Волокнистый ионит на основе привитого сополимера древесины и глицидилметакрилата в качестве сорбента ионов хрома (VI)

(51) 08 5/04 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(57) Изобретение относится к области ионообменных материалов, а именно к ионитам на основе древесины и может быть использовано для сорбции ионов хромаиз сточных вод гальванических, кожевенных производств. Волокнистый ионит на основе привитого сополимера древесины и глицидилметакрилата, полученный гетерогенной эмульсионной прививочной полимеризацией мономера на древесную матрицу в присутствии инициирующей окислительно-восстановительной системы 2 -Н 2 О 2 с последующим аминированием привитого сополимера полиэтиленполиамином,обладает статической обменной емкостью по 0,1 н раствору НС 1, равной 2,86-6,0 ммоль/г, содержит 4,94-10,70 азота и в статических условиях с высокой кинетикой (15 минут) извлекает ионы хромас емкостью 148-263 мг/г.(72) Ергожин Едил Ергожаевич Чопабаева Назира Набиевна Тасмагамбет Аман Туракулы Никиктина Анна Ивановна(73) Дочернее государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Институт химических наук им. А.Б. Бектурова республиканского государственного предприятия на праве хозяйственного ведения Центр наук о земле, металлургии и обогащения Комитета науки Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) ВОЛОКНИСТЫЙ ИОНИТ НА ОСНОВЕ ПРИВИТОГО СОПОЛИМЕРА ДРЕВЕСИНЫ И ГЛИЦИДИЛМЕТАКРИЛАТА В КАЧЕСТВЕ СОРБЕНТА ИОНОВ ХРОМА 21579 Изобретение относится к области ионообменных материалов, а именно к ионитам на основе древесины и может быть использовано для сорбции ионов хромаиз сточных вод гальванических,кожевенных производств. Известен волокнистый ионит, полученный аминированием привитого сополимера целлюлозы и глицидилметакрилата (ГМА) диметиламином. В оптимальных условиях его статическая обменная емкость (СОЕ) равна 2,9 мг-экв/г (Мосина Н.Ю.,Дружинина Т.В. Получение хемосорбционных аминосодержащих целлюлозных волокон // Хим. волокна. 1996.5. с. 46-49). Недостатком волокнистого ионита является низкая СОЕ. Сорбция ионов хромауказанным ионитом не исследовалась и неизвестна. Наиболее близким по структуре и назначению к заявленному объекту является волокнистый ионит на основе привитого сополимера полиакрилонитрила (ПАН) и ГМА, полученный аминированием глицидных групп иривитого сополимера диэтиламином. Он имеет СОЕ 1-3 ммоль/г. В статических условиях его сорбционная емкость (СЕ) по ионам шестивалентного хрома при рН 2, содержании ионов металла в растворе 1000 мг/л и продолжительности извлечения 1 час равна 63-102 мг/г (А.с. СССР. 1542910. С 02 1/42. Опубл. 15.02.90. Бюль. 6). Недостатком волокнистого ионита является его низкая СОЕ, а также СЕ и кинетика поглощения ионов хрома . Задачей изобретения является расширение ассортимента ионитов на основе древесины для сорбции хрома. Техническим результатом является повышение СОЕ, СЕ и кинетики поглощения ионов хрома . Технический результат достигается волокнистым ионитом на основе привитого сополимера древесины и ГМА где -древесная матрица. Указанный волокнистый ионит получают гетерогенной эмульсионной прививочной полимеризацией ГМА на древесину в присутствии инициирующей окислительно-восстановительной системы 2 -Н 2 О 2 с последующим аминированием привитого сополимера полиэтиленполиамином(ПЭПА). Волокнистый ионит содержит 4,94-10,70 азота и имеет СОЕ по 0,1 н раствору НС 1 2,866,0 ммоль/г. В спектре волокнистого ионита присутствуют частоты поглощения при 1441, 1393, 1339 см-1,принадлежащие СН-связям алкильных и алкоксильных групп древесного комплекса, а также ГМА. Широкая полоса в области 1200-1100 см-1 относится к гидроксильным группам древесины,присутствующим в ее составе