Способ получения анионитов Советский патент 1982 года по МПК C08F226/06 C08F8/24 C08J5/20 

Изобретение относится к области получения анионитов винилпиридинового psi да, предназначенных для извлечения анио нов и органических продуктов кислого характера из кислых сред, и может найти применение в химической, фармацевтичео кой и других отрасл51х промыишенности. Известен способ получения низкоосновных анионитов сополимеризапией ввнилшфидинов с дивинильными соединения- ми 13 .с Эти аниониты способны к .селективно му извлечению анионов з кислых сред, легко регенерируются, способны к нзвнечению катионов металлов и органических продуктов кислого характера за счет образования координационной связи. Обменная емкость аниошгга по ОД н. раствору НСС 5,2-6,0 мг экв/г, сор&цюнная ёмкость по катиону серебра 3-3,2 мг экв/г. Однако существенным нежхтгатком известных анионитов являются их низкие кинетические свойства IB обменша н сорбционных процессах. Так, степень обмш1а 2 на ионите за 5 мин контакта с ОД н. раствором НСВ не пр шшает 4О%, за 1О мин контакта 7О%. V , Наиболее бпизхям х нзо ете1шю я&ляется способ получения высокооснс ных аниошггов алкшМроваяием гапоидапкилами сопопимерсж вияштиридинов с дивикнпьшл1«к со ишеинямн 2 . При этом для обеспечения попяагы алхшшрованмя на 1 МОИЕЬ с и1олимера берут не ыеаее 1 мою галЬидалккпа Выссжоос- ясивкые аяиошггы не быть вопсопьзованы взамен ян соосвовных В1шюпшр дшкжых шяомитси во мвогкх iqxneccax, так как в сипу своей природы жи не мо гут разделять сяпьные и слабые анноны (например, в провессе очистки раствора роданида от хлоридов), не сжюобны к извлечению coeaifateanu за счет образоыаяя координшшонной свяая с атомом азота пиридинового кольца вз-да OTcyi ствия н юдептшой злтстронной пары и т.д. Цепь изобретения - улучшение кинема тических свойств анионитов. Для этого предлагается способ получения анионитов обработкой сополимеров винилпнридинов с шнияшльнымк мономерами галоиасодержашим соединени ем, в качестве которого используют dL-хлор гидринаглицерина в количестве 0,050,2 моль на 1 моль сополимера. Преимуществом предлагаемого спосрба. является повышение кинетических свойств анионита в 1,5-2 раза за счет .повышения гидро яшьности полимерной матрицы при сохранении сорбционных свойств, характерных для низкоосновных анионитов. Предлагае11 1Ь1 и способ заключается в следующем. Сополимеры винильных производных пиридинов с дивинильными соединениями алкилируют d -хлоргидринаглицерином в количестве О,05-О,2 моль на 1 моль сополимера в среде полярного растворителя при 8О-1ОО°С в течение 4-6 ч. Использование меньшего количества d -хлоргидринаглицерина практически н оказывает влияния на кинетические свойства анионита; использование d-хлоргиа ринаглицерина в соотношении более 0,2 моль на 1 моль сополимера приводит к значительному повышению количества высокоосновных групп. Использование в качестве алкилирующих агентов галоидалкилов, не содержащих гидроксильных групп, в предлагаемых соотношениях приводит к повышению кинетических свойств не более, чем на 15-20%, что не имеет практического сшачения. В качестве исходтх сополимеров ви- нилпиридинов используют сополимеры .. 2,4-виншширидинов, 2,5-6,2- и 2,4-ме тилвинилпиридина с днвишшбензолом, 2,5-дивинилпиридином, динзопропенил- бензолом, диакриламидом, диБИНилШ1ридинпиперазииом гелевой, макропс истой . и макросетчатой структур. Пример. 