СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХЕЛАТООБРАЗУЮЩЕЙ ИОНООБМЕННОЙ СМОЛЫ Советский патент 1966 года по МПК C08F230/02 

Известен способ получения хелатообразующей ионообменной смолы на основе сополимера стирола, дигидразида малеиновой кислоты и дивинилбензола.

С целью усиления комплексообразующих свойств подобного типа смол за счет пиридиниевых групп предлагается для получения амфотерной хелатообразующей ионообменной смолы применять сополимер 2-метил-5-винилпиридин в качестве ароматического производного этилена, дигидразид фумаровой кислоты и дивинилбензол в качестве сшивающего агента.

Синтез смолы осуществляют сополимеризй цией в растворителе (метаноле) 2-метил-5-винилпиридина (МВП), диметилового эфира фумаровой кислоты (ДМФ) и дивинилбензола (ДВБ) в присутствии динитрила азоизомасляной кислоты (ДИНИЗ), концентрация мономеров в растворе 50%. Процесс проводят в запаянных ампулах при 70°С. Выход продукта 70-850/0Полученные на этой стадии синтеза смолы представляют собой твердые непрозрачные слегка желтоватые гранулы неправильной формы. Строение смол может быть представлено формулой:

Полученные продукты подвергают гидразинолизу путем обработки кипящим гидразингидратом при 118-119°С. Строение конечных

продуктов можно представить следующей общей формулой:

(00(Нз I -сн-гнfOOCH,

Причем У - молярный процент вторичного гидразина может включать в себя не только 6-, но и 8-членные циклы или же межцепные вторичные гидразиды типа;

-NH

NHСОсо

-СН-СН-СНг-СН-СН-СНCO NH-NH-CO-CH что не сказывается на определении и расчете состава трехмера.

Полученные смолы представляют собой иониты, особенностью которых является склонность к образованию комплексов и хелатов с ионами тяжелых металлов, благодаря наличию в них гидразиднь1х и пиридиниевых групп. Этим объясняется высокая сорбция катионов тяжелых металлов синтезированными смолами, достигающая 30Vo от веса смолы.

Данные по сорбции смолами ионов переходных металлов, обменным емкостям смол по кислоте и основанию приводятся ниже в примерах.

Пример. Смесь из 17,3 г (0,12 моль) перекристаллизованного ДМФ, 5,7 г (0,048 моль) свежеперегнанного МВП, 1,875 г (0,0144 моль) ДВБ, 0,125 г ДИНИЗа и 25 г метанола (с учетом чистоты исходных продуктов) загружают в стеклянную ампулу в токе азота. Через 3-5 мин после нагревания при 70°С в водяном термостате и интенсивном встряхивании образуется гомогенный раствор; через 30-40 мин - непрозрачный гель; через 70 час - твердые неправильной формы гранулы. Смолу дополнительно дробят, подсущивают в течение 3-4 час для удаления летучих, экстрагируют метанолом в аппарате Сокслета. Выход 70%. 17 г смолы и 17 г 100%кого гидразингидрата помещают в круглодонную колбу с обратным холодильником и мешалкой. Гидразинолиз ведут при температуре кипения гидразингидрата (118-119°С) в течение 50 час. Смолу отфильтровывают от избыточного гидразингидрата, который может быть подвергнут регенерации; отмывают на воронке Бюхнера дистиллированной водой до отрицательной реакции на гидразин. Очищенную смолу сушат на воздухе и хранят в воздушно-сухом состоянии в закрытой таре (смола содержит еще 10-15о/о влаги).

Состав промежуточной смолы ДМФ-МВПДВБ по мономерам рассчитан, исходя из содержания азота и кислорода, о/о: X 44,8; У 49,5; Z 5,7.

Найдено, С 64,5; Н 7,07; N 4,75.

Вычислено, %: С 64,8; Н 6,80.

По результатам титрования активных групп рассчитан состав полученной смолы по мономерам, о/о: X 44,8; У 47,8; Z 5,7; Р 0,11; Q 1,59.

Обменная емкость смолы, мг-экв/г по 0,1 н. НС1 4,10; по 0,1 н. NaOH-4,10, суммарная - 8,20.

Коэффициент набухания (объемный): Н2О 2,20; 0,1 н. НС1 2,6; 0,1 н. NaOH 4,6.

Сорбция катионов тяжелых металлов из 0,01 М растворов хлоридов этих металлов в зависимости от рН представлена в таблице. Сорбированные при рН 6 металлы легко десорбируются 0,01-ОД н. НС1. Сорбированный при рН 10 Zn2+ десорбируется 0,5 н. СНзСООЫа или 0,01 н. НС1; Cu2+ -0,1 н. НС1; Cd2+ - 1,0 н. ЫС1; Со2+ в этих условиях не десорбируется, он может быть вытеснен 0,5-1,0 н. HaSOi. Предмет изобретения Способ получения хелатообразующей ионообменной смолы на основе ароматического производного этилена, дигидразида 1,2-этилен дикарбоновой кислоты и дивинилбензола, отличающийся тем, что, с целью усиления комплексообразующих свойств смолы за счет пиридиниевых групп, в качестве ароматического производного этилена применяют 2-метил-5винилпиридин.