Способ получения органоминеральных анионитов

ОП ИГРАНИИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл.С 08 Р 112/14 В 01 Т 1/22 С 08 У 5/20 Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытий(71) Заявитель Институт общей и неорганической химии АН Белорусской ССР(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОРГАНОИИНЕРАЛЬННХ АНИОНИТОВ Изобретение относится к областиполучения органоминеральных материалов, в частности, органоминеральныханионитов,Синтетические ионообменные смолынашли широкое применение благодарясвоей высокой обменной емкости и хорошей селективности, Однако они удовлетворяют далеко не всем требованиямразнообразных технологических процессов, в которых применяются ионообменные материалы. Это прежде всего процессы, требующие быстрого установления равновесия при сорбции и регенерацииКроме того, синтетическиеиониты имеют невысокий удельный вес,что препятствует использованию их всолевых растворах высокой концентрации в процессах непрерывного извлечения вещества в виброкипящих слоях.Ионообменными свойствами обладаюти некоторые неорганические вещества,в частности, пористые природные исинтетические алюмосиликаты и кремнеземы. У них хорошо развитая пористая структура, обеспечивающая высокую скорость обмена, значительныйудельный вес. Однако их обменная емкость ниже, чем у синтетических ионитов, Поэтому совмещение наиболее ценных свойств этих двух классов ионообменных материалов является важной практической задачей. Одним нз способов решения ее является прививка к поверхности алюмосиликатов и силикагелей полимеров, содержащих ионогенные группы, либо полимеров, в которые такие группы могут быть введены при дальнейших обработках.Известны способы получения таких органоминеральных сорбентов методом радиационной парофазной привитой полимеризации, под действием термоудара, ультраФиолетового облучения, механохимическим методом. Известен также метод введения ионогенных групп на поверхность минеральных матриц путем реакции поверхностных силанольных групп с кремне- органическими соединениями 1.Наиболее близким к изобретению является способ получения органоминеральных ионообменных материалов путем полимеризации мономера на минеральной подложке 21. Лля осуществления этого способа необходимо высушивание предварительно полученногс геля окисла металла, например, гель окиси олова сушат 24 ч при 300 С, а сили679590 хагель - 3 ч при 150 С. Затем в усдовиях,. предотвращающих контакт свлагой и кислородом воздуха, мине"ральную подложку пропитывают мономером, после чего ведут полимеризациюпод действием облучения или инициатора радикальной полимериэации, предварительно введенного в.мономер. Например, наносят путем пропитки наминеральную подложку 4"винилпиридинвместе с азо-бис-изобутиронитриломи проводят полимеризацию на водяной 10бане в течение 4 ч, Для увеличенияколичества образующегося на подложке полимера стадии пропитки мономером и полимеризации повторяют. Получающиеся в результате аниониты имеют обменную емкость по С 1 не ныше0,7 мг экв/г,Недостатками этого способа явля-.ются длительная предварительная термообработка минеральной подложки для 20удаления адсорбированной влаги переднанесением мономера, а также проведение повторных циклон пропитка мономером - полимеризация с целью увеличения обменной емкости получающихся ионитовЦель изобретения - упрощение технологии получения органоминеральныханионитов и увеличение обменной емкости.Поставленная цель достигаетсяпроведением полимеризации 4-винилпиридина в водной среде под действием перекисного соединения в присутствии Со -ионообменной форьы крупнопористого силикагеля или пористого35алюмосиликата, Со+ -Форма силикагеля и алюмосиликата в сочетании с перекисным соединением образует эффективную окислительно-восстановительную систему, инициирующую полимериэацию и прививку мономера на поверхности силикагеля или алюмосиликатан мягких условиях (водная среда, невысокая температура полимериэации),а комплексообраэование 4-вннилпиридина с ионом кобальта способствуетувеличению количества полимера, образующегося на поверхностиП р и м е р 1. Промышленный силикагель КСКобрабатывают в дикамических условиях 0,02 н,растворомСю(ОН) с последующей промывкой водой, 3 г Са+-силикагеля помещаютв 30 мл 0,1 н,раствора СоС 12 на15 .мин, затем раствор сливают, образец промывают дистиллированной водой.Степень замещения Са + на Со0,30 мгэкв/г (определена титрованием раствора СОС 1 а до и после контакта с силикагелем комплексонометрическим методом с индикаторной системой 60СО +ПАН - ЭДТА). Со +-силикагель формула изобретения Тираж 585 Подписное г,ЦНИИПИ Заказ 4739/23 Филиал ППП Патент ",помещают в реакционную колбу, добавляют 3 мл снежеперегнанного 4-винилпиридина, 12 мл воды, нагревают до 60 ОС и добавляют 0,128 г персульфата калия. Время реакции 30 мин, Затем образец заливают 0,1 нраствором НС 1 для отделения непрореагиронавшего мономера и несвязанного с поверхностью полимера. Время экстракции 100 ч с многократной сменой раствора НС 1. Анионообменная емкость полученного образца по С 1 1,95 мг экв/г.П р и м е р 2, Промышленный пористый алюмосиликатный катализатор крекинга дробят до размера частиц 0,5-1,0 мм действием 0,02 н,раствора Са (ОН) переводят в Са -форму.3 г образца помещают в 30 мл 0,1 н. раствора СоС 1 на 15 мин. Степень замещения на Соф - 0,23 мг экв/г, Условия полимериэации и экстракции такие же, как в примере 1. Анионообменная емкость полученного образца по С 1 - 1,05 мг.экв/г.Таким образом, представленные результаты показывают, что предложенный способ позволяет получать Органоминеральные аниониты с более высокой обменной емкостью, чем в известном способе. Вместе с тем условия осуществления предложенного способа намного проще, .чем известного: отпадает необходимость предварительной термообработки минеральной подложки при 150-300 С в течение 3-24 ч, неОобходимость соблюдения условий, предотнращающих контакт субстрата с влагой и кислородом воздуха, а также необходимость повторения циклов пропитка мономером - полимериэация с целью увеличения обменной емкости получающихся анионитов. Способ получения органоминеральных анионитов путем цолимериэации 4-винилпнридина под действием перекисного соединения в присутствии ми" нерального носителя, например, силикагеля или пористого алвмосилйката, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения технологии получения органомииеральных анионитов и увеличения их обменной емкости, в качестве носителя применяют Со- ионообменную форму силикагеля или алюмосиликата Источники инФормациипринятые вовнимание при экспертизе1Патент Франции 9 2236552,кл. В 01 3 1/04, опублик. 1976.2. Патент ВеликобританииР 1456974, кл. С 3 Р, опублик. 1976,Ужгород, ул. Проектная, 4