Способ получения ионообменных мембран

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБ 19) 835/ ИЗОБРЕТЕНДЕТЕЛЬСТВУ. ИС неор ганич ес(57) Изоб НООБМЕН НЫХ ОЛУЧЕ тся к области ретение от й технолог химиче абл конкрет К ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ К АВТОРСКОМУ СВИ(21) 3725280/23-05(71) Институт общей икой химии АН БССР(56) Патент США У 4083904кл. 264-41, опублик. 1976 созданию ионообменных мембран, обладающих избирательностью к катионам металлов, которые могут быть использованы в разделительной технике, ионометрии и т.д, Изобретение позволяет получить мембраны с высокой ионной селективностью за счет того, что для формования используют дисперсию смеси молибденсодержащего фосфата целлюлозы и бутадиенстирольного каучука в толуоле при модуле 50 и ассовом соотношении компонентов смеси 52,5-77,0:20,0-42,0 соответственно, и формование проводят на подложку из капронового трикотажа. 3 ил.Изобретение относится к химической технологии, конкретно к созданию ионообменных мембран, обладающих избирательностью к катионам металлов, которые могут быть использованы в разделительной технике, ианаметрии и т.д.Цель изобретения - получение мембран с высокой ионной селективностью, 10На фиг. 1 - 3 дана характеристика мембраны.П р и м е р 1. Приготовление мембраны асущеглвляется следующим образом. 15В ванну (модуль 1-5), содержащую расплав мочевины и пирофосфорнай кислоты, взятые в соотношении 1:1, при 115 С вносят целлюлозный материал (в форме ткани или марли) и пропитывают в течение 15 мин, Термообработку обо разцав осуществляют при 175 С, продолжительность операции - 1 ч. После этого фосфорилированную целлюлозу обрабатывают молибдатом аммония концен трацией 5 мас.7 при модуле ванны 20, Время обработки 4 ч.Для Фармования мембраны используют полученный малибденсадержащий фасфат целлюлозы, взятый в количестве 30 77 мас.ч., измельчают ега растиранием на сите ф 0,040 мм, смешивают с каучукам СКС-ЗО, взятом в количестве 20,0 мас.ч, и растворенным в толуоле (модуль 50), и дисперсию после перемешивания выпивают на трикотажную матрицу из капрона, взятую в количе. стве 3 мас.ч. (все количества указаны в расчете на 100 мас,ч. по воздушна-сухому веществу мембраны). , 40Сформавайную мембрану высушивают на воздухе, тщательно промывают и переводят в солевую форму (Св, 1,1, Иа, К, Мп, Са, Сц, РЬ, Со, И) путем обработки 1 м раствором соответствующего хлорида.Ионную селективность измеряют в симметричной ячейке, включающей два хлорсеребряных электрода, погруженных в раствор сравнения (О, 1 М раствор соли) и исследуемый раствор (та же соль в интервале концентраций 10 - 10 М), разделенные мембраной, приготовленной вышеописанным способом, с помощью ионамера ЭВ. Время установления равновесия составляет55 2-10 мин.Результаты измерений представлены в виде граФиков зависимости величины Е (мембранного потенциала) ат обратного логарифма концентрации электролита в исследуемом растворе. Эти данные используют для вычисления (вовсем изучаемом интервале концентра- .ций электролитов) значений чисел переноса противоианов.Характеристика мембраны приведенав таблицах 1 и 2, фиг. 1-3.П р и м е р 2, Способполучениямембраны как в примере 1, но дляприготовления мембраны берут 55 мас.ч.молибденсодержащей целлюлозы,40 мас.ч. каучука СКС-ЗО, 5,0 мас.ч.фкапронового трикотажа. Мембрану сушат.Характеристика мембраны представлена в табл. 1 и 2.П р и м е р 3. Способ получениямембраны по примеру 1, но молибденсодержащий эфир готовят из фосфатацеллюлозы, синтезированного при160 С, сорбцию молибдена осуществляют в течение б ч. Для мембраны беруттакже каучук в колич ес тве 29, 5 ма с. ч.,молибденсодержащий фосфат целлюлозыв количестве 67,5 мас.ч. и капроновый трикотаж в количестве 3 мас.ч.Данные по характеристике мембраны представлены в табл. 1 и 2.П р и м е р 4. Фосфат целлюлозыдля мембраны готовят при 150 С. Время сорбции молибдена - 1 ч. Мембрануготовят по примеру 1, на малифденсодержащего фосфата целлюлозы берут вкйтичестве 72,25 мас.ч., каучука -22,75 мас.ч., капронового трикотажа5 мас,ч.Характеристика мембраны представлена в табл. 1 и 2,П р и м е р 5. Фосфат целлюлозыготовят, как в примере 4, время сорбции молибдена - 6 ч, Мембрану готовят, как описано в примере 1, Дляприготовления мембраны берут 74,5 мас.чмолибденсодержащего фосфата целлюлозы, 21,5 мас.ч, каучука и 4 мас.ч.капронового трикотажа,Данные по характеристике мембраныпредставлены в табл. 1 и 2.