Способ получения хелатообразующих ионообменников Советский патент 1992 года по МПК C08F120/58 

Изобретение относится к синтезу растворимых хелатообразующих ионообменников (ионитов), которые содержат арсоногруппы и могут найти применение а гидрометаллургии для разделения и концентрирования различных металлов, в качестве флокулянтов и коагулянтов в процессах водоочистки сточных вод.

Известен способ получения ионитов с арсоногруппами путем полимераналогичных превращений низкомолекулярного полистирола, а именно нитрованием, восстановлением и азосочетанием.

Недрстатком известного метода является сложность, многостадийность и большая продолжительность (80100 ч).

Полученные продукты отличаются неудовлетворительными кинетическими свойствами, поскольку в жестких усs5ловиях реакции в агрессивной среде (концентрированная азотная и соляная

. кислота) происходит деструкция макССромолекул.

се ю

Реакция восстановления нитрополистирола протекает в автоклаве при повышенном давлении и температуре 150-160°С. I

Наиболее близким техническим решением к предлонсенному является способ получения хелатообразующих ионитов полимеризацией стирола, нитроионием, восстановлением и азосочетгнием диазотированного иизкомолекулярного аминополистирола (мол, масса 000) с о-оксифениларсоноэой кислото тирол полимеризуют в среде четырехлористого углерода в присутстоми ерекиси бензоила при нагревании, :итруют дымящей азотной кислотой при 30°С. Нитрополистирол зосстанавлиают оловом в среде соляной кислоты автоклаве при повышенном давлении о минополистирол после отделения олоа диазотируют нитритом натрия в при утствии соляной кислоты при (-5) °С, Азосочетанием диазотированного минополистирола с о-оксифениларсоооой кислотой получают хелатообразу щии ионит, содержащий арсоногруппы бменная емкость смол по 0,1 и, ратвору КОН 2,8-3 мг-экв/г. Время онообменного равновесия 2ч, Цель изобретения - упрощение прозсса и улучшение кинетических войств целевого продукта - достигатся тем, что полимеризуют мётакрилмид-Н-фениларсоновую кислоту в раст орителе, например спирте, в инертой атмосфере при 70-100 С в течение 6 ч в присутствии инициаторов ради ального типа (перекись бензоила, ерекись водорода, динитрил азобисзомасляной кислоты). Полученные полиэлектролиты - поошки светло-розового цвета, расторяющиеся в диметилформзмиде. В заисимости от условий проведения роцесса (температуры, природы и кон ентрации инициатора, продолжительости) можно получать растворимые по имеры с характеристической вязкость 23 53,2 дл/г, а также нераствори ые продукты. Приведенная вязкость с азбавлением возрастает, что характе изует полимер как полиэлектролит. Логарифмы (Ig К) констант устойивости (pKod, h,6, . 5,7, рКо/ ,0) комплексов Uo|, , Pt и a с ионитом составляют 7,8; 6,7; ,3 и 6,5 соответственно при ,5, ОЕ по 0,1 н. раствору NaOH достигат 3,2 мг-экв/г. СОЕ ионитов при сорбции из водных эстворов при рН 3- (равновесие усанавливалось в течение мин) по , РЬ, Ga и La состав ,лет 2,3; 2,4; 3,3; 2,1 и 1,3 мг-экв и оответственно. Из перечисленных результатов видо, что иониты обладают наибольшим родством к ионам UO., и Pt кон7станты прочности которых равны 7,8 и 8,3 соответственно. П р и ме р 1. В реактор в атмосфаре инертного газа загружают 2,5 г метакриламид-о-фениларсоновой кислоты, 0,0075 г (0,3% от веса мономера) перекиси бензоила, 20 мл абсолютнотермостатируют 6 ч при го спирта, 70С. Полимер высаживают серным эфиром, сушат в вакууме при 30°С. Выход 89. Порошок светло-розового цвета, растворяется, в диметилформамиде (ДМФА), ИК-спектры указывают на полимеризацию за счет раскрытия двойных связей ОД в ДМФА при 3,2 дл/г, СОЕ по 0,1 н, NaOH 3,2 Ml-экв/г. Пример2. В реактор в атмосфере инертного газа загружают 1,25 г метакриламид-о-фениларсоновой кислоты, 0,00375 г (0,3% от веса мономера) перекиси водорода, 10 мл абсолютного спирта, термостатируют 3 ч при о Полимер высаживают серным эфиром, сушат в вакууме при . Получают полимер, растворимый в ДМФА, 2 в ДНФА при 20°С 1 дл/г, СОЕ по 0,1 н. NaOH 3,0 мг-экв/г. Аналогичны примеры получения ионитов на основе других изомеров метакриламидфениларсоновой кислоты или диакриловых и диметакриловых эфиров оксифениларсоновой кислоты. Предлагаемый способ позволяет получать растворимые хелатообразующие иониты с широким диапазоном характеристической вязкости, а также нерастворимые продукты с улучшенными ки.нетическими свойствами. Использование в качестве исходных веществ легкодоступных изомеров метакриламидфениларсоновой кислоты позволяет устранить многостадийность и сложность известных способов (исключаются стадии нитрования, восстановления, диазотирования). Использование предлагаемого способа позволяет снизить температуру до 70-1ОО С, продолжительность реакции до ч, заменить автоклавы реакторами стандартного типа. Растворимость полимера дает 8озмо«ность интенсифицировать процессы сорбции разделения ионов благородных и редпоземельных металлов. Время ионообменного равнЗвесия 3-5 мим. Благодаря высокой селективности предложенные

576i3326

иониты могут быть использованы в ка-гни, для выделения и концентряровачестве коагулянтов,, флокулянтов принил различных ионоо металлов.

очистке сточных вод, о гидрометаЪлур

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХЕЛАТООБРАЗУЮЩИХ ИОПООБНЕННИКОВ полимеризацией ненасыщенного мономера, о тл и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью упрощения процесса и улучшения кинетических свойств, в качестве ненасыщенного мономера используют метакриламид-К-фениларсонозую кислоту и полимеризацию проводят в растворителе в инертном атмосфере в присутствии инициаторов радикального типа при 70-100 С в течение 3-6 ч. 7 ft/J 9-о /V А С 08 F .120/58. 7:70-ТГр-2..мл,-,,,. - . i :.;:, л 1- ПЛи НИЯ i . й;, iUir.--A i .Л/v-Jii , ., ,„. , . ./ --х А.. W . -.v..iki;tJiiiibii -4