Способ получения фосфорсодержащих ионитов Советский патент 1975 года по МПК C08G9/32 

1

Изобретение относится к способам получения ИОНИТОВ, содержащих остатки аминофосфоновых К1ИСЛОТ, что позволяет «спользовать их для адсорбции тяжелых металлов из растворов.

Известен способ получения фосфорсодержащих иоиитов путем обработки сшитых сополиMepiOB стирола раствором цианистых солей .в органическом растворителе и иоследующей обработки, полученного продукта смесью фосфористой кислотой и галогенида фосфора. Способ многостадийный, часто сложен в исполнении.

Целью изобретения является разработка более простого способа получения ионитов с использованием легкодоступных исходных веществах. Эта цель достигается путем конденсации анилина, формальдегида и фосфористой «ислоты при молярном соотношении 1:0,1 - 6,0:0,1-5,0 соответственно в среде минеральных :К|ИСлот (например, соляной) при 60- 150°С. В качестве источника формальдепида могут быть использованы как его водные растворы, так и полиформальдегид: фосфористая кислота может быть введена в реакцию как таковая или ;может быть получена непосредственно в реакционной смеси гидролизом треххлористого фосфора (в последнем случае нет необходимости добавлять соляную кислоту в реакционную смесь).

По;.ученные таюим способо м нерастворимые

фосфорсодержащие анилиноформальдегидные поликонденсаты (6-10% Р) представляют собой желто-зеленые гранулированные порошки (размер зерен 0,5-3 мм), неплавкие негорючие и нерастворимые в воде, кислотах, щелочах и органических растворителях. Они устойчивы к действию 5 н. растворов КаОН и I-I2SO4 () и несколько менее устойчивы, к действию 1 н. НЫОз (С 70-80%),

Описываемые соединения используют в качестве фосфонатных катионитов - в зависимости от содержания фосфора их ПОЕкаон сосоставляет 3,26-6,35 мг-экв/г Н-формы, а СОЕсо2 2,62-3,66 мг-экв/г Na-формы.

Образующиеся одновременно с нераствориМЫЛ1И продуктами поликонденсации водорастворимые продукты (3,8-11,5 % Р) (при. определенном соотнощении реагентов .могут быть получены только водорастворимые продукты) обладают аналогичной химической устойчивостьЕО, кислотными свойства1ми нерастворимых проду:;тов, и они могут быть использованы как компле сообразователи.

Пример 1. 13,2 г анилина добавляют по каплям к охлажденному раствору хлористоводородной и фосфор|истой кислот, полученному из 40 г трехх лор истого фосфора и 73 -мл водм. Реакционную смесь нагревают до 110-125С,

прибавляют по каплям 35 мл 33%-ного раствора формальдегида я выдерж.иБЯют при этой температуре 2 час. Затем реакционную омесь выливают в иасыщеиный раствор хлористого натрия, продукты поликоиденсации отделяют фильтрованием, обрабатывают при пагреваний .кодцвнтрйрОВй.ниым ipacTBOpoM едкого натра до рН 8-9, «ераствОримый поликоядеисат отфильтровывают, обрабатывают концентрироватеиой соляной «ислотой до рН I-2, еще раз фильтруют, промьюают водой « сушат над пятиокисью фосфора до постоянного веса. Получают 10,4 г желтого порошка.

Найдепо, %: N 6,90, 6,89; Р 9,21; 9,56. Полная обменная емкость (ПОЕ) его 6,03 мгэКВ/г, он нерастворим в воде, соляной кислоте, щелочах.

Щелочной маточник обрабатывают соляной кислотой до сильнокислой реакци-и (рН 1-2), поликонденсат отделяют фильтрованием, нромыв-ают холодной водой и сушат в вакууме над пятиокисью фосфО|ра до постоянного веса. Получают 6,5 г светло-желтого порошка.

Найдено, %: N 6,14, 6,20; Р 9,87, 10,00. Продукт растворим в щелочах, умеренно в воде и соляной жислоте.

Пример 2. К смеси |КонцентрИ1ровая ойсоляной кислоты (30 мл) и 24,6 г фосфористой кислоты нри охлаждении добавляют 14,0 г аниляяа; реакционную смесь нагревают до 115-125С :И приливают 40 мл 33%-ного раствора формальдепида; -нарревание продолжают 3 час. Затем реакционную -массу -выливают в насыщенный раствор хлор И1Стого натрия, поликонденсат отфильтровывают. Очистку полученного поликонденсата проводят растворением его в щелочи, после чего осаждают соляной кисллт-ой. Продукт -отделяют фильтро-вагаием, промывают водой и сушат над пятиокисью фосф-ора. Получают 26,8 г светло-желтого порощка. Продукт растворим в щелочах, умеренно в 1воде и с-оляной кисл-оте.

Найдено, %: N 5,17, 5,18; Р 10,52, 10,61.

Пример 3. К смеси 120 мл соляной кислоты 1И 24,6 г фосфористой кислоты при охлаждении пр;ибавляют 21 г анили-на, реакционную смесь нагревают -и при 105-115°С прибавляют 30 мл 33%-:ного раствора формальдегида. Нагревание продолжают 3 час. Затем реакционную массу -выливают в насыщенный ра тзо-р хло-ри-стого натр-и-я, выпа-вший полйконде-нсат отделяют фильтрованием, обрабатывают при .нагревании ко-нцентри-рованны-м раствором едкого натра до сла-бощело-чной реа-кции, еще раз фильтруют, обрабатывают кон-центрироваиной соляной кислотой. При м е Р 4. К 6,8 г анилииа добавляют ир.и

перемешивани-и 15 мл концентрированеой соляной кислоты, 12,3 г фасфор|ИСтой йислоты, 5,15 г параформа -и 7 мл воды. Реакционную массу -нагревают нри 120-l3(fC 3 час, выливают Б насыщенный раствор хлористого нат-рИ:Я; осадок отфильтр-овы-вают, пр-омы;вают 40%-ньш раствором едкого натра, водой и далее обрабатывают концентрированной соляной иислотой. Катионит промывают водой до отсутствия в промывных водах KOH-OB С1, сушат

В вакууме над нятио-кисью фосфора. Выход продукта 10,4 г, это желтый твердый ненлавКИИ .ПОрОШ-0;К.

Найдено,%: С 57,04, 57,20; Н 5,86, 5,89; N7,68, 7,74; Р 9,00, 9,10.

Предмет изобретения

1.Сио-соб нолучен1ия фосфор-содержащих ионитов путем -конденсации азотсодержащего соеди1нанИЯ, форм.альдепи-да и фосфористой -кислоты, отличающийся тем, что, с целью уп-р-ощени-я процесса, а также -р-асширения сырьевой базы, в качестве азотсодержащего -соединения используют анилин при- м-олярно-м оо-отношени-и аиилия : формальдегид : фосфористая кислота 1 :0,1-6,0 :0,1-5,0 соответственно, и конденсацию нро-водят при температуре 60-150°С в среде минеральных к-ислот, нанр-имер -соляной.

2.Способ по н. 1, отличающийся тем, что в качестве н-сточника формальдепида ислользуют его водный раствор 1ил-и полиф-о-рмальдегид.

3.Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в качестве ИСточника фо-сфори-стой кислоты и-спользуют треххлористый фосфо-р.