Сорбент для извлечения ионов ртути из растворов

(19) 01 262 20 10 1)4 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ИДЕТЕЛЬСТВУ ВТОРСНОМ к к С.И.ега 1 зЬд 1 ыед1975,Ье 1 айе - арг,о апй С 1 оп со 1);Та 503-50 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1.еуйеп О.Е., Тагйге 11РгесопсепСгаСюп оЕ гасе шпзЫВ сЬе 1 агп 8 8 гоцрз 1 шшчда 811 У 1 аг.оп, - Апа 1, Селешч. 47, М 9, р, 1612-1617.14 а 1 сауаша Мог 1 о е.а, А сЕогшп 8 гезп Ьеагш 8 шегсалло ягоирз апс 1 Ез арр 1 саСЬе гесочегу оЙ шегсипу (11 апа, 1982, ч. 29, М 6, р(54) СОРБЕНТ ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ИОНОВРТУТИ ИЗ РАСТВОРОВ(57) Изобретение касается синтезановых сорбентов на основе силикагеля и может быть использовано для извлечения ионов ртути (11) из растворов,содержащих ионы меди, свинца, же-леза (111), кобальта и других металлов, и позволяет повысить селективность сорбента. Сущность изобретениязаключается в том, что силикагель,обработанный 3-бромпропилтрихлорсиланом в толуоле и высушенный, прибавляют к раствору 2,5-димеркапто"1,3,4-тиадиазола в этаноле и нагревают на водяной бане в течение 10 ч.Полученный сорбент промывают этанолом и сушат. Готовый сорбент содержит 0,03-0,05 ммоль привитогосоединения на 1 г сорбента, 4 табл.50 55 Изобретение относится к синтезуновых сорбентов на основе силикагеля и в частности, может быть использовано для сорбции ионов ртути (11)из растворов, содержащих примесидругих тяжелых металлов.Целью изобретения является повышение селективности сорбента,П р и м е р 1, К 10 г кремнезема марки пСилохром С" (удельнаяповерхность 80 м /г) прибавляют раствор 1,6 г 3-бромпропилтрихлорсилана С 1 Ях-(СН ) Вг в 50 мл толуола,смесь перемешивают и удаляют толуолв вакууме, полученный порошок нагревают 8 ч при 100 С в сушильномшкафу.Растворяют 2,5 г 2,5-димеркапто,3,4-тиадизола в 100 мл этанола иприбавляют к полученному порошку, смесь нагревают на водяной бане в течение 10 ч. Полученный сорбент промывают этаноломи сушат на воздухе в течение 5 ч,Анализ на содержание углерода даетзначение 1,82серы 0,48%, что соответствует 0,05 ммоль привитого соединения на 1 г сорбента (0,4 молекулы на 1 нм 2).П р и м е р 2, В условиях примера 1 берут 0,5 г 3-бромпропилтрихлорсилана, Содержание привитого соединения составляет 0,03 ммоль/г, поверхностная плотность прививки - 0,2молекулы на 1 нм 2,П р и м е р 3. В условиях примераиспользуют 3,2 г 2,5-димеркапто 13,4-тиадиазола. Анализ на содержание серы дает 0,5%, что соответствует 0,05 ммоль привитого соединениянаг сорбента (0,4 молекулы нанм ) .П р и м е р 4. В условиях примера1 берут 10 г силикагеля марки КСК(удельная поверхность 275 и 2/г) и4,6 г 3-бромпропилтрихлорсилана. Анализ сорбента на содержание серы дает 1,6 , что соответствует плотностипрививки 0,4 молекулы нанм2П р и м е р 5. Сорбционные свойства синтезированного сорбента изучены на примере сорбции ионов ртути(11) железа (111), свинца (11), меди (11), цинка (11), никеля (11),марганца (11), кобальта (11),В пробирки с притертыми пробкамиемкостью 25 мл помещают раствор, содержащий ионы металла, определенноеколичество концентрированной азотнойили соляной кислот или гидроксиданатрия для создания необходимой кислотности раствора и разбавляют во 5 О 5 20 25 30 35 40 дой до объема 20 мл, В пробирки вносят 0,05 г сорбента (полученного попримеру ) и встряхивают в течение30 мин на механическом вибраторе прикомнатной температуре, Затем сорбентотфильтровывают, измеряют равновесное значение рН, Контроль за распределением ионов металлов проводят поводяной Фазе, используя для ионовртути метод беспламенной атомной абсорбции холодного пара, а для ионовжелеза, свинца, цинка, меди, никеля,кобальта, марганца - метод атомнойадсорбции на приборе "Сатурн",Содержание ионов металла в фазесорбента рассчитывают по разностимежду исходной и равновесной концентрациями их в водной Фазе,Результаты сорбции ионов металловна кремнеземе с привитым 2,5-димеркапто,3,4-тиадиазолом представлены в табл, 1.П р и м е р .6. Кинетику сорбцииизучают на примере ионов ртути (11).Для этого раствор, содержащий 5 мкгртути (11), встряхивают с 0,05 г сорбента в течение 30 с. 1,2,5 и 30 мин.Степень извлечения ртути (11) нриэтом 90, 97, 98, 98 и 98% соответственно. Равновесное значение рН 1,5.