Способ получения ионообменника на основе полифосфатов четырехвалентных металлов Советский патент 1977 года по МПК B01J1/22 B01D15/04 

Изобретение ОТНЕЖИТСЯ к способу полу1чения неорганического ионообменного , териала и может быть использовано в ионо обменной технологии преимущественно при от делении катионов щелочных металлов. Известны способы пс лучения ионообмен ника на основе полифосфатвциркония, вклю чающие смешивание попифосфата натрия с солью циркония ) , р. Однако у известньЬс способов наблюдаем ся невозможность контроля химического и анионного состава полифосфата циркония, а, следовательно и его ионообменных свойст . Наибрлее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигае мому результату является способ получения ионообменника на основе полифосфатов четырехвалентных металлов, заключающийся в смешивании водных растворов трипо лифосфата натрия и соли четырехвалентного металла З. Однако у этого способа (Низкая гидролитическая стабильность получаемого ионообменника и невысо«кая обменная емкость по отношению к щелочным металлам. Так, обменная емкост по натрию в растворе 0,1 NaC составляет Оз28 мг-зкв/г, а в растворе электролита состава WOfCP NaOH 1:1 - обменная емкость составляет 2,45 мг,,-экв/г. Цель изобретения - получение полифоофата титана состава 1,45 TiO PjOs 2 обладающего повьпяенной сорбционной емкостью по отношению к щелочным металлам и гидролитической стабильностью. Поставленная цель достигается описыв емым способом получения ионообменника на основе пааифосфатов четырехвалентных металлов, включающим смешивание изомолярных растворов трипалифосфата натрия и тетрахлорида титана с концентрацией компонентов 0,08 - 0,11 моль/л при объемном соотношении триполчфосфата натрия и тетрахлорида титана 0,50-0,57 (в пересчете на РЗ О|о и Т; .). Отличитачьными признаками способа являются использовакие в качестве соли четырехвалентного метатла TiCP и сме« шиван(ш изo Dляpныx растворов с концент рацией компонентов 0,08-0,11 моль/л при объемном соотношении трипсУ1цфос4)ата нат

рия wTiCP,, 0,50-0,57 (ъ пересчете на

Р.).,

По предложенному способу раствориС готовят путем растворения на холоду реактива fiCPjj (х.4.) в 4 И соляной кислоте таким образом, чтобы концентрация по титану была в, пределах 0,03-0,06 г/л раствора. Раствор тетрахаорида титана, ,нь- посредственно ндуШий, на смешивание с фосфорсодержащим Компонентом, получают разбавлением навески исходного раствора биднстиллятом в /заданном объеме, Хроматографически чистый триполифосфат натрия используют как фосфорсодержащее вещесрво.

Смешиванию подвергают изомолярные растворы с концентрацией компонентов 0,08-0,11 моль/л при объемном сортно-,, шении г1 .0.50-0,57 (где л aC3J7TH J Использование растворов с концентрацией меньшей, чем О, 08 моль/л приводит к значительному сниженшо выхода целевого про дукта, а с большей, чем 0,11 мопь/л к образованию при высыхании порошкообразного вещества, непригодного для использования, а качестве ионообменника. Важно соблюдать при сливании раствором и интервал объемных соотношений. Если и : 0,5.0 в осадок, выпадают фазы переменного состава, а еслин -0,57, образуюшийся перво-i начально полифосфат титана будет затем постепенно растворяться вследствие комп- дексообразующих свойств триполифосфата натрия.

П р и м е р. К 500 мл 0,1М раствора триполифосфата натрия при псютоянном перемешивании быстро прилив.ют 1000 ьш 0,1М раствора четыреххлористого титана. Образуется обильный гелеобразйый осадок. Перемешивание продолжают еще 15-20мин и затем на такое же время оставляют в i.oKoe, Осадок отфильтровывают через бумажный фильтр, промывают водой до уд&

ления хлор-ионов и сушат на воздухе при комнатной (Температуре. Высушенное на воздухе,вещество содержит %:Т,.а2 от 35,8 до 38,5 .HPjQ от 40,1 до 43,5, Выход составляет 12-14 г воздушно-сухого прем

дукта, ПJOlпyчeннь й стеклообразный полифосфат титана представляет собой механически очень прочное вещество, практически нерастворимое в минеральных кислотах. Его измельчают до частиц желаемых раэмеров и промывают в колонке 0,01NHC K до удаления ионов натрия, а затем водой. После этого ионообменник готов к работе,.

Данные по сорбционным свойствам и гидролитической стабильности полифосфата титана в широком интервале рН, полученные в статических условиях при 25 ОД С

в системахНСВ-КаСВ.иаСВ -Na04.,HCe-XCF sKCe-KoH,HCe--T bCB,)pp-i7bOH приведеша в таблице.

Как следует из полученных результат тов, максимальная обменная емкость по натрию достигает 5,0 мг-экв., а по калию и рубидию 4,8 мг-экв.

Ю t CD о о CD

cq 1 q cq г- cq H H тн d d d

CD 00 о (VI О НСЛ НСМЮСО

ю . q q да cq OOOHTfc rHOlfMoi

CM о 00

q q H q q r( d и H H

CDCDCDOOCOCDOJOO t СО Н 05 т} г- to О| Н О

гч СМ со со vf т

r- .-) r- CO О

H N 01 CO q q

rH и гЧ T-H тЧ iH

СП о со

см со о CJ3 h- о

iq сч CM CO Ю Q

d d

COLOt OOCOCDHHH

H t CD N И CO

00 t CD q iq

rf N H H rH о

CM T} CD

q q «-1 N , q, o o d d d и

Ю f о 0) lO

H w eq iq CD q

H H H i-i H 01

CO CO in Ю M Ю N Ю гЧ тН fXO in . CO

CO о r о

q o,,. H CO en d d d d d d CO Ю CD H Tj 1. . 4 I H H H H H rj о 01 cd j т. 9, Tl 00 6 cs о Vl T 71 Tl cN (i «-rtt-IHHHCOCDt о CO CO и гн

CO о о to Cnh-OlOOr-OL COcO

ч . -1 q t-. q Ю ci со со

OO-HCl COHOlOlCO

ООО СОС4ОО)Г-С53

Q q Си r €0 cq ю

о

rH CO CO f Tf Tf Tf.

о

H

CM r- r- CO

cococo o oю

. oj q q и о о

Ю1(СПгН1-(НтН

r - о 05 tinnCOsflQCO COO

cq, H q q q Q - od ю сосое | ЮНнсмо1со

Г-OlOlOt OOCDOCD

1-1 CO iH О ю 00 q ;Г- p t-

-i H «0 rf «n

CM CDOJCDr-CJ)00tO °o H . . Q. . OirflfJcD С сОСООЗ о r- о inc4 о г4 НгЦ ° Ti CI OlO

Формула изобретения

Способ попучвшя ионообменника на оо нова попифосфатов( четырехвалентных ме,таллов, включающий смешивание во.цных среютворов триполифосфата катрия и сопи четырехвалентного металла, отличающийся тем, что, с целью получения полифосфата титана состава 1,45 .

.обладающего повышенной сорбцион,1H,,0 ной емкостью по отношеншо к щелочным металлам и гидролитической стабильностью, в качестве сопи четырехвалентного метал ла берут тетрахлорид титана и смешиванию подвергают изомопярные растворы с концентрацией компонентов 0,08-0,11 моль/л при объемном соотношении трипапифосфата натрия и тетрахлорида титана 0,50 - 0,57

(в пересчете наР,оДиТч

).