Способ получения амфотерных сорбентов

знлтнхне цдука МБА ИСА БРЕТ пп 435251 оэ Советскихциалистических публик(22) Заявлено 30,11.72 (21) 1851898/23-5с присоединением заявкил. С 081 19/О Государственный коми Совета Министров СС оо делам изобретений и атнрьпий2) Присритет Оп бликовано 4. Бюллетень25 53) УДК 661.183,1(088,8) ага опубликования описания 16.01.7 2) Авторы изобретения Б, Галицка И, Друзин, И, Г. Стебенева и И одрес 71) Заявител 54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АМФОТЕРНЬХ СОРБЕНТОВ Изобретение относится к получению амфотерных сорбептов, обладающих ионообменными и комплексообразующими свойствами, применяемых для сороции различных ионов металлов. 5Известен способ получения амфотерных сорбентов радикальной сополимеризацией моновинилпиридинов с акриловыми кислотами или производными акриловых кислот в присутствии диена или без него. Структура 10 амфолитов характеризуется строгим чередованием основных и кислотных групп. Полиамфолиты в ХаОН-форме способны извлекать катионы переходных металлов за счет образования прочных хелатных комплексов, Од пако из-за низкой силы основности пиридиновых групп в амфолите образуется прочная внутренняя соль в широком диапазоне рН. Это ограничивает ис 1 ользование сорбента для извлечения и очистки металлов, Кроме 20 того, жесткая структура полиамфолита приводит к быстрому разрушению сорбента в рабочих условиях.С целью устранения указанных недостатков, а также расширения ассортимента комп лексообразующих сорбентов предлагается получать амфотерные сорбенты радикальной сополимеризацией 2- (-этилен) аминозамещенных винилпиридинов с непасьпценными карбоновыми кислотами или их производными и с 30 дивинпльными соединениями, Процесс полимеризации осуществляют в присутствии инициаторов радикального типа (например, динитрилазодиизомасляной кислоты) при температуре 40 - 90 С в течение 5 - 10 час.Использование гаммы полифункциональных винилпиридинов с аминогруппами различной основности обеспечивает селективное извлечение катионов металлов в широком диапазоне рН.Более высокая основность атома азота алифатической аминогруппы по сравнению с осповностью атома азота пиридинового кольца обеспечивает повышенную сорбционную емкость новых амфолитов по сравнению с сорбционной емкостью известных.Известно, что большую роль в процессах извлечения металлов за счет комплексообразования играет строение элементарной ячеики сорбснта. Алифатическая аминогруппа большого размера придает структуре сшитого сорбента определенную разрыхленность, что способствует доступу катионов металлов в фазу ионита. Присоединение аминогруппы к пиридиновому кольцу через метиленовые мостики обеспечивает ее подвижность и более легкое образование координационной связи, М-Диалкиламинозаместители с этильными или бутильпыми радикалами играют роль внутренних пластификаторов, что резко повышаетП р и м е р 1. Смесь, состоящую из 17,6 г (0,1 моль) 2-р-этилен- (ди метил а мино)-5-винилпиридина, 8,6 г (0,1 моль) метилметакрилата, 2,6 г дивинилбензола, 0,78 г динитрила азодиизомасляной кислоты, диспергируют в 80 мл 1%-ного раствора крахмала, насыщенного хлористым натрием, Полимеризацию ведут 8 час при 40 - 90 С, Сополимер отделяют от жидкой фазы, обрабатывают паром для удаления низкомолекулярных продуктов. Выход сополимера 82 - 85%.Затем проводят омыление эфирных групп сополимера в автоклаве при 2 атм 200 мл 40%-ного водного раствора едкого натра при температуре 180 С в течение 25 час. Амфолит в Ка-ОН-форме фильтруют и промывают дистиллированной водой до нейтральной реакции.