Сшитый серусодержащий сополимер в качестве сорбента ионов переходных металлов и способ его получения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 040 А 1 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ КОМУ СВИДЕТЕЛЬС тносится к химии полк сополимерам с активпользуемым в качестве ереходных металлов в ля их разделения и кон(21) 4791075/05(7.1) Институт химических наук АН КазССР(56) 1, Ионообменные материалы для процессов гидрометаллургии, очистки сточныхвод и водоподготовки: Справочник. - М.,ВНИИХТ; 1983, с. 39,2. Авторское свидетельство СССР1 чт 707254, кл. С 08 Р 220/10. 1978.(54) СШИТЫЙ СЕРУСОДЕРЖАЩИЙ СОПОЛИМЕР В КАЧЕСТВЕ СОРБЕНТА ИОНОВПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ И СПОСОБ ЕГОПОЛУЧЕНИЯ Изобретение оимеров, в частностиными группами, иссорбентов ионов игидрометаллургии дцентрации,Известен катионит на основе акриловой кислоты и дивинилбенэола 1. Сорбент получают сополимеризацией указанных мономеров в присутствии растворителя-модификатора. С гатическая обменная емкость по 0,1 Н КаОН 9,4 - 10,5 мг-экв/г, сорбционная емкость по ионам меди 150 мг/г,Недостатком сорбента являются низкая набухаемость и медленное установление сорбционного равновесия (48 ч), Сорбент имеет низкую емкость по ионам меди и для улучшения сорбции возникает необходи(я)5 С 08 Р 212/08; С 08,3 5/20; В 01 3 20/26;(С 08 Г 212/О 220;06, 228:02 2(57) Использование: синтез новых серу- содержащих сорбентов с высокой сорбционной способностью к ионам меди, кобальта, никеля, Сущность изобретения: сополимер формул ы СН 2(С 6 Н 5) - СН)п (СН - (СО 2 Н)пв - ( - СН 2 - СН - (С 14 Н 12504)СН - СН - )к, где и = 68,65 - 70,11; п 1 = 26,94 - 28,25;1 = 2,95 - 3,09 мол,0. Сорбент получают сополимериэацией стирола, акриловой кислоты и диаллилового эфира диоксидифенилсульфона при мольном соо, ношении диаллиловый эфир: диоксидифенилсульфон: акриловая кислота: стирал, равном 1:8,7- 9,58:22,22 - 23,77, в присутствии перекиси бензоила в инертной среде. Сорбирует ионы меди в количестве 352, кобальта 447, никеля 256 мг/г, 2 с.п.ф-лы,масть перевода ионов меди в аммиакатную форму.Наибдлее близким к заявляемому является карбоксильный катионит 2), имеющий сорбционную емкость по Си = 250 мг/г. Способ получения сорбентавключает полимеризацию метилакрилата и дивинилсульфида и последующий гидролиз сополимера,.Недостатками этого сорбента являются невысокие емкост и скорость обмена по ионам переходных металлов и многостадийность способа его получения,Целью изобретения является повышение обменной емкости и скорости обмена по ионам меди, никеля, кобальта из нейтральных растворов.Поставленная цель достигается новым соединением, представляющим собой трой1786040 Ъ5 10 15 35 40 45 ной сшитый серусодержащий сополимеробщей формулысн;снфсн; сн дсн- снг о-. НО О о 3- ьО-сн;сн );, где и = 68,66 - 70,11 мол,%;в = 26,94 - 28,25 мас,%;М = 2,95 - 3,09 мас %Статистическая обмейная емкость поионам меди 352 мг/г, кобальта 447 мг/г.никеля 256 мг/г. Скорость установленияравновесия 10 ч,Способ получения сорбента включаетсополимеризацию стирола, акриловой кислоты и диаллилового эфйра диоксидифенилсульфона (ДАЭДФС) при нагревании(60-90 С) в течение 6 ч безрастворителявинертной среде в присутствии инициатора- перекиси бензола присоотношении сти.рол: акриловая кислота: ДАЭДФС =(22,2223,77): (8,72-,9,58):1.Наличие в молекуле сополимера карбоксильных и сульфоновых групп определя-ет высокую сорбционную емкость по ионампереходных металлов, а присутствие ароматических колец обеспечивает повышенную.проницаемость полимерной матрицы диаллильного соединения. Применение в качестве сшивающего агента ДАЭДФС повышаетгидрофильность, набухаемость сополимера, Введение в качестве сополимера нейт-рального мономера стирола способствуетсозданию жесткого устойчивого в агрессивных средах макросетчатого. каркаса, который создает пространСтвенные условиядляполной реализации всех функциональных. групп,Структура и состав сополимера подтверждены дайными элементного анализаиИ К-спектроскопий. В ИК-спектре сополимера наблюдаются полосы поглощения: деформацйонных колебаний С - Н при 765см, плоскостных колебаний С=С(аромати-.