изначально и образующимся в процессе взаимодействия глицидных циклов с ПЭПА. Частоты поглощения аминогрупп расположены при 1640 см-1. Волокнистый ионит извлекает ионы хрома из модельного раствора бихромата калия (таблица). Опыты проведены в статических условиях при комнатной температуре аналогично прототипу. Таблица. Сорбция ионов хромаволокнистыми ионитами (рН 2, С,1000 мг/л). Волокнистый ионит СОЕ, ммоль/г СЕС, мг/г время достижения сорбционного равновесия, мин. Существенным отличием предлагаемого технического решения от прототипа является наличие древесной матрицы, удачное сочетание первичных, вторичных, третичных аминогрупп, их высокая концентрация и доступность в фазе ионита. Эти существенные отличия позволяют по сравнению с прототипом увеличить СОЕ, СЕ и кинетические характеристики извлечения ионов хромав 2-2,86, 2,35-2,57 и 4 раза соответственно за счет использования высокомолекулярного амина - ПЭПА, природного полимера - древесины, обладающего высокоразвитой внутренней и внешней поверхностью. Изобретение иллюстрируется следующими примерами, указывающими оптимальные условия получения волокнистого ионита на основе 2 древесины и ГМА, характеризующийся высокой СОЕ, СЕ и кинетикой поглощения хромапо сравнению с прототипом. Пример 1. Волокнистый ионит на основе привитого сополимера древесины и ГМА получают предварительной обработкой древесных стружек(0,1 г.) с размером частиц 2 мм водным раствором соли Мора (7,09 мг/л по 2), отмыванием их от избытка ионов металла и погружением в 10-ный водный раствор мономера, содержащий 0,017 Н 2 О 2 и 0,2 эмульгатора проксанола-228. Прививочную полимеризацию проводят в течение 1 часа при 80 С. Затем очищенный в аппарате Сокслетта привитой сополимер (0,981 г.) подвергают аминированию ПЭПА (1,472 г.) в течение 1 часа при 40 С. Образующийся волокнистый ионит,промывают дистиллированной водой до нейтральной реакции промывных вод и высушивают в вакуум-сушильном шкафу. СОЕ волокнистого ионита по 0,1 н раствору НС 1 - 6,0 ммоль/г, содержание азота 10,70. Пример 2. Волокнистый ионит на основе привитого сополимера древесины и ГМА получают аналогично примеру 1, аминируя сополимер ПЭПА при 80 С и их массовом соотношении, равном 1,01,0. Его СОЕ по 0,1 н раствору НС 4,40 ммоль/г,содержание азота - 7,67. Пример 3. Волокнистый ионит на основе привитого сополимера древесины и ГМА получают аналогично примеру 1, аминируя сополимер ПЭПА при 40 С и их массовом соотношении, равном 1,00,5. Его СОЕ по 0,1 н раствору НС 1 - 2,86 ммоль/г, содержание азота - 4,94. Пример 4. Сорбцию ионов хромаосуществляют при комнатной температуре в статическом режиме волокнистым ионитом на основе привитого сополимера древесины и ГМА,синтезированным по примеру 1. СЕ при рН 2,исходной концентрации ионов металла в растворе 1000 мг/л и времени контакта системы ионит раствор 15 минут достигает 263 мг/г. Пример 5. Сорбцию ионов хрома осуществляют аналогично примеру 4 из раствора К 2 С 207 с концентрацией С 1000 мг/л и рН 7,8 волокнистым ионитом на основе привитого сополимера древесины и ГМА, синтезированным по примеру 1. СЕ при продолжительности извлечения 15 минут 148 мг/г. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Волокнистый ионит на основе привитого сополимера древесины и глицидилметакрилата, в качестве сорбента ионов хрома , полученный гетерогенной эмульсионной прививочной полимеризацией мономера на древесную матрицу в присутствии инициирующей окислительновосстановительной системы е 2-Н 22 с последующим аминированием привитого сополимера полиэтиленполиамином и обладающий статической обменной емкостью по 0,1 н раствору НС 1 2,86-6,0 ммоль/г, содержанием азота 4,9410,70, сорбционной способностью по ионам 6 148-263 мг/г.