П р и м е р 6. Фасфат целлюлозыдля получения молибденсодержащегафосфата целлюлозы готовят при температуре термообработки 160 С, сорбциюмолибдена проводят в течение 1 ч.Для приготовления мембраны берут;62,75 мас.ч. молибденсадержащего фасФата целлюлозы, 32,25 мвс.ч. каучукаУсловия приготовления и состав полученных мембран остав мембраны, мас. % Содержание элементов в активной фазе, мас.% Времясорбциимолибдена, ч Температура обработки цело люлозы, С Пример осфор Молибде 20,0,7 77, ,0 55,О,4 13993и 5,0 мас.ч. капрона. Мембрану готовят по способу, описанному в примере 1.Характеристика мембраны представ 5лена в табл, 1 и 2.П р и м е р 7. Фосфат целлюлозыполучают, как в примере 6. Сорбциюмолибдена проводят в течение 2,5 ч.Мембрану готовят, как описано в примере 1, но молибденсодержащего фосфата целлюлозы берут 65,0 мас.ч.,каучука 31 мас.ч., капрона 4 мас.ч.Характеристика мембраны представлена в табл. 1 и 2. 15П р и м е р 8. Фосфат целлюлозыготовят при 175 С, молибден сорбируютв течение 2,5 ч. Мембрану готовят какописано в примере 1, но молибденсодержащего фосфата целлюлозы берут 2057,25 мас.ч., каучука 38,75 мас.ч.,капрона - 4 мас,ч.Характеристика мембраны представлена в табл. 1 и 2.П р и м е р 9. Фосфат целлюлозы 2 Бполучают, как описано в примере 1,время сорбции молибдена 6 ч. Мембрану получают по примеру 1, но молибденсодержащего фосфата целлюлозы берут 59,75 мас,ч., каучука - 36,25 мас.ч. 30капрона - 4 мас,ч.Характеристика мембраны представлена в табл, 1 и 2.П р и м е р 10. Фосфорсодержащуюцеллюлозу получают по примеру 1, Температура обработки 135 С, время обработки 1 ч, Продолжительность сорбциимолибдена 1 ч. Мембрану готовят попримеру 1, но молибденсодержащегофосфата целлюлозы берут 52,5 мас,чкаучука - 42,0 мас.ч., капрона -5,5 мас.ч.Характеристика мембраны представ 1лена в табл. 1 и 2,П р и м е р 11 (сравнительный).Мембрану готовят, используя фосфор 094содержащий продукт по известному способу. Для изготовления мембраны берут 77,0 мас.ч. ацетосмешанного фосфорсодержащего эфира, 20,0 мас.ч. каучука и 3,0 мас.ч. капрона. Процесс изготовления мембраны описан в примере 1.Характеристика мембраны представлена в табл. 1. Числа переноса по Кф и Сз+ 0,60 по Са и Мя 0,52, по Сц 0,53.П р и м е р 12 (сравнительный). Мембрану готовят по примеру 11, но берут ацетосмешанного эфира целлюлозы 52,25 мас.ч. и 45,0 мас.ч. каучука и 2,75 мас.ч. капрона. Способ приготовления мембраны описан в при-мере 1,Полученная мембрана характеризуется следующими числами переноса по К 0,54, по Са и М 8 ф 0,52, по Сап 0,50. Формула из о бр е те ния Способ получения ионообменных мембран формованием смеси фосфорсодержащего эфира целлюлозы и органического растворителя на,подложку с последующей сушкой мембраны.и переводом ее в солевую форму, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что, с целью полу- . чения мембран с высокой ионной селективностью, в качестве эфира целлюлозы используют молибденсодержащий фосфат целлюлозы с содержанием молибдена 3,9-12,5 мас.%, в качестве подложки- капроновый трикотаж, а формование проводят из смеси дисперсии молибден- содержащего фосфата целлюлозы и бутадиенстирольного каучука в толуоле при модуле 50 и массовом соотношении ком" понентов смеси 55,0-77,0:20,0-40,0 соответственно.Т а б л и.ц а 1 2) 3) Активная. Связующее Подложкааза "1399309 Продолжение табл. 1 одержание злеменов в активной фазе, мас,%став мембраны, мас. %1 бц зумщее жка ивнаяа 1) на, ч 1 фор Иолибде 67,572,25 29,522,75 5,4,0 5,0 6,74,562,75 32 4,4 7 у 7 1,0 10,38 8,12,10 6,252,0 9,75 4,5,0 0,0 ах 12 -осфат целлюлозому способу;адиенстирольныи олибденсодержащий лученный по извес каучук СКС-ЗО, бу пр имерах 1-11 и целлюлозы по имерах 1-12 - ирола 30%;имерах 1-12 -содержание аучук проновыи трикота селективнос1Пример Числа переноса катионов11 РЬ 0,97 0,890,96 0,87 0,90 0,61 0,98 0,86 0,60 0,88 Оэ 90 Оэ 59 0197 0,88 0,62 0,96 3 0,6,83 0 80 89 О 60 О 9 86 О 59 О 8 88 060 09 65 0,55 0,5 60 0,52 0,5 52 0,52 0,5 О,о,0,6 О,80 О 68 0 58 0,63 0 60 О,54 О 5 звтный 0 по об 52 52 О 0,63 1 065 0 лектрохимические характеристики полученных мембран На+ Еф Сз И 8 ф+ Са Сп+ 0,99 0,94 0,99 0,96 0,97 0,97 0,97 0,94 0,95 0,55 0,53 0,50 0,79 0,78 0,77 0,76 0,78 0,76 0,770,73 0,74 0,60 0,52 0,52 0,95 0,88 Оэ 93 0190 0,95 0,87 0,90 О, 87 0,95 0,90 0,58 0,53 0,54 0,52 0,52 0,501399309 ль Т. МартинскаяХоданич СоставиТехред Редакто рректор В.Бутяга овти 7 Тираж 434 П ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5