Способ получения сульфаминового катионита

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическииРеспублик п 11954401(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 31 р 81 (21 3306360/23-05с присоединением заявки Мо(31) М. Кп.з С 08 1 5/20 С 08 Г 8/36 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторыизобретения В.Г.Синявский, Р,А.Корниенко и Н.П.Моисеева Йнститут коллоидной химии и химии воды им.А.В.Думанского АН Украинской ССР(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФАМИНОВОГО КАТИОНИТА Изобретение относится к областиполучения высокомолекулярных соединений, модификации сополимеров и может быть использовано в гидрометаллургии, при очистке и выделениипромюшленноценных металлов.Известны способы получения катионитов, содержащих одновременноамино- и кислотные группы. Известен,например., катионит с аминофосфорными группировками (13,Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ получения сульфокислотного катионообменника, содержащего аминогруппы, при котором вводятк исходному веществу с сульфогруппами аминогруппы.Катионообменную смолу, содержащую сульфогруппы (амберлит 1 й),обрабатывают неорганическими реагентами - смесью азотной и серной кислот при 95 С в течение 10 ч. Выделенный нитросульфокатионит обрабатывают кипящей смесью двухлористогоолова в соляной кислоте в течение10 ч.Исходный сополимер, описанныйв известном способе, содержит сульфогруппу в и -положении. В результате нитрования образуется смесь иэомеров производных мононитро- и динитросульфокислот (около 50 ароматических ядер содержат сульфо- и нитрогруппы, 24 нитрогрупп в и -положении и 24 динитрогрупп в и в ,и о-положении).После восстановления нитрогрупп двуххлористым оловом в соляной кислоте получают сульфокислотный катионообменник, содержащий аминогруппы - полимерный аналог метаниловой кислоты 123 . Недостатками способа являютсямногостадийность синтеза, образование полифункционального ионита снеудовлетворительными ионообменнымисвойствами (СОЕ по Сц 11,3-1,4 мгэкв/г по 0,1 н.йаОН 2,5-2,6 мгэкв/г Кс,=2;2).Цель изобретения - улучшениеионообменных свойств и упрощениетехнологии получения катионита.Поставленная цель достигается 25 тем, что согласно способу получениясульфаминового катионита путем обработки неорганическим соединениемсшитого сополимера на основе стирала в качестве сшитого сополимера 30 используют сополимер и -аминости954401 рола и дивинильного соединенияв качестве неорганического соединения - хлорсульфоновую кислотуи обработку осуществляют при 120150 С.и -аминостирол подвергают полимериэации с дивинилбензолом (ДВБ) при120-1250 С. Для модификации используют сополимер, обработанный безводным дихлорэтаном (ДХЭ) в течение4 ч. 10П р и м е р ы 1-4, В реактор,снабженный мешалкой и обратным холодильником, помещают 11,9 г полиаминостирола, предварительно обработанного ДХЭ в течение 4 ч. В течение часа по каплям в реактор вносят34,85 г хлорсульфоновой кислоты,Смесь нагревают со скоростью 2,5 аС/минна масляной бане до 120-150 С (табл.1)и выдерживают при этой температурев течение часа. Охлаждают, отфильтровывают сополимер, промывают разбавленной уксусной кислотой, водойдо нейтральной среды промывных води сушат. Выход сульфаминового катиоУсловия проведения процесса и характеристика конечного продукта Примеры 34 Температура обработки сополимера стирола хлорсульфоновойкислотой, С 140 150 130 120 Степень сульфонирования,% 50 70 30 40 Статическая обменная емкостьСОЕ Н-Формы по меди, мг-экв/г 1,1-1,4 15-1 юб Набухаемость в воде, В объем. 40"45 50-55 Определение коэффициента селективности проводят из соотношенияисходных и конечных концентраций соответствующих пар металловМе = Ме = 0,1, рН 8-10, время контакта 24 ч. чем свидетельствуют примеры: 1 -степень сульфонирования ЗОВ и т.д. до степени сульфирования 70-80 (при 65 мер 4). Как следует иэ табл.1, изменение режима сульфирования исходного полиаминостирола позволяет получать ионит заранее заданного состава, о. нита 18,8 г, что составляет 95от теоретически возможного. Полученный сополимер имеет следующие характеристики,Статическая обменная емкость,мг-экв/г, по:О, 1 м йаОН 3,5-3,6Меди 2,3-2,4ИС 1,5-1,6Коэффициенты селективности:Ксз 108 Кк 100;Кк бЬ 1Иа =Максимальные значения сорбционных характеристик и избирательностибыли получены при обработке сополимера хлорсульфоновой кислоты при150 С, которая является максимальной.При 160-165 С происходит разрушениесополимера, а при температуре ниже120 С сорбционные характеристики иизбирательность близки к катионитупо способу-прототипу. Синтезированная по предлагаемому способу смола представляет собой гранулы темного цвета, свойства которой представлены в табл.954401 формула изобретения Составитель В.МкртычанРедактор О.Середа Техред М.Коштура Корректор Г.Решетник Заказ 6363/20 Тираж 514 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и Открытий 113035, Москва, З, Раушская наб д.4/5 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 Концентрацию щеЛЮЧных металловизмеряют на пламенном фотометре,трилонометрически.Наиболее интересным свойством синтезированных ионообменных смол является их ярко выраженная избирательность по отношению к ионам тяжелых .щелочных металлов, которая возрастает по мере увеличения количестваортаниловых звеньев, в полимернойцепи. Например, при сорбции иэ растворов, содержащих равные количестваионов цезия и лития, образец 2 сорбирует ионы цезия предпочтительнейионов лития в 4 раза, образец 3 -в 10 раз, а образец 4 - в 108 раз. 15КМС, составляет 6, что значительновыше, чем у известного катиовита.Предлагаемый способ получения сульфаминового катионита проходит водну стадию, при этом осуществляется только процесс сульфирования во-положение к аминогруппе, что позволяет получать ионит высокой степени монофункциональности, т.е.содержащий звенья - аналогиалкилортаниловой кислоты и несульфированные25аминостирольные звенья. Метод позволяет изменением условий проведениясульфирования получать иониты с любым набором сульфо- и аминогруппы и,таким образом, регулировать сорбционные свойства в частности, селективность к тем или иным ионам тяжелыхщелочных металлов.Сульфаминовые катиониты, полученные по предлагаемомуспособу, могут З 5найти широкое применение для добычитяжелых щелочных металлов иэ морских,вулканических и других природныхвод, для очистки промстоков, для корректирования составов по щелочным металлам промышленнь 1 х растворови в ряде других случаев,Предлагаемый способ не требуетспециального дорогостоящего оборудования, отличается простотой выполнения, доступноси ю и устойчивостьюисходных реагентов и поэтому можетбыть использован на предприятиях,иэготавливакзцих ионообменные смолыбеэ специальных капитальных затрат.Преимуществом предлагаемого методаявляется возможность проведения процесса беэ двухлорнстого олова, ионыкоторого являются токсичными, чтозначительно упрощает проблему очистКН СТОЧНЫХ ВОДе Способ получения сульфаминовогокатионита путем обработки неорганическим соединением сшитого сополимера на основе стирола, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью улучшенияионообменных свойств катионита иупрощения технологии получения катионита, в качестве сзаитого сополимера используют сополимер и -аминостирола и дивинильного соединения,а качестве неорганического соединения - хлорсульфоновую кислоту иобработку осуществляют при 120150 ОС.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 431184, кл. С 08 Г 212/14, 19742. Патент США Р 3370021,кл.260-2,2, опублик.1963 (прототип),