Способ получения гранулированного кремнеорганического сорбента для переходных металлов Советский патент 1987 года по МПК B01J45/00 C01G13/00 

Изобретение относится к усовер-. шенствованному способу получения кремнеорганических сорбентов перспективных для извлечения, разделения и концентрирования переходных металлов

Цель изобретения - упрощение процесса.

Пример 1. 20 г силикагеля мар ки КСК-2 перемешивают 5 ч с 50 мл кипящего 20%-ного раствора N,N -бис(3- триэтоксисилилпропил)тиомочевины в гексане. Затем реакционную смесь охлаждают до комнатной температуры, модифицированный силикагель (сорбент ПСТМ-ЗС, образец I) отфильтровывают и высушивают 3 ч при 120 в вакуум- эксикаторе при 10 мм рт.ст. и 3 ч при и атмосферном давлении. Удельная концентрация тиоуреидных групп в полученном образце I сорбен- та 4,6 10 моль/г.

11ример2. В условиях примера 1 10 г силикагеля марки ШСК обрабатывают 20 мл кипящего 30%-ного раствора Ы,к -бис(3-триэтоксисилш1пропил) тиомочевины в гексане. Выделенный образец II сорбента ПСТМ-ЗС сушат 3 ч при 120 в вакуум-эксикаторе при 10 мм рт.ст. Удельная концентрация тиоуреидных групп в полученном образце II 6, моль/г.

П р и м е р 3. Навеску 50 мл образцов I или II сорбента смешивают с раствором H PlClg 50-100 мг/л (А) или PdClj, и перемешивают 2 ч при ком- ватной температуре. Раствор отфильтровывают от сорбента и в нем спек- трофотометрическим методом с хлоридом олова определяют остаточное количество Pt(IV) и Pd(ll) в растворе (А,), По разности Л - А, определяют количество сорбированного металла А Когда А становится величиной постоянной (А,;, макс рассчитывают статическую сорбционную емкость (ССЕ) по формуле . /la, где m - масса .сорбента. Полученные данные приведены в табл Л.

П р и м е р 4. Колонку диаметром Л-2 см и длиной 20-30 см заполняют сорбентом (образец II). Через колонку пропускают раствор 50 мг/л (А) HjPtClg или PdCl со скоростью 0,3 мл/мин. В выходящем из колонки растворе определяют остаточное количество платинового металла (А) по примеру 3. Динамическую сррбдионкзпо

О -

5

0

5

емкость (ДСЕ) определяют как и статическую по формуле ДСЕ (А - А,) /т, где m - масса сорбента в колонке ( табл.2).

Пример5. В статическом режиме в различных средах для образцов I и II сорбента определяют в .условиях примера 3 остаточное количество Ft (IV) или Pd(II) (А,) в растворах и рассчитьшают по разности.А - А, количество сорбированного металла (А), коэффициент межфазного распределения металлов Q рассчитывают по формуле . Результаты приведены в табл.3.

Примерб. 50мл раствора, содержащего 0,5-1 мг Pt(IV) и от 500 до 3500 мг суммы Си(II), Fe(III), Со (II), Ni(II), Cr(III), смешивают в течение 3 ч при 100 С со 100 мг сорбента в статическом режиме или пропускают через колонку, как в примере 4 в динамическом режиме. После этого определяют остаточное количество платины по примеру 3. Результаты представлены в табл.4.

Пример. 100-200 мг образцов I или II сорбента перемешивают 3 ч с 50 i-ffl раствора, концентрация в котором Hg(II) составляет 2 мг/л. Среда ЗМ НС1 -ши ЗМ HNO, (рН 1) или щелочная среда с рН 11.

По окончании сорбции сорбент от- делчют от раствора. В растворе определяют остаточное содержание р.тути (А,) спектрофотометрическим дитизи- новым методом. Рассчитывают количество сорбированной ртути по разности первоначального и конечного ее содержания в растворе А, 2 мг/л 0,05 л- А(. Результаты представлены в табл.5.

