Способ получения сорбента Советский патент 1983 года по МПК C08F212/14 C08F8/30 C08J5/20 

использовать сорбционную емкость эт го сорбента при сорбции из водных растворов. Кроме того, при получени сорбента по способу - прототипу воз можно протекание побочной реакции алкилирования молекулы 3(5)-метилпи .разола по второму атому азота, что приводит к возникновению дополнител ных сшивок в структуре сорбента и уменьшению скорости реакции как полиме раналогичного превращения, так и к уме ньшению проницаемости по сорбируемым ионам. Цель изобретения - повышение сор ционной емкости и сокращение продолжительности процесса. Указанная цель достигае-тся тем, что согласно способу получения сорбента путем обработки хлорметилированных сополимеров стирола и дивинилбензола 3(5)-метилпиразолом, обработке подвергают сополимеры, содержащие хлорметильные и/или дихлор метильные группы, а обработку 3(5)метилпиразолом проводят в присутстВИИ соединения основного характера, выбранного из группы, содержащей гидроокиси щелочных металлов и аммония, или соли сильного основания и слабой кислоты при 75-85°С. Предварительно выдерживают хлорметилированный сополимер стирола и дивинилбензола в диоксане или димет формамиде. Использование сополимеров стирола и дивинилбензола, содержащих наряду о хлорметильнЕзМИ дихлорметильные группы (содержание хлора в исходных сополимерах достигает при этом 30%), позволяет ввести в струк туру сорбента большее количество пиразольных циклов и за счет этого повысить сорбционную емкость на еди ницу массы сорбента. Проведение обработки хлорметилированных сополиме ров стирола и дивинилбензола (как гелевой, так и макропористой структуры) 3(5)-метилпиразолом в присутс вии соединений основного характера таких, как гидроокиси щелочных металлов и аммония (КОН, NaOH ШЦОН) , или солей сильных оснований и слабы кислот таких, как карбонаты калия, натрия и аммония в сочетании с опти мальной температурой обработки 7585°С позволяет повысить скорость взаимодействия хлорметильных групп сополимера с атомами азота 3(5)метилпиразола и избежать протекания побочной реакции сшивания по втором атому азота пиразольного цикла и добиться практически количественног превращения (степень конверсии дост гает 97 мол.%, а- содержание остаточ ных хлорметильных групп не превышает 3 мол.%). Указанные соединения основного характера используют в количестве 0,1-0,7 моль, на основе моль сополимера. Для сокращения расхода 3(5)-метилпиразола и повышения скорости на начальной стадии процесса за счет его перевода из диффузионной области в кинетическую исходный хлорметилированный сополимер предварительно выдерживают 15-30 мин для набухания в диоксане или диметилформамиде. Пример. Юг макропористого хлорметилированного сополимера стирола, и дивинилбензола (содержание хлора 18,5%) загружают в трехгорлую круглодонную колбу, снабженную мешалкой, обратным холодильником и термометром, емкостью 150 мл, заливают 30 мл диоксана и выдерживают 15 мин.Далее добавляют 50 мл 3(5)- метилпиразола и 1 г(О,027 моль/осн.