20 г (1моль) сополимера 2-метил-5-вин1рпгаридина с 15% дивинилбензола макропористой структу{ш (6О об. %. бензина) подвергают набуханию, в смеси 40 мл диметилформамида и 3,70 г (0,2 моль) d -хлоргидринагли церина в течение 30 мин, затем проводят нагревание реакционной смеси при в течение 6 ч. Алкнлированный продукт отмывают растворителя водо и от ионов хлора 3-4%-ным раствором едкого натра, затем водой. Отмытый анионит анализируют. Содержание гидроксильных групп 2,0%. СОЕ по 0,1 и. раствору соляной кислоты 5,6 мг экв/г обменная емкость за 5 мин контакта 5,4 мг экв/г (95%). Сорбционная емкость по серебру из 0,1 н. раствора азотнокислого серебра 3,2 мг экв/г. за 2 ч контакта 2,55 мг экв/г (80%). П р и м е р 2. 20 г высушенного сополимера 2-винилпиридина с 8% дивинилпиридина гелевой структуры подвергают набуханию в растворе 3,1 г d-хлоргидринаглицерина из расчета 0,15 моль на 1 моль сополимера в 5О мл диметилформамида в течение 5О мин, затек проводят нагревание реакционной смеси при 90 С в течение 4ч. Алкилированный продукт отмывают от растворителя и обрабатывают 5%-ным раствором едкого натра до удаления ионов хлора. Обработанный анионит анализируют. Содержание гидроксильных групп 2,8%, впагоемкость 1,6 мг/г, СОЕ по О,1 н. раствору соляной кислоты 5,2 мг экв/г, обменная емкость за 5 мин контакта 4,2 мг экв/г (степень обмена 80%), за 1О мин контакта 4.8мг экв/г (степень обмена 92%). Сорбционная емкость посеребру из 0,1 н.. раствора (j3,l мг экв/г, за 2 ч контакта 1,6 мг экв/г (5О%). 11 р и м е р 3. 2О г высушенного сополимера 2-метил-5-винилпиридина с 8 мол.% дивинилпиркдиндиэтиленпиперазином макросетчатой структуры подвергают набуханию в-растворе 1,6 г d -хлоргидринаглицерина (из расчета 0,05 моль на 1 моль ) в 4О мл диметилформамида в течшхие ЗО мин, затем нагревают реакционную смесь при в течение 6 ч. Алкипированный продукт отмывают от растворите;1Я и обрабатывают 4%-ным раствором едкого натра до удаления ионов хлора. Обработанный анионит анализируют. Содержание гидроксипьных групп 2,2%, СОЕ по 0,1 н. раствору соляной кислоты 6,4 мг экв/г, обменная емкость за 5 мин контакта 5.9мг экв/г (степень обмена 92%), за 1О мин контакта 6,25 мг экв/г (степень обмена 98%). Сорбционная емкость по серебру из О,1 н. раствора AijNOfj 4,1 мг экв/г, за 2 ч контакта 3,12 мг экв/г (76%). П р и. м е р 4. В этом примере для сравнения описывается получение анионита по известному способу 2 .

2О г сополимере 2-метил-5-винилго1ридина с 15% аивинилбензодрЕв макропористой структутш подвергают набуханию в смеси 18,5 г d -хлоргидринаглиперина (из расчета 1 моль иа 1 моль сополимера) и 4О мл. диметилформамида в течение ЗО мин. Затем нагревают реакционную смесь при 90°С в течение 5 ч. Алкилированный продукт отмывают от растворителя, обрабатывают 4%-иым раствором едкого натра до отсутствия ионов хлора, промывают водой до нейтральной реакщш и анализи1.уют. Содержание гидроксильСорбционные кинематические свойства аннонитов

ных 14%. Влагоемкость 2,1 мг. СОЕ по 0,1 н. раствору соляной кислоты мг экв/г, обменная емкость за 5 мин контакта 2,2 мг экв/г (75,0%), за 10 мин 2,5 мг экв/г (86%). СОЕ по О,1 н. раствору хлористого натра 1, О8мг эрсв/г

Сорбциоиная емкость по середу отсутствует.

Сравнительные свойства анионитов, поа1учеш1ых по предлагаемому способу, и известных анионитов приведены в таблице.

5 мин

2 ч

1 ч