Сорбент на основе кремнезема и способ его получения

СОЮЗ СОЕЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН июБОш А 1(спайз где К ЯН; ЯСН,Б.Способ получения указанных сорбентов заключается во взаимодействии амиГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ 1 ННТ СССР(71) Киевский государственный университет им. Т. Г,Шевченко(56) Модифицированные кремнеземы н сорбции, катализе и хроматографии/Под ред. Г.В.Лисичкина. - М,: Химия, 1986, с,63-65.1.ос 1 ппц 11 ег С,Н., Авовв С.Ч. 3-(2, 4,5,7-Теггап 1 ггоГ 1 цогеп 1 в 1 по)-ргору 1- 61 е гпохув 11 охапе, Н 1 яЬ в е 1 е с г 1 че, Ьопс 1 ед п-совр 1 ех 1 п 8 ржаве Гог НР 1.С, СЬгошайояг 1975, ч.108, У 1, р.85- 89.(54) СОР 5 ЕНТ НА ОСНОВЕ КРЕМНЕЗЕМА И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ(57) Изобретение относится к новым кремнеэемным, химически модиФицированным сорбентам и позволяет повысить Изобретение относится к новым хелатообраэупхцим сорбентам, предназначенным для извлечения металлов из растворов и анализа ионов металлов,Цель изобретения - повьппение гидролнтической стабильности и обеспечение воэможности использования сорбента в сорбции ионов металлов, используя кремнеземы, содержащие привитые к поверхности 2"амино-гетарилпирроло 2 3-Ьхиноксалиновые молекулы об, %щей формулы 2гидролитическую стабильность и обеспечить возможность использования сорбента в сорбции ионов металлов. Кремнезем с аминопропильными группами обрабатывает раствором М-гетарил-ж;(2- хлорхиноксалин-нл)ацетонитрилами в органическом растворителе в присутствии триэтаноламина в течение 1-16 ч при 100-130 С, Сорбент отфильтровывает и получают продукт, содержащий на поверхности кремнезема группы фор- мулы НН 1 НСНф Бф с конц (5-120)ю 1(Г моль/м поверхнос незема, 2 с.п,ф-лы, 2 табл.3 1623685 нокремнеземов с 1-гетарил-р-(2-хлорхиноксалин-ил)ацетонитрилами общей формулы где К = ЯН; НСН,Б в органическихрастворителях в присутствии третичных аминов при 100-130"С, Выделениесорбентов из реакционной среды проводится обычными приемами.П р и м е р 1. В смеси, содержащей 50 мл диоксана, 2 мл триэтиламина и 8 мл диметилформамида, растворяют 0,0214 г (0,6410 моль) О --бензтиазол-ил)- б-(2-хлорхиноксалин-ил)ацетонитрила. К полученномураствору прибавляет0 г силохромаС20, модифицированного в зминопропильныиц группами (-АПС) с концентрацией 0,17 ммоль/г, и перемешивают образовавшуюся суспензию при 100 С вотечение 1 ч, При этом интенсивная рубиново-красная окраска раствора бледнеет и к концу реакции переходит вбледно-желтую, Сорбент отфильтровывают, промывают ацетоНом и сушат ввакууме. Концентрация привитых группсоставляет (5,0"0,8) 10моль/мсорбента,П р и м е р 2. В смеси, содержащей 50 мл джетилформамида и 3 млтриэтиламина растворяют 0,2137 г(0,64 1 С моль) 9-(бензтиазол-ил)О(-(2-хлорхиноксалин-ил)ацетопитрила, К полученному раствору добавля;т10 г-АПС, Суспензию перемешиваютв течение 1 ч при 1 20 С. Сорбент отофильтровывают, промывают диметплформамидом и ацетоном, сушат в вакууме,Концентрация привитых групп составляет (108+0,8) О 8 моль/м сорбента.2П р и м е р 3. В смеси, содержащей 100 мл диметилформамида и 5 млтриэтиламина, растворяют 2,1403 г(0,6410 моль)-(бензтиазол-ил) -ф(-(2-хлорхиноксалин-ил) ацетонитрила. К полученному раствору прибавляют 10 г 1" -АПС. Суспензию перемешиваоют при 130 С в течение 16 ч. Сорбентотфильтровывают и промывают в экстракторе Сокслета диоксаном в течениесуток, сушат в вакууме. Концентрацияпривитых групп составляет (1200,8)к 10 " моль/м сорбента,2 Р и м е Р 4. В смеси, содержа- .