Способ получения комплексообразующих ионитов

О П И С А Н И Е787419ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалнстическикРеспубликОпубликовано 15,12.80, Бюллетень46 до делам нзебретеннй и открытнй(72) Авторы изобретения щтсой;-С(3 Р,.Н Каза 5 с 1) Заявите нститут химических на(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПЛЕКСООБРАЗУЮШИХ ИОНИТОВ Изобретение относится к способу получения ионообменных материалов, способных к комплексообразованию с тяжелыми металлам, в частности с уранил-ионом.Известен способ получения комплексообразующих ионитов фосфорилированием а миносополимеров 2-хлорметил-винилпиридина с дивинилбензолом (ДВБ), Исходные сополимеры 2-хлорметил-винилпиридина с РВБ получают введением хлорметильных групп в мономеры с ионоген 10 ными группами (винилпиридин) с последующим аминированием сополимеров первичными алифатическими аминами. Аминосополимеры конденсируют со смесью формаль5 дегида и гипофосфата натрия в кислой среде. Содержание Р 6,8%,; Х 9,2% СОЕ по 0,1 н. Я)Н 3,54 мг-экв/г 11 .Однако комплексообразующие иониты с таким низким содержанием фосфора не будут обладать высокими сорбционными характеристиками по уранил-иону.Известен также способ синтеза комплексообразующих ионитов путем дополнительного введения фосфорильного заместителя к аминогруппе, что значительно повышает средство к тяжелым металлам,например уранилу. Содержание Р 15,3%,СОЕ по ЯО ОН 7, 3 мг-экв/т 21.Однако известно, что в сополимерыстирола с дивинилбензолом, содержащиеионогенные группы, введение второй функциональной группы в ядро сополимеровмаловероятно,Наиболее близким к предлагаемому является способ получения ионитов путеммодификации аминосополимеров стирола сДВБ смесью формальдегида и фосфорноватистой кислоты (гипофосфит Яд в избытке НСс ) в среде этиленгликоля. фосфозилирование аминосополимеров стирола иЛВБ протекает в жестких условиях: при120 С в течение 8-10 ч в среде конценторированной соляной кислоты. Исходные гелевые и макропористые сополимеры. стирола и ДВБ нитруют смесью концентрированных азотной .и серной кислот при 70 -80 оС в течение 10-15 и 8-10 ч соот419 ф по 0,1 н. раствору едкого патра 3,0 -4, 1 мг-экв/г; содержание фосфора в продуктахх рев кцни 1 1, 0-13,8%.В ИК-спектрах синтезированного ионита присутствуют характеристические полосы поглошения ввентных колебаний Р=Освязи (1190 см, 1020-1040 и 960 см ),соответствуюшие деформационным колебаниям Р=ОН группы,Исследование сорбционных свойств фосфорсодержашего ионита показало, что 1 г сухой смолы сорбирует до 130 мг урана, тогда как по известному способу 75 - 80 мг урана.1В таблице представлены основные свой-. ства фосфорсодержашего ионитв. О 9-4,1 130 1 ч 3 у 60 С40 мин 11,3 2,8-3,4 80 С 97 0 3,6-3 ми П р и м е р 1.К 1,33 г(0,01 моль) сополимера винилбензиламина с 4% ДВБ в 25 мл этиленгликоля добавляют при перемешивании смесь, состоящую из 8,8 г 0,1 моль гипофосфита натрия, 10 мл 37%-ного раствора формалина в солянойо кислоте. Реакцию проводят при 60 С в течение 1 ч. По окончании процесса полимер отфильтровывают, прбмывают водой, обрабатывают 4%-ным раствором щелочи, затем оставляют в.5%-ном растворе. соляной кислоты на сутки. Отмывают ионит водой до отсутствия ионов хлора в фильт- . рате, Содержание фосфора 13,8%. СОЕ по 0,1 н. раствору ЯС(ОН составляет 3,9- 4,1 мг-экв/г. Полученный продукт сорбирует 130 мг урана на 1 г сухой смолы.П р и м е р 2. 