Способ получения анионитов Советский патент 1992 года по МПК C08F212/14 C08F8/32 C08J5/20 B01J41/14 

Изобретение относится к синтезу высокопроницаемых полифункциональных анионитов, которые могут найти применение для выделения и очистки антибиотиков, ферментов, алкалоидов, сорбции, концентрирования и разделения металлов в .гидрометаллургиио

Известен способ получения анионитов путем аминирования галогенметилированных сополимеров моно- и дивинильных соединений алкилзамещенными диаминами .

В качестве .полимерной матрицы использован сополимер стирола и дивинилбензола (ДББ), которая в лучшем случае в результате модификации может стать макропористой с органиченной набухаемостью, а следовательно, и ограниченной проницаемостью.

Кроме того, аминирование проводят при температуре кипения аминов (такие

амины кипятят при IZO-I C C) в течение 2 ч в случае N,N-тeтpaмeтилэтилендиамина и 8 ц в случае диметиламиноэтилтриметиламмониевого йодйда. После аминирования и дистилляции в обоих случаях пропускают под давлением 35 мм рт.ст. при kS°C хлористый метилен в течение k ч, что усложняет весь процесс синтеза ионитов. Общая продолжительность синтеза таких ионитов 6-12 Чо

Известен также способ получения анионитов путем аминирования этилендиймином или пропилендиамином хлорметиЬированных сополимеров стирола с диви илбензоломо

Для этого способа характерны продолжительность синтеза (Й-10 ч), сравнительно низкая обменная емкость получаемых анионитов, неспособность образовывать 1 омплекснь1е соединения с ио365нами металлов, что связано с отсутствием комплексообразующих свойств у функциональных групп этих ионитов, а также низкой проницаемостью полимерной матрицы. Цель изобретения. - получение высокопроницаемых полифункциональных анио нитов с повышенной селективностью и улучшенными кинетическими характеристиками. Поставленная цель достигается тем что в качестве исходных сополимеров применяют галогеиметилированные сополимеры стирола с длинноцепными диенами, ионогенные группы вводят аминированием указанных сополимеров Ы,М-диметцлпропандиамином или N-метилпропандиамином. Аминогруппы Ы,к-диметил и N-метилпропандиамина разделены тремя метиленовыми группами, что снижает г4фект сопряжения, в результате чего усиливается их способность к донорноакцепторному взаимодействию с сорбируемыми ионами с реализацией как ион ной, так и координационной связи. Высокая проницаемость исходных галогенметилированных сополимеров позволяет провести реакцию аминирования за 1,5-2,0 ч„ Синтезированные аниониты отличаются достаточно высокой химической и термической стойкостью, Химическую стойкость ионитов исследоввли, действуя 5 н, растворами . или NaOH при в течеЯие 30 мин, а также 10 -нымраствором при комнатнойтемпературе в течение 48ч Потери о6 (енной емкости анионитов после контакта с раствором кислоты не-превыша ют 3,7%, а с раствором щелочи 4,2 Перекись водорода снижает обменную емкость ионита на 21%о Пример. В реактор загружают 10 г хлорметилированного сополимера стирола с 8% диизопропенилпроизводных дифенилоксида или дифенилметана и 30 мл диоксанао После набухания сополимера в течение 2 ч в- реактор добавляют 50 мл N,N-димeтилпpoпaндиaминa и при перемешивании смесь нагревают д 100°С в течение 1,5 ч. После охлаждения до комнатной температуры анионит отделяют фильтрованием, промывают дис тиллированной водой, обрабатывают 5%-ным раствором NaOH и отмывают дис,тиллированной. водой до нейтральной реакции фильтрата. Содержание азота в полимере составляет 10,99%, обменная .ёмкость по 0,1 Но раствору НС1 6,8 мго экв/г, коэффициент набухания в воде равен 2,3, Пример. В реактор загружают . 10 г хлорметилированного сополимера стирола с 8% диизопропенилпроизводных :дифенилоксида или дифенилметана и 30 мл диоксана. После набухания в течение 2 ч в реактор добавляют 50 мл N-метилпропандиамина и при перемешиваний нагревают до 11)0°С в течение 1,5 ч. После, охлаждения до комнатной температуры а-нионит отделяют фильтрованием, промывают дистиллированной водой, обрабатывают 5%-ным раствором NaOH и отмывают дистиллированной водой до нейтральной реакции промывных вод. Содержание азота в полимере составляет 11,. обменная емкость по 0,1 н. раствору НС1 6,66 мг,-экв/г, коэффициент набухания в воде равен 2.2. Аналогично примерам 1 и 2 проводят реакцию аминирования галогенметилированных сополимеров стирола с диизопропенилпроизводными дифенила, дифенилсульфида или дифенилсульфона; галогенметилированных сополимеров стирола . с N,N -aлкилeндимeтaкpилaмидoм, с бис-(п-винилфенил)алканами, с N,Nарилендиметакриламидами диметакриловых эфиров диоксидифенилсульфоксида,диоксидифенилсульфона, гидрохинона, диоксидифенилпропана или диоксидифенилметана. Физико-химические характеристики синтезированных ионитов приведены в таблице. Как видно из данных, приведенных в таблице, продолжительность аминирования в предлагаемом способе составляет 1,5 Мо Синтезированные аниониты способны сорбировать ионы никеля и кобальта с достаточно высокой емкостью (до 3,5 мг.-экв/г). Сорбцию этих ионов проводили из 0,05 н. растворов сернокислого никеля или кобальта в статических условиях при комнатной температуре , Следует отметить, что предлагаемые полифункциональные аниониты характеризуются высокой емкостью по ионам металлов при низких степенях набуха tH3,

примечание: еОЕ( рассчитана по содержанию азота, СОЕ определена из кривых потенциометрическоготитрования. ДНПДА - анионит на основе N,Nдиметилпропандиаиина, НПДА - на основе N-нетилпропандиамина.