Сорбент для извлечения ионов переходных металлов из растворов и хроматографии и способ его получения

(5)4 В 01 Р 15/О ТЕЛ ЬСТВ кая ез Н, - АпГ 1.82, У 2,ельство СССРЛ 20/10, 1979. свид В.О(54) СОРБЕНТ ПЛЯПЕРЕХОДНИХ МЕТАЛЛИ ХРОМАТОГРАФИИ РЧЕНИЯ.(57) 1. Сорбент дпереходных металлхроматографии нас привитыми азотными группами, о ИЗВЛЕЧЕНИЯ ИОНО ОВ ИЗ РАСТВОРОВ СПОСОБ ЕГО ПОЛ но ля извлечения има от- йворо мнез одержащими кистличающ СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Чегпоп Р Есс 1СЬев, аса, 1976, ч.р. 368.Авторское етР 850204, кл 1 с я тем, что, с целью повышения селективности действия сорбента,он содержит привитые группы гидроксамовой кислоты формулы -СН,СН,С(О)ЫНОН.2. Сорбент по п, 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что он содержит привитые группы с поверхностной концентрацией 1-4 групп/нм;3. Способ получения сорбента для извлечения ионов переходных металлов из растворов и хроматографии, включающий прививку к поверхности кремнезема кремнийорганического модификатора с последующей обработкой раствором азотсодержащего соеди нения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения селективности действия сорбента, в качестве модификатора используют метил-трихлорсилилпропионат и обработку проводят раствором гидроксиламина в метаноле.86233 10 15 20 25 30 1 11Изобретение относится к синтезусорбентов и может быть использованодля получения сорбентов для извлечения ионов переходных металловиз водных растворов и их разделенияметодом хроматограФии.Целью изобретения является повышение селективности действия сорбента.П р и м е р 1, К 10 г кремнезема марки "Силохром С" (удель"ная поверхность 80 м /г) прибавляютраствор 1,2 г метил 3-трихлорсилилпропионата - С 1 Бз.СН СООСН,в 50 мл толуола, смесь перемешивают15 мин и удаляют толуол в вакууме,полученный порошок нагревают 8 чопри 100 С в сушильном шкаФУ. К раствору 3,5 г гидрохлорида гидроксилампна в 25 мл метанола прибавляют,раствор 2,5 г гидроксида калия в25 мл метанола, осадок отФильтровывают, Фильтрат, представляющийсобой раствор гидроксиламина в мета"ноле с рН 8, прибавляют к полученному выше порошку и смесь выдерживают10 ч при 20 С, Полученный сорбентьпромывают метанолом и водой и сушат3 ч при 80 С в вакууме, Анализ насодержание углерода дает значение2,1% азота - 0,4%, что соответствует4,5% привитого соединения (плотностьпрививки 4 группы/нм).П р и м е р 2. В условиях примера 1 используют 2,8 г КОН ,рн 9),Анализ на содержание углерода дает2,0%, что соответствует 3,9 группы/нмП р и м е р 3, В условиях примеРа 1 беРУт 0,3 г С 1 з БСН 2 СНСООСИЗ.Содержание привитого соединения составляет в этом случае 1,1%, поверхностная плотность прививки -1 группа/им,П р и м е р 4. В условиях примера 1 берут 10 г силикагеля марки 45 КСК(удельная поверхность 275 м /г) и 4,2 г С 15 БСН СНСООСН .Анализ сорбента на углерод дает значение 7,1%, что соответствует ппотности прививки 4 группы/нм . 50П р и м е р 5. Исследование сорбентов методом ИК-спектроскопии.показало значение в спектре образцов кремнезема обработанного, С 18 ВСИСИ СООСН , полосы поглощения 55 в области 1740 см , соответствующей колебаниям карбонильной группы.После обработки гидроксиламином полоса поглощения смещается в область 1640 см ", что указывает на количественное превращение привитых сложноэФирных групп -СООСН в гидроксамовые -С(О)МНОН.Сорбционные характеристики синтезированного сорбента изучены на примере сорбции ионов железа (щ), титана 0 Ч ), тория (1 ч ), циркония (,ч) и гаФния (Ю ).