Способ получения комплексообразующего ионита Советский патент 1987 года по МПК C08F226/06 C08J5/20 

1. Изобретение относится к области получения комплексообразующих полимерных сорбентов, в частности к способам получения сорбентов на основе поливинилпиридинов, способных образовывать комплексы с ионами переходных металлов. Такие сорбенты могут применяться для селективной сорбции ионов переходных металлов, в частности меди, кобальта, никеля, из растворов. Известен способ получениясор-, бента меди путем сшивания метилендиакриламидом комплекса сополимера диэтилового эфира винилфосфоновой кислоты и акриловой кислоты с медью с последующим удалением иона меди. Сорбционная емкость по отношению к меди составляет 4,2 мгэкв/г. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения комплексообразующего ионита путе сшивания дивинильным сшивающим агентом комплекса поли-4-винилпиридина с металлом с последующим удалением иона металла из сорбента. Однако Сорбционная емкость известного ионита по отношению к пере ходным металлам,-в частности к меди невелика и не превышает 2,5 мг«экв/г Целью изобретения является увеличение сорбционной емкости по отношению к переходным металлам. Для достижения цели в способе получения комплексообразующего иони та путем сшивания дивинильным сшивающим агентом полимерного комплекса переходного металла с последующи удалением .иона металла в качестве п лимерного комплекса используют комплекс кватернизованного на 30-40 мае поли-4-винилпиридина с ионами меди, кобальта или никеля. В качестве дивинильного сшивающе го агента используют N,N-мeтилeнди акриламид. Кватернизацию поли-4-винилпиридина (поли- -ВП) осуществляю взаимодействием полимера с бензилхлоридом. Комплексообразование полимера с переходными металлами осуществляют смешением водно-спиртового раствора кватернизованного поли-4В11 с растворами хлористых солей меди, кобаль та или никеля и осаждением образующегося комплекса раствором аммиака. 22 Ион металла из сшитого сорбента удаляют обработкой его раствором соляной кислоты и переводом сорбента в гидратную форму раствором NaOH. Пример 1,2г свежеперегнанного 4-винилпиридина растворяют в 40 г толуола, добавляют 0,02 г гидроперекиси кумола и нагревают в вакуумированной до торр ампуле при 60°С в течение 8 ч. Высадившийся полимер 4-винилпиридина очищают осаждением из раствора метанола диэтиловым эфиром. Выход 1,8 г (90%). 1 г поли-4-винилпиридина растворяют в 80 мл метанола, нагревают до , по каплям добавляют 80 мл воды и затем 0,35 г бензилхлорида. Перемешивают в течение 2 ч. К полученному раствору частично кватернизованного поли-4-винилпиридина добавляют по каплям и при перемешивании 80 мл 0,1 н. водно-этанольного (1:1) раствора. Смесь титруют 0,1 н.раствором аммиака до полного осаждения комплекса. Выпавший комплекс частично кватернизованного поли-4-винилпиридина с медью отфильтровывают, промывают водой для удаления избытка ионов меди и сушат под вакуумом при 35-40С. К 1 г высушенного комплекса добавляют 0,05 г N,N -метилендиакриламида и смесь измельчают в шаровой вибромельнице до размера частиц 0,04-0,06 мм, прессованием изготовляют таблетки, которые нагревают в вакуумированных до 10 -Ю торр ампулах при 120°С в течение 2 ч. Из полученных сшитых образцов десорбируют ионы меди обработкой 1 н.раствором НС1, затем образцы промывают водой и переводят в гидратную форму обработкой 0,001 н.раствором NaOH. Затем сорбент промывают водой и высушивают при 80°С. Емкость полученного сорбента по ионам меди составляет 5,85 мг.экв/г. Для сравнения определяли емкость сорбента, полученного сшиванием этого же образца поли-4-винилпиридина в тех же условия, но без предварительной обработки ионами меди. Емкость составила 3,55 мг,экв/г. Пример 2. К раствору 1 г на 35% кватернизованного поли-4-винилпиридина, полученного по методике, описанной в примере 1, добавляют 40 мл 0,1 н.водно-этанольного (1:1)

398

раствора CoCl,j. Далее по методике, описанной в примере 1, получают сшитые образцы комплексов частично кватернизованного поли-4-виншширидина с ионами кобальта. После десорбции ионов кобальта и обработки раствором щелочи и водой, как это описано в примере 1, емкость сорбента по ионам кобальта составила 2,00 мг экв/г.

Для сравнения определяли емкость сорбента, полученного сшиванием этого же образца поли-4-винилпиридина в тех же условиях но без предварителной обработки ионами кобальта. Емкость составила 1,27 мг-экв/г.

Пример 3. К раствору 1 г на 35% кватернизованного поли-4-винилпиридина, п олученного по методике , описанной в примере 1, добавляют 40 мл 0,1 н.водно-этанольного (1:1) раствора NiClj. Далее по методике , описанной в примере 1, полу24

чают сшитые образцы комплексов частично кватернизованного поли-4-винилпиридина с ионами никеля. После десорбции ионов никеля и обработки раствором щелочи и водой, как это описывалось в примере 1, емкость собента по ионам никеля составила 2,19 мг экв/г.

Для сравнения определяли емкость сорбента, полученного сшиванием этого же образца поли-4-винилпиридина в тех же условиях, но без предварительной обработки ионами никеля. Ёмкость составила мг экв/г.

Предложенные иониты также значительно превьш1ают по сорбционной емкости промышленный комплексообразующий ионит на основе 4-ВП (АН-40), у которого емкость по меди, кобальту и никелю составляет соответственно 1,89, 1,70 и 1,0 мг.экв/г.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПЛЕКСООБРАЗУЮЩЕГО ИОНИТА путем сшивания дивинильным сшивающим агентом полимерного комплекса переходного металла с последующим удалением иона металла, отличающийся тем, что, с целью увеличения сорбционной емкости по отношению к переходным металлам, в качестве полимерного комплекса используют комплекс кватёрнизованного на 30-40 мас.% поли4-винилш1ридина с ионами меди, кобальта или никеля.