щей 50 мл диметилформамида и 3 мл11-метилпиперидина, растворяют 0,6725 г 5( , О моль) б -(бенэимидазол-ил)- -ФФ,-(2-хлорхиноксалин-ил)ацетонитрила. К полученному раствору прибавляют О г-АПС. Суспензию перемешивают при 130 ОС ь течение 1 часа. Сорбент отфильтровывают, промывают диметилформамидом, ацетоном и сушат в вакууме. Концентрация привитых группсоставляет (120 Ю,8) 1 О В моль/мсорбента.П р и м е р 5. В смеси, содержащей 51; мл диметилформамида и 3 мл триэтиламина, растворяют 0,7015 г(2,110 ф моль) К-(1-метилбенэимидаэол-ил)-(-(2-хлорхиноксалин-ил)ацетонитрила. К полученному растворуприбавляют 10 г -АПС, Суспензию перемешивают при 130 С в течение 1 ч. Сорбент отфильтровывают, промывают диметилформамидом, ацетоном и сушат в ва кууме. Концентрация привитых группсоставляет (99.0,8)0моль/мсорбента.П р и м е р 6. В смеси, содержащей 50 мл диметилсульфоксида и 3 млтриэтиламина, растворяют 0,7015 г(2, 10 моль) О в (1-метилбенэимида.эол-ил)-р-(2-хлорхиноксалин-ил)ацетопитрила. К полученному растворуприбавляют 10 г-АПС. Суспензию перемешивают при 1 О С в течение 1 ч. Сорбент отфильтровывают, промывают диметилсульфоксидом, ацетоном и сушат ввакууме, Концентрация привитых группсостагляет (990,8) 1 О Омоль/м сорбента.Все образцы сорбентов, содержащиепривитые 2-амино-гетарилпирроло2,3-Ь 1 хиноксалиновые фрагменты, окрашены в желтый цвет, Интенсивностьокраски зависит от концентрации привитых групп, Сравнение спектров отражения модифицированньгх сорбентов в видимой и ультрафиолетовой областях сосгектрами пропускания раство 1,ов 1-бензил-амино - 3-гетариллирроло 2 3-Ь хи%ноксалииов подтверждает образованиена поверхности силикагелей 1-алкиламино-гетарилпирроло 2,3-Ьхиноксалиновых ядер. Максимумы поглощенияспектров рассматриваемых соединенийи материалов приведены в табл,1.Для определения концентрации приви.ых 1-алкил-амино-гетарилпирроло 12,3-Ь 1 хипоксалиновых групп были за:Э 55 5 1623писаны спектры пропускания суспензийсорбентов в глицерине в видимой области.Расчет концентраций проводят пооптической плотности при частоте наиболее длинноволнового максимума, Прирассчетах делают допущение, что коэффициенты экстинкции полос поглощениясорбентов равны коэффициентам экстинкции соответствующих полос растворимыханалогов. Это допущение контролируют,анализируя сорбент, содержащий привитые 2-амино-(бензтиазол-ил)-пирроло 2,3-Ь)хиноксалиновые группы, атакже проведя анализ на содержаниесеры стандартными методами (растворение в щелочи, окисление серы досульфата, осаждение в виде сульфатабария). Весовой и спектрофотометрический анализ дают сходящиеся в пределах оппбки опыта результаты.Изучение сорбции ионов переходных,непереходных металлов и металлоидовнз водных растворов различной кислотности на полученных сорбентах представлены в табл.2 на примере сорбциина кремнеземе, содержащем привитыемолекулы 2-амино-(бензтиазол-ил)пирроло 2,3-Ь)хиноксалина. При рНниже 1 все полученные сорбенты связывают ионы металлов платиновой группы,Из приведенных данных можно сделатьвывод о возможности применения новыхсинтезированных материалов для разделения, концентрирования, выделения ианализа некоторых ионов металлов(см.