моль хлорметилированного сополимера) гидроокиси натрия, повышают , температуру до вО°С и выдерживают при перемешивании 3 ч. После охлаждения продукт отфильтровывают, промывают 50 мл спирта, затем 200 мл дистиллированной воды, отжимают под вакуумом, высушивают 6 ч при 80-85°С и анализируют. Содержание азота в продукте 11,5%, хлора 0,8%. Сорбционная емкость по 0,1 н. раствору азотнокислого серебра 3,0 мг-экв/г.. Для сорбента, полученного по способу - прототипу, содержание азота 10,1%, хлора 1,5%, Сорбционная емкость по 0,1 н. раствору азотнокислого серебра 1,8 мг-экв/г. Пример2.10г хлорметилированного макропористого сополимера (содержание хлора 15,9%) обрабатывают, как указано в примере 1, используя вместо диоксана диметилформамид, а вместо гидроокиси натрия гидроокись калия в количестве 0,6 г (0,13 моль на осн. моль исходного сополимера). Содержание азота в продукте 9,1%, хлора 0,5%. Сорбционная емкость по 0,1 н. раствору азотнокислого серебра 2,5 мг-экв/г. Для сорбента, полученного по способу - прототипу, содержание азота 8,1%, хлора 1,4%. Сорбционная емкость по 0,1 н. раствору азотнокислого сзребра 1,1 мг-экв/г. ПримерЗ. Юг хлорметилированного сополимера, указанного в примере 2, обрабатывают 50 мл 3(5)- . метилпиразола в присутствии 4 г безводного карбоната калия (0,7 моль на осн.моль исходного сополимера) при 75°С в течение 3 ч. Далее обработку проводят по примеру 1. Содержание азота в продукте 8,0%, хлора 1,1%, Сорбционная емкость 2,0 мгэкв/г. Пример4. Юг сополимера, указанного в примерах 2 и 3, обрабатывают как указано в примере 3, используя добавку 4 г 25%-ного водного раствора гидроокиси аммония. Содержание азота в продукте 8,6%, хлора 0,9%. Сорбционная емкость по 0,1 н. раствору азотнокислого серебра 2,5 мг-экв/г. ПримерБ. 15 г дихлорметилированного сополимера (содержание хлора 28%) , содержащего 2% п-дивинилбензола, и полученного в присутст ВИИ 40 мас.% четыреххлористого углерода, заливают 40 мл диоксана и выдерживают 30 мин, после чего добав|1яют 75 мл 3 (5)-метилпиразола и 1,3 гидроокиси натрия .(0,36 моль на осн, моль исходного сополимера), повышают температуру до 85°С и выдержи вают 2 ч. Далее продукт обрабатывают по примеру 1. Содержание азота в продукте 15,3%, хлора 1,8%, Сорбционная емкость сорбента по 0,1 н. раствору азотнокислого серебра 4,0 мг-экв/г. Для сорбента, полученного по спо собу - прототипу, содержание азота 14,2, хлора 3,7%, сорбционная емкОСть по 0,1 н. раствору азотнокислого серебра 2,8 мг-экв/г. Таким образом, сорбенты, получен ные по предлагаемому способу, харак теризуются большей величино й сорбци онной емкости по ионам серебра (до 4,0 мг-экв/г или 430 мг/г, против максимальной емкости 263 мг/г для сорбентов, полученных по известному спрсобу). Кроме того, по предлагаемому спо собу в отличие от известного продол жительность процесса сокращается в 3-4 раза (с 9-13 ч до 2-3 ч), что снижает расходы на амортизацию оборудования, уменьшает энергетические затраты, сокращает количество затрачиваемого на единицу продукции технологического и рабочего времени, и в конечном итоге приводит к снижению себестоимости сорбента.Формула изобретения 1,Способ получения сорбе та путем обработки хлорметилированных сополимеров стирола и дивинилбензола 3(5)метилпиразолом, отличаю щи йс я тем, что, с целью повышения сорбционной емкости и сокращения продолжительности процесса, обработке под- . вергают сополимеры, содержащие хлорметильные и/или дихлорметильные группы, и обработку проводят в присутствии соединения основного характера, выбранного из группы, содержащей гидроокиси щелочных металлов и аммония, или соли сильного основания и слабой кислоты при 75-85 С. 2.Способ по п. 1,отличающ и и с я тем, что хлорметилированный сополимер стирола и дивинилбензола предварительно выдерживают в диоксане или диметилформамиде. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент ОНА 3317313, кл. 75-118, опублик. 1967. 2. Патент США № 3479321, 75-ll8j опублик. 1969. 3. Авторское свидетельство СССР 603302, кл. С 08 F 8/30, 1976 (прототип).