1230 г сополимера ьинилбензилвминвс 4% ДВБ обрабатывают по примеру 1 при 60 оС в течение 40 мин. При этом вводят 11;3% фосфора; СОЕ ионита по 0,1 н. раствору едкого натра Иель изобретения - упрошение процеса, повышение химической устойчивости сродств Постак уранил-иону,ленная цель достигается тем,мер винилбензиламина с дивим подвергают конденсации с фором и фосфорноватистой кислотой 4иленгликоля при 60-80 С в тео0 мин в качестве аминополиользуют сополимеры винилбензиливинилбензолом,что сополи нилбензоло мальдегид среце этение 40-6 меров и амина с Процесс проводят слеК макропористым сопбензиламина с 4 и 8% Дленгликоль и нагреваютпри перемешивании обрабиз гипофосфита натрия икислой среде в течениедукты реакции переводятшую фоРму по известной ующим образом, лимерам вйнил- ВБ добавляют это 60-80 С и атывают смесью форм альаегида в 0-60 мин. Пров соответствую- методике, СОЕ 3 787 ветственно. Жесткие условия нитрования приводят к разрушению сетчатой структуры макромолекулы и увеличению плотности поперечных связей. Восстановлением нитрованных продуктов получают исходные5 аминосопопимеры стиролв с ДВБ для последуюшей конденсации их с фосфорилируюшим агентом. Восстановление осушествляется насыщенным водным раствором ЯцБр под давлением в автоклаве при 150 -1 О 155 С или металлическим оловом в среде концентрированной соляной кислоты при 100 С в течение 10-14 ч, При этом, какоправило, не все нитрогруппы восстанавливаются до аминогрупп, что сложняет по 15 следующее их преврашение 31,Таким образом, недостатком данного способа получения комплексообразуюших ионитов является многостадийность и сложность синтеза исхошюго аминополимера.2 Кроме того, наличие сопряжения первичной аминогруппы с ароматическим коль- цом понижает основность азота аминогруппы и, следовательно, подвижность атомов водорода. Поэтому такие аминосоединения вступают в реакции замещения с трудом.Для замены. атомов водорода на активные группы трубется высокая температура (120 С) и длительность процесса (8 О10 ч). Это отрицательно сказывается на30 физико-химических свойствах конечных продуктов (механической прочности; химической устойчивости и т.д,). Для проведения процессов в таких жестких условиях требуется специальная аппаратура, что ограничивает применение в народном хозяйстве фосфорилированных сополимеров стирола и дивинилбензола.787419 Составитель Л, ИлларионоваРедактор О. Колесникова Техред А,Ач Корректор Н. Швыдкая Заказ 8271/23 Тираж 549 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 2,8-34 мг-экв/г; сорбирует до 94 мг урана на 1 г сухой смолы.П р и м е р 3, 1,33 г сополимера винилбензиламина с 8% ДВБ фосфорилируютопо примеру 1 при 80 С в течение 40 мин. Полученный ионит содержит 12;8% фосфора; обменная емкость по 0,1 н. раствору МООН 3,6-3,8 мг-экв/г; сорбирует 105 г урана на 1 г сухой смолы.Исследование кинетики сорбции уранип О иона фосфорилированными сополимерами винилбензиламина с ДВБ показало, что насышение ионита достигается в течение 8- 10 ч, в то время как для известных ионитов дпя достижения равновесия необходимо 15 3-7 сут. формула изобретения Способ получения комплексообразуюших ионитов путем конденсации аминополиме- щров с формапьдегидом и фосфорноватистойкислотой в среде этипенгликоля, о т л и - .ч а юши йся тем, что, сцельюуирошения процесса, повышения химическойустойчивости и сродства к уранил-иону, вкачестве аминополимеров используют сополимеры винилбензиламина с дивинилбенозолом и процесс проводят при 60-80 Св течение 40-60 мин,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 516701, кл. С 08 Р 8/40, 10.09,74,2. Авторское свидетельство СССРМ 431184,кп. С 08 Р 212/14,С 08 1 8/00, С 08 Т 5/20, 05,03.73.3. А вторское свидетельство СССРМ 385977, кл. С 08 Г 212/14С 08 Р 8/40, С 08 7 5/20, 01.07,71