Характеристика амфолита:Содержание азота, % 10,4 Обменная емкость, мг экв./г:по карбоксильным группампо анионообменным группамСорбционная способность амфолита по катиону меди прирН 4, мг экв,/г 3,8 4,6 5,2 3эластичность (температура стеклования понижается на 40 - 60 С) и соответственно механическую прочность сорбента.В качестве 2- (р-этилен) -аминозамещенных винил пир идинов используют 2-Р-этилен- (диметиламино)- 5 - винилпиридин, 2-1 р-этилен(диэтиламино) - 5 - винилпиридин, 2-(р-этилен- (дибутиламино)-5-винилпиридин, 2-Р- этиленпиперидин)-5-винилпиридин, 2этилен-(циклогексиламин)5-минилпиридин, 2- 1 р-этилен-(Х-метилпиперазин)-5 - винилпиридин и др.В качестве производных ненасыщенных карбоновых кислот применяют алкиловые эфиры акриловой и метакриловой кислот, акрилонитрил, дибутилитаконат и т. п.В качестве дивинильного соединения используют дивинилбензол, диизопропенилбензол, 2,5-дивинилпиридин, триэтиленгликольдиметакрилат, диЧ,И-(5-винилпиридин)-этиленпиперазин.435251 4Для повышения основности аминогрупп25 г высушенного сополимера подвергают набуханию в 25 мл диметилформамида, затем обрабатывают раствором 75 г иодистого ме тила в 25 мл диметилформамида. Реакциюпроводят при 50 С в течение 10 час.Характеристика амфолита: Содержание азота, %Обменная емкость, мг экв./г:по карбоксильным группам по анионообменным группам Сорбционная емкость по катиону меди при рН 4, мг экв,/г 9,6 10 4,3 4,7 3,6 П р и м е р 3. Смесь, состоящую из 22,6 г2-1 р-этилен-(К-метилпиперазин) - 5 - винилпиридина, 8,6 г метилакрилата, 3,16 г 2,4-ди- И,К-(5-винилпиридил-этилен)-пиперазина и 20 1,0 г динитрила азодиизомасляной кислоты,диспергируют в 100 мл 1 %-ного раствора крахмала, насыщенного хлористым натрием, Полимеризацию ведут 6 час при температуре 50 - 90 С. Отделенный от жидкой фазы сопо лимер обрабатывают паром для удаления непрореагировавших продуктов, Затем проводят омыление эфирных групп сополимера в авто- клаве 40%-ным водным раствором едкого натра при температуре 160 С в течение 25 час, З 0 Амфолит в Ка-ОН-форме фильтруют, промывают дистиллированной водой до нейтральной реакции и высушивают.20 г высушенного сополимера подвергаютнабуханию в 20 мл метилового спирта, затем З 5 обрабатывают раствором 60 г диметилсульфата в 20 мл спирта. Реакцию проводят при 60 С в течение 8 час. Алкилированный продукт промывают спиртом, затем 3%-ным раствором МаНСОз для перевода из 1-формы в 40 гидроксильную.Характеристика амфолита:Содержание азота, % 12,3 Обменная емкость, мг экв./г:по карбоксильным группам 3,8 45 по анионообменным группам 4,9Сорбционная емкость по катиону меди, мг экв./г 3,8П р и м е р 2, Смесь, состоящую из 21,2 г 2-(р-этиленпиперидин)-5-винилпиридина, 5,3 г акрилонитрила, 2,9 г 2,5-дивинилпиридина и 0,87 г динитрила азодиизомасляной кислоты, диспергируют в 100 мл 1 %-ного раствора крахмала, насыщенного хлористым натрием. Полимеризацию ведут б час при 40 - 90 С. Сополимер отделяют от жидкой фазы, обрабатывают паром для удаления низкомолекулярных продуктов. Выход сополимера 83 - 85%, Затем проводят щелочное омыление нитрильных групп сополимера путем обработки 200 мл спиртового раствора едкого кали в автоклаве при 150 С в течение 18 час. Амфолит в МаОН-форме фильтруют и промывают водой до нейтральной реакции.50 Предмет изобретения 1, Способ получения амфотерных сорбентов сополимеризацией моновинилпиридинов с ненасыщенными карбоновыми кислотами или 55 их производными и с дивинильными соединениями, отличающийся тем, что, с целью повышения селективности и механической прочности сорбентов, в качестве моновинилпиридинов используют 2- (Р-этилен) -аминоза мещенные винилпиридины.2. Способ по п, 1, отличающийся тем,что, с целью повышения основности аминогруппы полиамфолита, его подвергают Х-ал килированию.