Способ получения ионообменников на основе сульфидов тяжелых металлов

Союз Советских Социалистицеских Республик(51 М. 1 Т 1/22129/00 есударствеиньб комететСовета Менестроа СССРее делам езооретееееи открытий(45) Дата опуб но 15,12.78 Ьюллетеньликования описания 20.12.7) Заявитель Ленннгра кнй технологический институт целлюлознсь-бумажной промышленности(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИОНООБМЕННИКОВ НА ОСНОВЕ СУЛБФИДОВ "ЯЖЕЛОХ ЕАЛЛОВ чностьисходных прочИзобретение относится к области получения высокопористых неорганических материалов, применяемых в практике ионного обмена и очистки сточных вод.Известен способ получения ионообменников на основе сульфидов тяжелых металлов (основное авт, св, ЬЬ 521004), заключающийся в том, что ионообменннки получают путем осаждения из водных растворов солей висмута сульфидом натрия в присутствии комплексообразователя, например глицерина, при рН 8-1 2,Предлагаемый способ отличается от известного тем, что в исходный раствор соли висмута предварительно вводят высокопористый носитель на основе окислов четырехвалентных металлов, например титаногель.Обработка высокопористого соединения (аддукт) висмута с носителем сульфидом приводит к получению поверхност 20 ного сульфида висмута, химически связанного с носителем и экранирующего исходную окисную поверхность носителя, что обусловливает устойчивость сорб целом. Большая механическая пр и высокая удельная поверхность носителей обусловливают такую ж ность и высокую удельную повер для модифицированных сульфидом тов,Химическая природа связи висмута с носителем и сульфида с висмутом гарантируют прочное удерживание слоя сульфида висмута с носителем, обладающего как катионообменными, так и анионообменными свойствами в широком диапазоне значений рН растворов.Способ осуществляется следующим образом.Подготавливают носитель для модифицнровання обработкой в Сокслетах с целью удаления примесных ионов (анионов), Приготавливают 0,1-0,05 М растворы висмута в 10%-ном растворе глицерина при рН 10-12, которую устанавливают щелочью. Приготавливают раствор суль фида натрия с концентрацией 0,001637139 Состав образцов Сорбция ионов Се Сорбция ионов Си+ Концепт рациясульфоинов висходномрастворе, моль/л рНисходногораствора рН кон -рН исход ного раст- вора рКкон- тактного раст- вора содержаниесеры,мг экв/г(в нересчетенаб ) содержание обменная емобменная емтакт- ного раст- вора висмута;мг экв/гТ 1 Ог кость,мг экв/г кость,мг экв/г Т 1 Огт 10,05 10,05 0001 0,09 7,65 7,65 0,21 1,20 0,84 0,68 9,599,60 4,65 4,65 4,25 4,35 0,84 0,84 0,05 7,65 0,0015 . 7,65 3,680,3 10,05 2,89 9,52 7,62 1,00,22 00450,1 7,65 7,65 3,07 5,80 2,89 2,89 8,25 8,96 МпОг9,30 9,56 9,32 0,58 0,69 Т 10- 10,05 10,05 10,05 0,74 1,52 1,52 3,51 3,51 3,51 0,20 1,16 4,40 4,65 4,65 465 4,25 4,40 4 10 0;76 0,94 1,62 0,0010,010,1 ФН оситель . 0,1 моль/л, Обрабатывают в статических условиях навеску химически чистого носителя раствором висмута в течение 10 сут, Носитель, содержащий висмут, промывают водой и обрабатывают раствором сульфиданатрия в течение 1 сут, после чего сорбент промывают водой и сушат.П р и м е р 1. 10 см титаногеляфр.хцией 0,2-0,4 мм помещают в аппа-рат Сокслета и промывают горячей водой до отрицательной реакции на ионы хлора. Навеску отмытого титаногеля, равную 5 г, приводят в контакт с 0,05 М раст вором азотнокислого висмута в щелочном растворе 10 Ъ-ного глицерина при рН 12,0 и оставляют в контакте в течение 10 сут. По истечении указанного времени образец промывают водой и обрабатывают 0,001 М раствором сульфида натрии в течении 1 сут, Полученный образец содержит 0,21 мг экв/г серы (в пересче-гте на б ). По истечении указанного времени образец черного цвета промывают водой, сушат и используют для поглощения катионов и анионов.Аналогичным образом с этим же носителем получают образцы, содержащие 1,2; 3,68 и 0,3; 3,07; 5,8 мгэкв/г серы (в пересчете на б ), соответственно используя растворы сульфида натрия, следующих концентраций: 0,03;0,05; 0,0015; 0,045; 0,1 мг экв/мл. Состав и ионообменные характеристики полученных сорбентов приведены в табл, 1. П р и м е р 2, Высокопористые носители - титаногель и гетероокисный сорбент на основе титаногеля, содержащегодвуокись марганца, обрабачъщают 0,15 Мраствором висмута в 25%-ном раствореглицерина пи рН 12,27 в течении 10 сут,после чего образцы промывают водой иобрабатывают 0,001 М раствором сульфида натрия в течении 1 сут, Полученный образец содержит 0,20 мг экв/гсеры (в пересчете на 5 ). Аналогичным образом получают образцы с содержением 1,16 и 4,40 мг,экв/г серы (впересчете на 5 ), обрабатывая их соответственно 0,01; 0,1 М растворами сульфида натрия, По истечении указанноговремени образец черного цвета промывают водой, сушат и используют дляпоглощения катионов и анионов. Состави ионообменные характеристики сорбентов приведены в табл. 1,Активность сульфидсодержащих образцов по сорбции ионов хлора определяласьна 0,1 М растворах СОБО при рН 2,89и 10,05 эа время контакта 1 сут приТ:К - 1:100 и 1:200 соответственно.+гОбменная емкость по Си определялась на 0,81 М водных растворах сульфата меди при Т:Ж - 1:100 за 1 сут контакта,Таблица 1637139 лученных по предлагаемому способу испособу-прототипу. Габлица 2 Предлааемый 10,05 074-1 2,89 0,22-0,3 0,38-0,81 0; 0 10,0,144 4 1,15 2 8 14 иванн я сорбента же после ри 400 С ния лов по ющи хасоставитель А. Ухинаехред Зфанта Корректор Н. Золотовская Хорны дакт/2, Тираж 922 Государственного комитетапо делам изобретений и отк 3035, Москва, Ж-З 5, Рауш аз 699 БНИИП Подписное овета Министров СССРабд, 4/5 илиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектн Для удобства сравнения в табл, 2 приводятся характеристики сорбентов, по Предлагаемый способ получения ионообменников в отличие от способа-прототипа позволяет получить сорбент с хорошо развитой поверхностью, механически прочный (прочность предлагаемого сорбента почти в 3 раза превышает прочность сорбента-прототипа), работающий в широком интервале рН 2,89-10,05, обладающий повышенной активностью по отношению к хлорир-иону, (СОЕ по СВ" достигает 1,52 мг экв/г), Кроме того, предлагаемый сорбент обладает и катионной активностью (СОЕ по Со составляет 0,38+20,81 мг экв/г), которая сохраняется даФормула изобретеСпособ получения ионообменников на основе сульфидов тяжелых метал авт. св, % 521004,о т л и ч а с я тем, что, с целью получения ме нически прочного сорбента с повышенной активностью к анионам, например хлориду, в широком диапазоне рН, в и ходный раствор соли висмута предвари тельно вводят высокопористый носитель на основе окислов четырехвалентных металлов, например титаногель.