СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНЫХ АЗОТ- И СЕРУСОДЕРЖАЩИХ ИОНИТОВ Советский патент 1972 года по МПК C08F8/06 C08F212/34 

Изобретение относится к области синтеза химически активны.х полимеров, пригодных для использования в качестве сорбентов в гидрометаллургических процессах для извлечения ценных компонентов из обедненных руд или для селективного извлечения их из полиметаллических руд.

Известен способ получения азот- и серусодержащих ионитов путем сополимеризации стирола с винилпиридином и дивинильным мономером с последующим сульфированием.

Предлагается способ получения полифункциональных азот- и серусодержащих ионитов, обладающих комплексообразующими свойствами по отношению к ионам металлов, сополимеризацией - (5-винилпиридил-2) - этилен -алкил(арил)-сульфидов с дивинильными соединениями в качестве сшивающих агентов.

Л ... j-CH9CH2-S-R+CH2 CH-A-CH CKo

rwjmepmim

-CH-CHg-CH -CH

CHjCHj-S-R

где R-алкил, арил;

А-бензольное или пиридиновое кольцо или аддукт 2,5-дивинилпиридина с пиперазином

-0:

CHpCHgNC;N-CHg- CHg

При рассмотрении структуры мономера видно, что атомы азота и серы расположены относительно друг друга таким образом, что способны образовывать с ионами металлов устойчивые шестичленные циклы, что несомненно должно привести к увеличению констапты прочности комплекса:

-GHg-c H-| J-CHeCHa-s-R

20

Однако процесс сорбции возможен не только в результате сообразования, но и в результате ионного обмена, особенно при использовании в качестве сшивающих агентов 2,5-дивинилпиридина и К,М-ди- 2-(5-винилпиридил-2)-этилен пиперазина, которые повышают общую обменную емкость за счет атомов азота, содержащихся в пиридиновых и пипераСополимеризация мономеров и сшивающих агентов протекает достаточно легко и практически заканчивается за 5-10 час с 80-90%ным выходом сорбента.

Для получения сорбента, содержащего одновременно N-оксидные и S-оксидные группы, сополимер обрабатывают перекисью водорода (водным раствором) в кислой среде (например в уксусной кислоте) при 20-70°С.

Введение N- и S-оксидных группировок в синтезированный сорбент позволяет улучшить его селективные свойства по отношению к ионам тяжелых металлов.

Пример 1. Смесь 0,782 вес. ч. 2-р этилтиобутил)-5-винилпиридина (1кнп. 160-163°С при 1 мм рт. ст.; п|1 1,5533), 0,192 вес. ч.

технического дивинилбензола (55,67% изомеров дивинилбензола; 42,59% этилстирола), 0,026 вес. ч. динитрила азодиизомасляной кислоты диспергируют в трехкратном (по объему) избытке 1%-ного раствора крахмала и сополимеризуют при 60-100°С в течение 10-14 час. После сополимеризации сополимер отмывают на фильтре горячей водой от крахмала, затем обрабатывают паром или экстрагируют бензолом.

Выход сорбента, %90-95

Пасыпной вес, г/мл0,6-0,75

Удельный объем в толуоле, мл/г2,4-2,6

Пайдено, 1вес. %:

серы8,60-8,80;

азота4,3-4,4%

Пример 2. Смесь 0,881 вес. ч. 2-(р-этилтиобутил)-5-винилпиридина; 0,099 вес. ч. дивинилпиридина (ДВП 97,5%; 1кип. 68-70°С при 2 мм рт. ст.; п 1,5910); 0,02 вес. ч. динитрила азодиизомасляной кислоты сополимеризуют в условиях, описанных в примере 1. Выход сорбента, %85-90

Найдено, вес. %: серы12,2-12,5;

азота6,6-6,8

Пример 3. Смесь 0,887 вес. ч. 2-(р-этилтиобутил)-5-винилпиридина; 0,098 вес. ч. М1М-ди 2-(5-винилпиридил-2) - этилен пиперазина; 0,015 вес. ч. динитрила азо-б«с-изомасляной кислоты полимеризуют в блоке в течение 5 час при 80°С. После окончания сополимеризации блок дробят и экстрагируют бензолом в течение 40 час. Выход сорбента 86%.

Найдено, вес. %: серы 10,2-10,4%; азота 7,4-7,5.

Пример 4. 8,40 г сорбента, полученного в условиях примера 1, помещают в 50 мл перекиси водорода, выдерживают в течение 2,0-

2,5 час при 20-25°С, затем при 70°С в течение 1,5-2,0 час добавляют 60 мл уксусного ангидрида и выдерживают при перемешивании в течение 3,5-4,0 час при температуре 95°С. По окончании процесса сорбент отмывают на фильтре водой до нейтральной реакции промывных вод по метил-оранжу. Получают сорбент, содержащий N-оксидные и сульфооксидные группы.

Найдено, вес. %: серы 8,6-8,8; азота 4,2-

4,4; кислорода 14,0-15,0.

Предмет изобретения

1. Способ получения полифункциональных азот- и серусодержащих ионитов сополимеризацией моно- и дивинильных соединений, отличающийся тем, что, с целью получения комплексообразующих сорбентов, в качестве

моновинильных соединений применяют (5-винилпиридил-2) -этилен - алкил (арил) сульфиды.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью получения сорбентов, содержащих N- и S-оксидные группы, полученные иониты подвергают обработке раствором перекиси водорода в кислой среде при 20-70°С.