Способ получения высокопористого полимерного сорбента Советский патент 1992 года по МПК C08F220/06 B01J20/30 C08F220/06 C08F212/36 C08F212/12 

Изобретение относится к области синтеза полимерных сорбентов, в частности высокопористых поглотителей, применяемых для сорбционного извлечения органических примесей из водных растворов.

В настоящее время наиболее важной задачей химической промышленности является экологическая очистка и доочистка сточных вод. Для очистки производственных растворов от органических соединений в настоящее время используют активированные угли.

Однако они имеют невысокую механическую прочность и быстро измельчаются в процессе сорбции, кроме того,активированные угли химически нестойки, их регенерация обычно затруднена. Известно, что для сорбции следов органических соединений из водных растворов используют высокопористые неполярные полимерные сорбенты, получаемые сополимеризацией п-дивинил- бензола с этилстиролом в присутствии модифицирующих растворителей - Полисорб 10.

Этот способ получения взят нами в качестве прототипа. Сополимеризацию диви- нилбензола и этилстирола проводят суспензионным методом в присутствии катализатора-перекиси бензоила. В качестве суспензионной среды используют крахмальный раствор, в качестве модифицирующих растворителей - углеводороды. Удельная поверхность этих образцов 300 м /г, насыпная масса 0,4 г/см. Эти сорбенты являются неполярными и обладают недостаточно высокой сорбционной емкостью по органическим соединениям в водной среде.

Цель изобретения - повышение сорбционной емкости по бензолу, 2,4-дихлорфено- лу, 2,4-дихлорфенилуксусной кислоте из водных растворов.

Поставленная цель достигается тем, что при получении сорбента сополимеризацией дивинилбензола, этилбензола в присутствии катализатора модифицирующих растворителей дополнительно вводят метакриловую кислоту от 3,0 до 24,5 (% вес.).

sfe

xj

00

143 00

ел

В литературе не описаны способы получения высокопористых сорбентов с добавлением небольших количеств метакриловой кислоты. Небольшие количества введенной метакриловой кислоты придают структуре гидрофильность.

Исходя из вышеизложенного введение метакриловой кислоты в указанных количествах при синтезе высокопористых сорбентов соответствует критериям новизна и существенные отличия.

Пример 1. В колбу, снабженную мешалкой, термометром и обратным холодильником, загружают 500 мл 1 % водного раствора крахмала, затем прибавляют пол- имеризационную смесь, состоящую из 5,0 г метакриловой кислоты, 100 г технического раствора дивинилбензола, содержащего 65% ДВВ и 27,5% этилстирола, 3 г порофо- ра ЧХЗ-57 и толуола или CCI в количестве 150% по отношению к смеси мономеров.

Температуру поднимают до 70°С и реакционную массу выдерживают при 70°С в течение 3-х часов, затем температуру поднимают до 80°С, выдерживают при перемешивании в течение 3-х ч. Затем маточник отнимают, заливают дистиллированную воду и сорбент подвергают кондиционированию.

Кондиционирование проводят по следующему режиму:

- отгон азеотропной смеси растворителя с водой в течение 2-6 ч при 90°С.

обработка сорбента ацетоном в течение 1 ч,

промывка дистиллированной водой. Выход 98%.

П р и м е р 2. Синтез образцов в соответствии с условиями примера № 1 с различным содержанием вводимой метакриловой кислоты. При содержании метакриловой кислоты меньше 3% в структуре сорбента, она не проявляет свои свойства.

В табл.1 приведены физико-химические характеристики сорбентов, полученных по предлагаемому способу, в зависимости от количества введенной метакриловой кислоты

Как видно из данных табл.1, удельная поверхность образцов довольно высокая и колеблется в пределах от 438,7 до 915,0 м2/г.

П р и м е р 3. Эти образцы были испытаны применительно к очистке от бензола 30% раствора соляной кислоты с содержанием бензола 77 мг/л.

Условия сорбции: соотношение фаз твердой (г) и жидкой (мл) равно 1 1000, время контакта 14 ч при перемешивании, общее время контакта 48 часов. Емкость рассчитывают по остаточному содержанию бензола в фильтрате.

Как видно из данных табл.1, сорбционная емкость по бензолу зависит от содержания метакриловой кислоты в сорбенте. Оптимальным содержанием метакриловой кислоты является интервал от 3,0 до 24,5%.

Прототип в этих условиях имеет значительно меньшую сорбционную способность.

Сорбент, полученный по предлагаемому способу, с оптимальным содержанием метакриловой кислоты (9,7% от массы смеси

мономеров), был испытан на сорбционную емкость по 2,4-дихлорфенилуксусной кислоте и 2,4-дихлорфенолу из водной среды в статических условиях в сравнении с прототипом.

П р и м е р 4. Исходный раствор 1,8-2.3 г/л 2,4-дихлорфенола. Условия сорбции: объемное соотношение фаз твердой (г) к жидкой (мл) равно 1:20, время контакта 3 сут.

П р и м е р 5. Исходный раствор 0,54-1,5

г/л 2,4-дихлорфенилуксусной кислоты, Условия сорбции: время контакта 3 суток, объемное соотношение фаз твердой (мл) к жидкой (мл) равно 1:20. Степень поглощения производных фенола определяем по остаточному содержанию их в растворе. Данные результатов примера 4,5 приведены в табл,2.

Как видно из данных табл.2, остаточное

содержание производных фенолов из водной среды в сравнении с прототипом значительно меньше.

Таким образом, способ позволяет синтезировать высокопористые сорбенты, обладающие более высокими сорбционными показателями по отношению к бензолу, 2,4- дихлорфенилуксусной кислоты из водных растворов (в среднем в 2-4 раза выше, чем у прототипа).

Формула изобретения Способ получения высокопористого полимерного сорбента сополимеризацией дивинилбензола и этилстирола в присутствии модифицирующего растворителя и катализатора, отличающийся тем, что, с целью повышения сорбционной емкости по бензолу, 2,4-дихлорфенолу, 2,4-дихлорфенилуксусной кислоте из водных растворов,

в полимеризационную массу дополнительно вводят метакриловую кислоту в количестве 3-24,5% от массы полимеризующихся компонентов.

Таблица 2

Использование: сорбционное извлечение органических примесей из водных растворов. Сущность изобретения: суспензионная сополимеризация дивинил- бензола, этилстирола и метакриловой кислоты в присутствии растворителя и катализатора. Количество метакриловой кислоты 3-24% от массы полимеризующих- ся компонентов, 2 табл.