Способ получения ионообменных мембран гетерогенного типа Советский патент 1976 года по МПК B01D13/04 C08J5/22 B01D13/00 

1

Изобретение относится « (способам получения ионообменных мембран гетерогенного типа, Которые могут быть иопользова-ны в процессах электродиализного разделения для очистки сточных вод, извлечения ценных жомпонентов, разделения близких по свойствам элементов.

В настоящее время Широкое применение при электродиализном разделении находят мембраны из ионообменных смол. Ввиду простоты аппаратурного оформления технологического процесса и низкого расхода электроэнергии, электроионитовый метод зарекомендовал себя Ка.к наиболее экономичный и перспективный для опреснения и обессол-ивания сильносоленых природных и сточных вод без регенерирующих веществ. Создание высококачественных ионообменных мембран способствовало распространению электроионитового метода в электрохимической промышленности для получения щелочей высо-кой степени чистоты, в -гидрометаллургии для получения цветных и драгоценных металлов, при переработке растительного сырья (сахарной свеклы, лекарственных растений и пр.). Успешное применение электроионитового метода на данном этапе в основном зависит от создания ассортимента высококачественных ионообменных мембран и от глубокого изучения продесса

2

электродиализа с применением различных типов ионитовых мембран.

Известные способы позволяют получать гетерогенные ионообменные мембраны с повышенными физижо-механическими и электрохимическими свойствами.

Известен способ получения гетерогенных мембран путем вальцевания смеси полиэтилена с порошкообразными анионообменными и катионообменными ионитами с -последующим прессованием.

Тажие 1мембаны имеют высокие физико-механические и электрохимические показатели, но не проявляют достаточной селективной проницаемости, в результате чего они мало эффективны в тех прцессах, где требуется разделение -близких по свойствам элементов.

Для получения гетерогенных ионитовых мембран, обладающих как повышенными физико-механичеокими и электрохимическими свойствами, так и высокой селективной избирательностью по отношению ж ионам тяжелых металлов, по предлагаемому способу, используя известный способ получения гетерогенных мембран, включающий смешивание полиэтилена с ионитами, применяют амфотерные фосфор-азотсодержащие иониты содержание азота 7,5-8,5% фосфора 4,5-5,5%.

Повышенная селективность полученных мембран обусловлена тем, что фосфор-азотсодержащие иониты показывают хорошие комплексоо-бразующие свойства благодаря наличию в их структуре наряду с анионообменными катионообменных фосфорнокислых групп. -В процессах электродиализа активные группы таких мембран способны образовывать комплексы с ионами тяжелыхметаллов, в рез льтате чего проницаемость мембран к этим ионам резко уменьшается, в то время как остальные ионы, находящиеся в растворе, могут свободно проходить через такую «блокированную мембрану. Таким образом, создаются условия селективного разделения близких по свойствам элементов.

Пример 33,5 1Г тонкоизмельченного фосфор-а-зотсодержащего ионита (содержание азота 7,5-8,5%, содержание фосфора 4,5- 5,5%) смешивают с 16,5 г порошка полиэтилена.

Полученную смесь вальцуют яри температуре ,М5-130°С в течение 7-,12 мин, а затем с переднего валка снимают пленку мембраны толщиной 0,15-0,25 MIM.

Последнюю прессуют с одновременны.™ армированием синтетическими тканями и сетками при температуре 120°С в течение 15- 20 мин при давлении 60-80 кг/ом.

Свойства мембран, полученных по предлагаемому способу:

Предел прочности при разрыве, кг/см2100-110

Относительное удлинение при разрыве, %30-40

Набухаемость в воде, %6-7

Уд. электросопротивление в

0,5 п. раствора NaCl, Ом/см 70-90 Числа переноса в 0,01/0,2 н.

растворе NaCl0,96-0,97

Опыты показали, что в процессах злектродиализного разделения нежелательный перенос ионов тяжелых металлов через такие здембраяы уменьшается в 3-4 раза по сравнению с известными мембранами.

Иопользование предлагаемого способа получения ионообменных мембран гетерогенного типа позволяет по сра внению с существующими способами получать мембраны с шовьишенной селективной проницаемостью, что дает возможность повысить эффективность разделения близких по свойствам элементов при применении этих мембран в процессах электродиализного разделения.

Формула изобретения

Способ получения ионообменных мембран гетерогенного типа, включающий омешивание полиэтилена и ионитов, вальдевание и прессование полученной смеси, отличающийся тем, что, с целью расширения ассортимента ионообменных мембран, избирательных по отношению к иона1М тяжелых металлов и обладающих повышенными физико-механическими и электрохимическими свойствами, полиэтилен смешивают с амфотерными фосфоравотсодержащиМИ ионитами.