П р и м е р 7. Элюирование ионовртути (11) изучают в динамическомрежиме. Для этого в хроматографическую колонку помещают 0,2 г сорбента,пропускают раствор Ня (11) (5 мкгионов ртути), подкисленный до рН в2, Степень извлечения ртути при этом100 , Затем через колонку пропускают5 мл раствора элюента и определяютколинество десорбированной ртути (П)методом беспламенной атомной абсорбцииоВ табл, 2 приведены данные о степени десорбции ртути (11) различными злюентами в динамическом режиме,П р и м е р 8. В динамических условиях определены коэффициенты концентрирования ртути (11), Для этого в хроматографическую колонку помещают 0,2 г сорбента и пропускают раствор ртути (11), подкисленный до рН 1-2 азотной кислотой, со скоростью 5 мл/мин см 2. Сорбированные ионы ртути (11) элюируют 5 мл 0,05 М раствора цистеина в 3 М НС 1. С увеличением объема анализируемого раствора коэффициент концентрирования линейно увеличивается и достигает значения 2 102., З(г Условия сорбции (рН или концентрация кислот, М) извлечения, %Ртуть (11) 92,0 рН .8,5 4600 3 13182П р и и е р 9. Для определения емкости сорбента по ионам ртути в условиях примера 5 используют переменное количество ионов ртути. При рН 1,0-2,0 емкость сорбента составляет 10,8 мг ртути на 1 г сорбента (0,05 ммоль/г),П р и м е р 10, Для отделения ртути (11) от избытка сопутствующих ионов в хроматографическую колонку 10 помещают 0,2 г сорбента и пропускают анализируемый раствор с рН 1,0- 2,0 со скоростью 5-7 мл/мин, Сорбированную ртуть (11) элюируют 9 М НС 1. 15В табл. 3 приведены данные о влиянии сопутствующих ионов на степень извлечения ртути (11) из растворов предложенным сорбентом.П р и м е р 11, Для изучения воз можности неоднократного использования сорбента в динамических условиях проверены сорбционные характеристики сорбента. Полученные результаты показывают, что после 20-кратного использования сорбента емкость его составляет 957. от исходной. 86 4ния сорбционные свойства сорбентаполностью восстанавливаются, чтообеспечивает как минимум 20-кратноеиспользование сорбента. Формула изобретения Сорбент для извлечения ионов ртути из растворов на основе кремнезема с привитыми азотсодержащими органическими молекулами, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что, с целью повышения селективности сорбента, он содержит привитые молекулы 2,5-димеркапто,3,4-тиадиазола.Т а б л и ц а 17,2 3,9 92,0 96,0 4600 9600 В табл. 4 приведены данные по сорбции ионов ртути (11), меди (11), свинца (11) и кобальта (11) при различных кислотностях среды на дитиокарбаминатном сорбенте на основе кремнезема. Видно, что сродство сорбента к различным ионам близко, что делает невозможным селективное извлечение ионов ртути из растворов, содержащих другие ионы переходных металлов. 2,7 96,0 9600 1,5 98,0 19600 26240 98,5 НС 1 1 50,0 400 23,0 116 2,5 10 98,3 НБ 0 1 23130 96,0 960 94,5 6480 85,7 2400 26,7 144 8,3 36 Железо (111) 3 рН 2,17 12 116,1 3,00 4,50 4 76Таким образом, по сравнению с иэ 40 вестным предложенный сорбент обладает большей селективностью. Он характеризуется сильно различающимся сродством к ионам ртути по сравнению с ионами свинца, железа, марганца, ни 45 келя, кобальта, меди, цинка, что позволяет использовать его для количественной сорбции ртути (11) в присутствии ионов тяжелых, а также щелочных и щелочно-земельных металлов50 при соотношении 1:(10 -10 ).Кроме этого, имеется возможность количественного элюирования сорбированных ионов ртути (11). Элюирование достигается малыми объемами элюентов55 (5 мл), что позволяет осуществлять концентрирование ртути по отношению к исходному раствору. После элюирова1318286 Таблица 3 Сопутствующий ион Введенортути (11)мкг Соотношение Ня:СИ ВведеноСИ, мг Найденортути (11)мкг,15 1,0 1,10 1,00 1,0 1,00 1,00 1,0 0,95 0,95 1,00 1,0 1,90 100 1,95 1,90 1,90 РоданидНитратСульфатБромидфосфатЦитрат 100 10 1,75 1,65 1,75 1,О 1,75 1,75 1,0 1,35 1,0 1,45 1,75 1,0 1,50 1: 1000 Тартрат 1,75 1,0 1,25 1:1000 Ок салат 1,75 1,0 1,85 Ацетат 1,75 1:1000 1,0 1,75 Таблица 4 Степень извлечения, Х Ион метал Н 1 рН 2 рН 3 рН 4 рН 5 ла Ня (И) 90 95 98 Сц (11) 100 100 100 .100 100 РЪ (Т 1) "87 88 90 97 99 Со (11) 57 80 . 85 . 88 Тираж 510 Подписное ВНИИПИ Заказ 2452/6 Производств.-полиграф; пред-е, г. Ужгород, ул. Проектная, 4