П р и м е р 8. Навеску 100 мг сор- бен та (образцу I и II) перемешивают с 50 мл раствора , концентрация которого варьируется от 2 до 840 мг/л. Время контакта 3 ч. Среда ЗМ HNOj. Насьщение ведут до тех пор, пока величина А- становится постоянной. Отношение Ag/т, где m - масса сорбента, г соответствует ССЕ (табл.6).

П р и м е р 9, Взято пробы сточной воды различных позиций со значениями рН 1; 4; 7±1, 10 ± хлорного производства Усолье-Сибирского ПО Химпром. Осуществлена сорбция в них ртути статическим методом с по- мо1цью образца. II сорбента аналогич- но примеру 7.. Результаты представлены в табл.7 .

313

Пример 10. Устойчивость сорбента (образцы I и II) к агрессивным средам определяют в соответствии с ГОСТом. Навеску 100 мг сорбента кипятят 100 ч с 6М раствором НС1. Опре- деляют сорбционную емкость сорбента по отношению к ртути после кипячения по примеру 8 и сравнивают с его сорб- ционной емкостью до обработки с соляной кислотой, которую принимают за 100%. Результаты приведены в табл.8.

Предлагаемый способ прост. Продолжительность всей операции от начала синтеза до полной готовности сорбента не превьпиает 7-11 ч. В то же время только первая стадия известного способа, заключающаяся в иммобилизации на поверхности селикагеля марки Силохром С-120 сшивающего агента - аминопропилтриэтоксисилана или хлорпропилтриэтоксисилана, длится 50-100 ч. Это в совокупности с второй стадией - обработкой иммобилизованного силохрома С-120 комплексо- образующим агентом - иминодиуксусной или монохлоруксусной кислотой, занимающей 10-20 ч, составляет в общей сложности время, в 7-11 раз превышающее то, что требуется для осуществления процесса в предлагаемом спо собе. Кроме, того, согласно известному способу уребуется постоянный контроль за рН среды, который.должен оставаться в пределах 6-8, В предлагаемом способе в таком контроле нет необходимое ти.

формула изобретения

Способ получения гранулированного кремнеорганического сорбента для переходных металлов путем модификации силикагеля кремнеорганическим мано- мером в среде кипящего гексана, о т- личающийся тем, что, с целью упрощения способа, в качестве мономера используют М,Ы -бис(3-три этоксисилилпропил)тиомочевину.

Таблица 1

I5,8Pt/3 Н.НС1

I8,6Pt/3 H.

Продолжение табл.1

Таблица2

Таблица 3

55

инамический

татический

п 1|

- - н

500

500

500

2500

500

500.

500

2500

2500

3500

3

3

6

3 3 3

6

3

6 6

Таблиц а5

Таблица 4

79 59 65 52 87 87 87 83 83 80

Продолжение табл.6

рН

Масса сорбента,мг

Время контакта, мин

1 1

4 4

lOtl lOil 7 i 1 7 i 1 7± 1

500

700

700

100

200

300

100

50

100

Таблица 8

Образец ССЕ сорбента, мг/г Сниже- сорбента инеем- до обработ- после об- кости,% ки работки

I36 33 8,3

II40 39 2,5

Составитель Т.Чнпикииа Редактор Г.Гербер Техред Л.Олейник Корректор И.Муска

Заказ 1659/9 Тираж 511Подписное

ВНИИПИ Государствеииого комитета СССР

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

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

Таблица 7

Сорбции,/

Объем

сточной

воды,мг

31,5 31,5 31,5 11,0 11,0 11,0 0,16 0,16 0,16

89 99 90 ,63 96,3 100 94,0 94,0 94,0

200 200 200 100 100 100 100 100 100

Изобретение относится к получению кремнеорганических сорбентов, перспективных для извлечения, разделения и концентрирования цветных металлов, и позволяет упростить способ получения сорбента. Способ осуществляют следующим образом. Силикагель марки КСК или ШСК перемешивают в течение 5 ч в кипящем растворе N,N - бис(3-тризтоксисилилпропил)тиомочеви- ны в гексане. Реакционную смесь ох- , фильтруют и сушат при 120 С в вакуум-эксикаторе, а затем при атмосферном давлении. 8 табл. I (Л со о 00 DO 1 СО