В пробирки с притертыми пробками. емкостью 25 мл помещают раствор, содержащий ионы металла, определенный объем концентрированной соляной кислоты или гидроксида натрия для создания необходимой кислотности среды и разбавляют водой до объема 10или 20 мл, В пробирки вносят 0,1 гсорбента (получен по примеру 1) ивстряхивают 30 мин на механическомвибраторе при комнатной температуре.Затем сорбент отФильтровывают и,если необходимо, измеряют равновесноезначение рН на потенциометре рН,Контроль за распределением ионов металлов проводят по водной Фазе,используя реакцию циркойил, гаФияи торил с арсенаэо Ю, титана сдиаптипирилметаном и железа с сульФосалициловой кислотой по стандартным методикам, Содержание ионовметаллов в Фазе сорбента рассчитывают по разности между исходной и равновесной концентрациями их в водяной Фазе, Сорбция различных металлов на кремнеземе с привитыми гидроксамовыми группами приведена в табл. 1.Получить сорбент с концентрацией привитых гидроксамовых групп более 4 групп/нм не удается ни при каком варьировании соотношения исходных компонентов и условий проведеиия реакций, При концентрации привитых групп менее 1 группы/нм снижаются сорбционные характеристики сорбента, Так, при концентрации соляной кислоты 0,3 М степень извлечения циркония сорбентами с плотностями прививки 0,5; 1; 2,5 и 4 группы/нм составляет 92, 96 и 97% соответственно. Для определения емкости сорбента по ионам циркония в описанных условиях используют переменное количество ионов циркония в растворе. Получено, что в 0,3 и 2,0 М соляной кислоты емкость сорбента составляет соот,30 . 70 ь 15 72 рн 900 3230 3ветственно 2,66 и 1, 90 мг циркония на 1 г сорбента.Для разделения ионов металлов между собой в хроматографическую колонку помещают 0,2 г сорбента и пропускают 20-50 мл смеси циркония или гафния с железом или торием в 1 М соляной кислоты. В эфлюенте определяют железо или торий. Сорбированные цирконий или гафний элюируют 5 мл 0,1 М 1 О раствора щавелевой кислоты и опреде ляют спектрофотометрически с арсеназо П . Полученные результаты на примере разделения циркония и железа представлены в табл. 2, 15В случае пар цирконий-торий, гафний-железо .и гафний-торий количественное разделение наблюдается при соотношении металлов 1:10000.Таким образом, предлагаемый сор О бент обладает большей селективностью по сравнению с известным. Он характеризуется сильноразличающимся сродством к ионам циркопия (гафния), титана, железа, тория, что позволяет 25 использовать его для разделения этих элементов при их соотношении1:10000, Известный сорбент позволяет отделить переходные металлы от боль-. шихизбытков щелочных и щелочноземельных металлов, тогда как разделение переходных металлов между собой присоотношении 1:(10-104) невозможноИспользование предлагаемого сорбента позволяет существенно расши 35 рить интервал кислотности, при которой возможно извлечение ионов из растворов. Если для известного сорбента извлечение протекает при рН 1,40 то предлагаемый сорбент позволяет проводить извлечение даже из 4 М соляной кислоты, Этот результат особенно важен для легкогидролизующихся элементов, таких как титан, цирконий, гафний. НС 1, М 03 9601,0 92,0 2,0 78,0 Зф 0 78 фО118 б 213 Таблинч Найдено Соотноше 0,006 99,2 0,004 101,2 001 1:10 9,93 100 10 0,01 1100 10 1000 10 10000 1: 100010 10 1: 10000 9,98 Составитель С, СтароверовРедактор П. Коссей Техред Т.Дубинчак Корректор.И. ."-рцейи Подписное Заказ б 4 бб/Я Тираж 658 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий1130 35, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5