ческого кольца) при 1490, 1590, 1610 см ",валентных колебаний С=О (карбоксильнойгруппы) при 1710-1725 см, валентных колебаний 3 = 0 при 1110, 1190 смПри получении тройного сшитого сополимера по предлагаемому способу особоезначение имеет соотношение акриловойкислоты и ДАЭДФС, которые в указанныхпределах образуют активный комплекс.При соблюдении этих соотношении акриловой кислоты и ДАЭДФС можно вводить любое количество третьего сомономера - стирола, но оптимально 70 мас,%. При меньшем содержании стирола сорбционная емкость несколько повышается, но значительно снижаются кинетические параметры процесса, Повышение оптимального содержания стирола в исходной смеси приводит к ухудшению сорбционных свойств сополимера, уменьшению прочности макросетчатого каркаса,П р и м е р 1, В смесь стирола, акриловой .кислоты, ДАЭДФС мольного состава 22,21:9,14:1, а именно 2 г акриловой кислоты, 1 г ДАЭДФС и 7 г стирола, добавляют 0.1 г перекиси бенэола, помещают в реактор, выдерживают в токе инертного газа 1 ч при 60 С, 2 ч при 75 - 80 С и 3 ч при 90.С, Полученный сополимер отделяют и отмывают в аппарате Соксилета от непрореагировавших мономеров, Сушат до постоянного веса, Сополимер характеризуется составом: и = 68,6, щ = 28,25, к = 3,09 Содержание: С Н Я О Вычислено: 81,4 6,78 0,97 10,84 Найдено: 80,3 6,79 0,95 11,90 30 СОЕсо = 352 мг/г, СОЕсо = 447 мг/г,СОЕм = 256 мг/г. Скорость установлениясорбционного равновесия 10 ч,П р и м.е р 2, Все операции проводят аналогично примеру 1; используя реакционную смесь мономеров с соотношением стирол: акриловая кислота: ДАЭДФС = 23,77:9,13:1. а именно 1,9 г АК, 0,95 г ДАЭДФС, 7,1 г стирола и 0,1 г перекиси бензоила. Получают сополимер состава: и = 70,11;гп = 26,94; К = 2,95 мол,%,Содержание: С Н Я ОВычйслено: 81,89 6,89 0,92 10,3 Найдено:80,78 6,81 0,91 11,5 СОЕсц = 360 мг/г, СОЕсо = 400 мг/г,СОЕм = 200 мг/г. Скорость. установления сорбционного равновесия 10 ч. П р и м е р 3. Все операции проводят 50 аналогично примеру 1, используя реакционную смесь мономеров; 1 г АК, 1 г ДАЭДФС,8 г стирола и 0,1 г перекиси бензоила.Получают сополимер состава: п =68,70, а = 28,30, М = 3,00 мас.%.Содержание: СН 5 О Вычислено; 84,55 7,75.0,95 6,75Найдено: 81,41 6,72 1,02 10,84П р и м е р 4. Все операции проводят аналогично примеру 1, используя реакционную смесь мономеров: 0,5 г АК, 0,5 г ДА1786040 30 Составитель Г.РусскихТехред М,МоргенталКорректор Е.папп Редактор Заказ 226 Тираж. Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ЭДФС, 9 г стирола и 0,1 г перекиси бензоила,Получают сополимер состава; и =69,02, п 1 = 28,00,= 2,98 мол,%.Содержание С Н. 5 ОВычислено; 88,25 8,0 0,45 4,3Найдено; 80,80 6,83 0,91 11,5Сорбционные свойства сополимера исследовали из растворов СцЯ 04, СоЯ 04,М 1504 с концентрацией 0,075 моль при массовом соотношении ионит: раствор =1;1000, рН 6,0 - 6,5.Предлагаемый сшитый серусодержа щий сополимер сорбирует ионы переходных металлов.(медь, никель, кобальт) свысокими эффективностью и скоростью,Достаточно полно регенерируется раствором соляной кислоты, Исходные веществадля получения сорбента доступны, синтезаналогичен промышленному и может бытьпроведен на стандартном оборудовании,.Формула изобретения1, Сшитый серусодержащий сополимеробщей формулыСН-СНДСН 2 СНМСН-СК--(ф-о-;сн - си+20 СН, -где и = 68,66-70,11 мол.;в = 26,94 - 28,25 мол,%;= 2,95-3,09,в качестве сорбента ионов переходных ме 5 таллов,2, Способ получения сшитого серусо-:держащего сополимера общей формулы 1 сн;снф сн;сн ф сн-сн; ОО С СН 2Ю ОО1 Б ь -О-сн -сн+.ц 2Н 2 где Ь = 68,66-70,11 мол,%20 а = 26,94 - 28,25 мол., ;1 с = 2,95 - 3.09,включающий сополимеризацию стирола;акриловой кислоты и диаллилового эфирадиоксидифенилсульфона при нагревании В25 присутствии перекиси бензоила при молярном соотношении стирол; акриловая кислота:диаллиловый эфир диоксидифенилсульфона,равном 22,22-23,77:8,72-9,58:1, в среде инертногоо газа.