Нетканое полотно на основе катионообменного гидролизованного полиакрилонитрильного волокна Советский патент 1993 года по МПК B01J39/18 D04H1/40 C02F1/42 

Изобретение относится к области технологии получения нетканых материалов, в частности к нетканым материалам, выполненным иглопробивным способом на основе катионо- обменного полиакрилонитрильного волокна, и может быть использовано для извлечения переходных металлов из слабоконцентрированных сточных и природных вод, в том числе сильно-минерализованных, на предприятиях цветной металлургии и в гальванических цехах металлургических предприятий, а также в аналитической химии.

Целью изобретения является повышение показателей сорбции металлов из слабокрн- центрированных сточных вод и природных вод.

Поставленная цель достигается тем, что нетканое полотно выполнено из катионообменного гидролизованного полиакрилонитрильного волокна, содержащего карбоксильные, гидразидные и, согласно предложению, амидоксимные группы при массовом соотношении карбоксильных и .амидоксимных групп, равном 3-6,1, и общем содержании амидоксимных групп в гидролизованном полиакрилонитрильном волокне, равном 6-12 мае.%.

Волокно получают обработкой катионо обменного волокна ВИОН КН-1 (ТУ 6-06-31- 526-86) водным раствором гидроксиламина концентрацией 30-36 г/л. Обработку волокна осуществляют при температуре в течение 1-2 час. СОЁобщ полученного волокна по 0,1н НС1 составляет 4,8-5,5 мг-экв/г, ,6-1,3 мг-экв/г, т.е. соотношение карбоксильных и амидоксимных групп состав00 О)

о

со

W

ляет от 3:1 до 6:1, при этом содержание амидоксимных групп - 6-12 мас.%.

Нетканое полотно получают, например, на иглопробивном агрегате по известной технологии из волокна линейной плотности 0,7текс, длиной резки 50 мм. Прокалывают полотно с двух сторон: общее число проколов на 1 см составляет 120-240, глубина прокалывания-4-10 мм.

Содержание карбоксильных групп рассчитывают из отношения значений СОЕ, полученных при заданном и 100%-ном превращении нитрильных групп. Последнюю величину рассчитывают из теоретического значения СОЕ, умноженного на 0,8, т .к. 20% активных групп не реализуется при определении СОЕ. Аналогичным образом рассчитывают содержание амидоксимных групп, образующихся при обработке волокна ВИОН или материала на его основе водным раствором гидроксиламина.

Суммарная величина СОЕ полученного сорбционного полотна СОЕобщ. составляет 4,8-5,5 мг-экв/г, что соответствует СОЕ по амидоксимным группам СОЕа 0,6-1,3 мг- экв/г. Указанную величину СОЕа рассчитывают по разности между СОЕобщ и СОЕ по карбоксильным группам (СОЕк). Содержание амидоксимных групп в волокне составляет 6-12 мас.%, при соотношении карбоксильных и амидоксимных групп 3-6:1.

П р и м е р 1. Нетканое полотно выполнено из волокна, содержащего карбоксильные и амидоксимные группы при соотношении 6:1, при этом содержание амидоксимных групп составляет 6 мас.%. Полотно получают на иглопробивном агрегате из волокна линейной плотности 0,7 текс, длиной резки 50 мм. СОЕобщ волокнистого материала по 0,1н HCI составляет 4,8 мг-экв/г, СОЕ по амидоксимным группам - 0,6 кг-экв/г.

150 мг полученного нетканого материала заливают 50 мл раствором сульфата никеля в модельном растворе морской воды с концентрацией по никелю 50 мг/л при и выдерживают при перемешивании 3-е суток. Равновесная концентрация никеля в растворе ,25 мг/л. Емкость сорбента по никелю ,4 мг/г, коэффициент распределения -6,5-104.

- D

Для сравнения нетканое полотно, выполненное из волокна ВИОН КН-1 (прототип) помещают в тот же раствор. Равновесная концентрация никеля в растворе составляет

2,8 мг/л. Коэффициент распределения в данном случае равен 5,6 103 мл /г.

П р и м е р 2. 100 мг нетканого полотна, выполненного как в примере 1, заливают 100 мл раствора сульфата меди в модельном

растворе морской воды с концентрацией по меди 50 мг/л при и выдерживают при перемешивании 3 суток. Равновесная концентрация меди - 0,05 мг/л, сорбция по меди - 49,95 мг/л, коэффициент распределения-1,0 106мл/г.

При тех же условиях опыта, но при использовании нетканого полотна на основе ВИОН КН-1 (прототип), равновесная концентрация составляет 0,5 мг/л. Коэффициент распределения-1,0 -10 мл/г.

Примеры 3-13. Нетканое полотно выполнено из волокна, содержащего карбоксильные и амидоксимные группы, как в примере 1, за исключением того, что изменяют соотношение карбоксильных и амидоксимных групп. .- .

Данные по сорбции приведены в таблицах 1 и 2. В табл,1 приведены величины емкости и коэффициент распределения по

сорбции .ионов переходных металлов из модельного раствора морской воды при равновесной концентрации металлов 10 мг/л. В табл.2 приведены величины емкости волокнистых материалов при сорбции металлов

из воды Черного моря.

Формула изобретения . Нетканое полотно на основе катио- нообменного гидролизованного поли- акрилонитрильного волокна, содержащего

карбоксильные и гидразидные группы, о т- л ича ющееся тем, что,с целью повышения показателей сорбции металлов из слабокон- центрированиых сточных и природных вод, полотно выполнено из волокна, дополнительно содержащего амидоксимные группы при массовом соотношении карбоксильных и амидоксимных групп, равном 3-6,1, и общем содержании амидоксимных групп в гидроли- зованном полиакрилонитрильном волокне,

равном6-12 мас.%.,

Таблица 1

Нетканое полотно на основе катионо- обменного гидролизованного полиакри- лонитрильного волокна. Использование: изготовление нетканых материалов иглопро- бивным способом. Сущность изобретения: полотно выполнено из волокна, содержащего карбоксильные и амидоксимные группы при их массовом соотношении 3-6,1 и общем содержании амидоксимных групп в глидро- лизованном полиакрилонитрильном волокне, равном 6 -12 мае. %.

Таблица 2