табл,2).оП р и м е р 7. 0,3 г сорбента наоснове алохрома Сс привитыми 2 амино-(бензтиазол-ил)-пирроло2,3-Ьнинонсалиноньюи группаин, синтезированного по примеру 3, контактируют при комнатной температуре в статическом режиме с 25 мл раствора РдС 1концентрации 9,76 О моль/л при различной кислотности среды. В среде0,5 м соляной кислоты полнота извлечения РдС 1 через 2 ч составляет50,2 М, через сутки - 75,7 Х в средеодномолярной соляной кислоты полнотаизвлечения РдС 12 через 2 ч составля"ет 33,93, через сутки - 57,1 Х,Способность сорбента к извлечениюпалладия не зависит от количества оставшихся непрореагировавщих аминопропильных групп, так как РдС 1несорбнруется на аминосилохроме в испытуемых растворах (0,5-1,0 И НС 1). Полное элюирование палладия (11)происходит при промывании сорбентараствором тиомочевины.5П р и м е р 8, 0,5 г сорбента,синтезированного по примеру 3, контактируют с 25 мл 1,235"10 ф В 1(ИОз)при рН 3Полнота извлечения В 1(Юй)зсоставляет 85,4%, в то время как нааминосилохроме извлечение В 1(НОз)н врассматриваемых условиях составляетменее 6 , Полное элюирование сорбированного висмута (111) происходит в0,5 М НС 1. 15 Формула изобретения 1, Сорбент на основе кремнеземамодифицированного аминопропильнычи 20 группами с привитыми полициклическими органическими лигандами, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения гидролитической стабильности и обеспечения возможности использо вания его в сорбции ионов металлов,в качестве привитых лигандов он содержит группы формчпы где К-ИН ИСН Я в количестве 5-1201 а10 моль/м поверхности кремнезема.2. Способ получения сорбента на основе кремнезема, включающий обработку 40 аминопропилкремнезема полициклическимсоединением в органическом растворителе, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения гидролитической стабипьности и обеспечения возмож ности использования сорбента в сорбцииионов металлов, в качестве полицикли-аческого соединения используют О(,-гетарил-,А.-(2-хлорхиноксалин-ил)ацетонитрилы формулы50 где К-ЮН, ЯСН,Я, обработку проводятв присутствии третичных аминов при100-130 С в течение 1-16 ч.1623685 Таблица 1 Характеристики электронных спектров диффузного отражения кремнеземов с привитыми молекулами 2-амино-гетарилпирроло 2,3-Ьхиноксалинов и электронных спектров поглощения их аналогов в ра- створе-см 2-Амино-бензил- . ч, см (Относительная гетарилпирроло 2,3-Ьхи- (18 Я) интенсивность) ноксалины в метаноле Привитое соединение НЯ 24000 24000 (4,06) 29100 30300 29100 30 С 31 1800 3400 33400 (пл,)36600 (10)5) 36600 (4 537300 (4,5 10,5) 37300 248001623685 Таблица 2 Сорбция металлов на кремнеземе, содержащем привитые к поверхности молекулы 2-амино- (бензтназол-нл)-пирроло 2,3-Ь хиноксалина в динамическом режиме Металлы Процентсорбциипри рН9,0 Процент сорбции при рН2,5 ВисмутМолибденСеленОловоТаллийМыппякХромМедьМарганецНикельСвинецСтронцийАпвминийКальцийЖелезоМагний 100 15,8 0,4 100 100 73,9 55,9 18,2 0 0 95,4 95,3 0 Цинк 0 Ртуть Составитель Т, ЧиликииаРедактор Л.Пчолинская Техред М.Моргеитал Корректор И. Эрдейи Заказ 154 Тирах ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раувская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат Патент , г,уагород, ул. Гагари а,Ф 11ина 101