Сшитый серусодержащий сополимер в качестве сорбента ионов кобальта (+2) и никеля (+2) Советский патент 1992 года по МПК C08F212/14 C08F8/36 C08J5/20 B01J20/26 C08F212/14 C08F220/06 C08F216/12 

со

С

Сущность изобретения: сшитый серусодержащий сополимер с высокой сорбционной емкостью к ионам кобальта и никеля. Формула: (C8H8S03)n(C2H3(COOH)m(CreHi8S04)k. где ,66-70,11: .94-28.25: ,95-3,09 моль.%. Синтезируют сульфированием сополимера стирола, акриловой кислоты и диаллилового эфира диоксидифенилсульфона в течение 3 ч при 80°С 92%-ной серной кислотой. Сорбцион- ная емкость по кобальту (+2) 590 мг/г и никелю 619 мг/г из нейтральных растворов.

Изобретение относится к химии полимеров, в частности к сшитому серусодер- жащему сополимеру, используемому в качестве сорбента ионов кобальта и никеля в гидрометаллургии для их разделения и концентрирования.

Известен катионит КУ-2. получаемый сульфированием сополимера стирола и ди- винилбензола, имеющий статическую обменную емкость по 0.1 н:МаОН 4,7-5,1 мг-экв./г. Сорбционная емкость псионам кобальта (+2) 206.15 мг/г. по ионам никеля (+2) 211,23 мг/г.

Недостатком сорбента является низкая емкость по ионам Никеля и кобальта и медленное установление сорбционного равновесия.

Цель изобретения - повышение сорбционной емкости по ионам кобальта и никеля, а также скорости обмена.

Поставленная цель достигается новым соединением, представляющим собой сшитый тройной сополимер общей формулы

тСНгОЭД- МгС

«г О

ф

0

п у.Ј

ф

IdjH

o-s-o

Ф

ы со о о ю ю

-ск-еяр где ,66-70,11 мол.%:

,94-28,25 мол.%:

,95-3,09 мол.%.

Сульфокатионит получают сульфированием сополимера стирола, акриловой кислотыид-иаллиловогоэфирадиоксидифенилсульфона 92%-ной серной кислотой при 80°С в течение 3 ч.

Статическая обменная емкость по ионам кобальта (+2) 590 мг/г,.по ионам никеля (+2) 619 мг/r. Скорость установления сорбционного равновесия 10 ч.

Существенным отличительным признаком предлагаемого технического решения является наличие

.0

/

-$о2-и-сч

он

групп. Это отличие позволяет повысить сор- бционную емкость по ионам кобальта и никеля, а наличие в молекуле диаллильного соединения двух ароматических колец - по- высить проницаемость полимерной матрицы. Применение в качестве сшивающего агента диаллилового эфира диоксидифенил- сульфона повышает гидрофильность полимерной матрицы, набухаемость сополимера и способствует реализации всех функциональных групп в процессе обмена. Структура и состав сополимера подтверждены данными элементного анализа и ИК-спектроскопии.

В ПК-спектре сополимера наблюдаются полосы поглощения антисимметричных 1260-1140 см и симметричных 1050, 1015 см-1 валентных колебаний - SOa- сульфогрупп, перекрывающих колебания небольшой интенсивности сульфоновой группы сшивающего агента при 1140 , а также полосы поглощения в области 1710-1720 , соответствующие валентным колебаниям карбоксильной группы.

Пример1.10г сшитого сополимера стирола, акриловой кислоты и диаллилового эфира диоксидифенилсульфона (ДАЭДФС) при соотношении стирол-акриловая кислота (АК) - ДАЭДФС соответственно 70:20:10 мас.% помещают в реактор и заливают 100 мл 92%-ной серной кислоты. Смесь перемешивают при 80°С в течение Зч, затем охлаждают, сополимер отделяют и промывают водой до нейтральной реакции. Сушат до постоянного веса. Получают сополимер состава, мол.%: ,66; ,25; ,09. Содержание С Н SO Вычислено 53,0 4,45 14,65 28,01 Найдено54,05 4,56 13,50 28,00

СОЕсо+2 590 мг/г, СОЕм1+2 619 мг/г. Скорость установления сорбционного равновесия 10 ч.

П р и м е р 2. Все операции проводят аналогично примеру 1 используя сополимер состава, мас.%: стирол 71, АК 19, ДАЭДФС 10, получают сополимер состава, мол.%. ,11; ,94; ,95.

Содержание С Н S О

0

5 0 5

0 5

0 5 0

Вычислено 54,02 4,53 15,13 26,32 Найдено 54,50 4,55 14,20 26,72 СОЕсо+2 580 мг/г, COENi+2 625 мг/г. Скорость сорбционного равновесия 10ч.

П р и м е р 3. Все операции проводят аналогично примеру 1, используя сополимер состава, мас.%: стирол 70, АК 20, ДАЭДФС 10, температура реакции 70°С, продолжительность 3 ч. Получают сополимер состава, мол.%: .65; ,25; ,09.

Содержание С Н S О Вычислено 53,00 4,45 14,об 28,01 Найдено. 54,01 4,71 12,33 29,00 СОЕсо+2 550 мг/г, СОЕы . мг/г. Скорость установления сорбционного рав- новесия-10 ч.

П р и м е р 4. Все Операции проводят аналогично примеру 1, используя сополимер состава, мас.%: стирол 70, АК 20, ДАЭДФС 10, температура реакции 80°С, время 2 ч. Получают сополимер состава, мол. %: ,66; ,25; ,09.

Содержание ,С Н SО

Вычислено 53,00 4,45 14,65 28,01 Найдено53,84 4,82 12,60 28,75

СОЕсо+2 560 мг/г, COENi+2 580 мг/г. Скорость установления сорбционного равновесия 10 ч.

П р и м е р 5. Все операции проводят аналогично примеру 1, используя сополимер состава, мас.%: стирол 70,5, АК 19,5, ДАЭДФС 10, получают сополимер состава, мас.%: ,35; .62; ,03,

Содержание С Н S О Вычислено 53,45 4,50 14,20 27,85 Найдено54,15 4,50 13,85 27,50

СОЕсо+2 580 мг/г, мг/г, Скорость установления сорбционного равновесия 10 ч.

Предлагаемый сорбент сорбирует кобальт и никель с высокой скоростью и эффективностью. Достаточно полно регенерируется раствором соляной кислоты, Исходные вещества для получения сорбента доступны, синтез аналогичен промышленному и может быть проведен на стандартном оборудовании.

Форму л а изобретения Сшитый серусодержащий сополимер формулы няусмиыяг 6 A. -RI

V о- SOsHI

где ,66-70,11 мол.%;

,94-28,25 мол.%; ,95-3,09 мол.%.

в качестве сорбента ионов кобальта (+2) и. никеля (+2).