. К 7 г полиметакрилоил-Н-фанилсульфохлориСОЕ, мг-экв/г А, мл/г

2,6 5,98 2,10 1,98 0,95 86,6 235,8 68,9 64,7 29,7

Содержание остаточного С1, %

Выход полимера, % (г)

m : п

СОЕ, мг-экв/г 6,2 5,8 1,5 1,1 2,2 А, мл/г248,о 223,1 48,4 34,6 72,4

да, растворенного в 120 мл 02 H.NaOH, добавляют 9,73 г углекислой соли гуа- нидина. Реакцию осуществляют в трехгорлой колбе, снабженной мешалкой и обратным холодильником, при 80 С в течение 2 ч. Полимеры осаждают и переосаждают из метанола и сушат в вакуум-сушильном шкафу до постоянного веса. Характеристическая BHskocTb в

1 М растворе NaC11,13; молекулярная масса 7,08-10, рл 7,74; СОЕ по 0,1 и. НС1 9,7 мг-экв/г; m:n 72:28.

СОЕ по ионам металлов и коэффициенты распределения представлены

в табл. 4.

Результаты проведенных исследований показьшают, что предлагаемые полимеры обладают высокой сорбционной способностью к ионам Си и Cd . Таблица 1

Таблица 2

2,31 1,70 0,72 65,2(3,6) 76,5(4,1) 90,0(4,9) 65,2:34,8 76,5:23,5 90:10

Таблица 3

СОЕ, мг-экв/г 4,2 3,76 1,48 1,98 0,92 К, мл/г 155,6 134,7 47,7 64,7 28,8

едактор К, Волощук

Составитель Г. Русских

Техред Л.Сердюкова Корректор Т. Колб

Заказ 4880/19

Тираж 470

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная-, 4

Таблеица 4

Подписное

Водорастворимые комплексообразующие полиэлектролиты общей формулы: (Л П , где R - S,0 или Ш; m:n (65,2-90):(10-34,8), с мол.м. 3,6-10 -7,1-10 , обладающие сорбционной способностью к ионам кадмия.