Анионит на основе аллилглицидилового эфира, винилового эфира моноэаноламина и полиаминов

(51) 02 1/42 (2009.01) 07 59/225 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ концентрирования ионов цветных и благородных металлов) и решения экологических проблем (для очистки сточных вод от токсичных веществ). Анионит на основе аллилглицидилового эфира,винилового эфира моноэтаноламина и полиаминов со структурной формулой Ионит имеет обменную емкость 5,1 мг-экв/г,может быть использован в качестве сорбента ионов меди, кобальта и никеля. Сорбционная емкость (мгэкв/г) по ионам меди 4,8 никеля 2,5 кобальта 2,9.(72) Ергожин Едил Ергожаевич Чалов Тулеген Каменович Ковригина Татьяна Васильевна Бегенова Бахыт Естекеновна Хакимболатова Камила Хакимболатовна Изатбеков Ерик Уланович(73) Акционерное общество Институт химических наук имени А.Б. Бектурова(54) АНИОНИТ НА ОСНОВЕ АЛЛИЛГЛИЦИДИЛОВОГО ЭФИРА,ВИНИЛОВОГО ЭФИРА МОНОЭТАНОЛАМИНА И ПОЛИАМИНОВ(57) Изобретение относится к области получения ионообменных материалов, а именно анионитов,которые могут найти применение в водоподготовке(для извлечения ионов различных металлов, очистки и удаления органических соединений),гидрометаллургии 23149 Изобретение относится к области получения ионообменных материалов, а именно анионитов,которые могут найти применение в водоподготовке(для извлечения ионов различных металлов, очистки и удаления органических соединений),гидрометаллургии(для разделения и концентрирования ионов цветных и благородных металлов) и решения экологических проблем (для очистки сточных вод от токсичных веществ). Известен ионит, полученный конденсацией винилового эфира моноэтаноламина (ВЭМЭА) и глицидилового эфира диоксидифенилпропана(гидрохинон, резорцин) с последующей сшивкой форконденсата дивинильными соединениями,непредельными кислотами, полиаминами. Обменная емкость (мг-экв/г) ионитов по 0,1 н раствору 3,5. (Предпатент РК 7291. МПК 6 0115/04,015/00, 7/00. Опубл. 15.03.99. Бюл.3). Недостатком данного ионита является его низкая обменная емкость. Наиболее близким по технической сущности к заявленному объекту является анионит, полученный на основе олигомера аллилхлорида полимеризованного в среде органического растворителя под действием перекисных соединений с безводным полиэтиленполиамином. Синтез такого анионита проводят в две стадии,после чего полученный продукт отверждают при 100 С в течение 8-10 ч (А.с.597690, кл. 08 83/00, 08 5/20, 1979). Недостатками данного анионита является низкие сорбционные и емкостные характеристики (статическая обменная емкость(СО) 2,21 мг-экв/г, сорбционная емкость по ионам никеля - 0,12 мг-экв/г, кобальта - 0,09 мг-экв/г). Задачей предлагаемого изобретения является синтез новых анионитов на основе аллилглицидилового эфира, винилового эфира моноэтаноламина и полиаминов(полиэтиленполиамина,полиэтиленимина) с улучшенными физико-химическими и сорбционными показателями. Технический результат заключается в упрощении процесса, повышении статической обменной емкости, улучшении сорбционной способности ионита по отношению к ионам переходных металлов (меди, кобальта, никеля). Это достигается синтезом ионита на основе АГЭ и ВЭМЭА с полиаминами (ПЭПА, ПЭИ) в смеси диметилформамида и получении ионита со следующей структурной формулой Заявляемый ионит получали поликопденсацией аллилглицидилового эфира, винилового эфира моноэтаноламина и полиаминов(полиэтиленполиамина или полиэтиленимина). Иониты синтезировали при различных соотношениях исходных реагентов, используя разные амины. Температура реакции 50-70 С,продолжительность - 5 ч. Полученные соединения отверждали при 100-110 С в течение 24 ч, затем несколько раз переводили из С-формы в О-форму,обрабатывая 5-ными растворами соляной кислоты и гидроксида натрия соответственно. Иониты в ОНформе отмывали дистиллированной водой до нейтральной реакции фильтрата по фенолфталеину. Состав и структуру ионитов исследовали методами ИК-спектроскопии, элементного и химического анализов. В спектрах синтезированных ионитов отсутствуют характеристические частоты (см-1) эпоксидных групп (810-950, 1250, 3000-3050), что свидетельствует о химическом превращении их появляются полосы деформационных колебаний(1490) и валентных колебаний - (1270) связей аминогрупп, асимметричных валентных колебаний эфирной группы С-О-С (1100). Поглощение в области 1600 см-1, обусловленное валентными колебаниями бензольного кольца, подтверждает ароматический характер данных соединений. Реакция поликонденсации осуществляется при низкой температуре(5 ч). Изобретение иллюстрируется следующими примерами,указывающими на оптимальные условия получения ионита. Пример 1. В реактор, снабженный обратным холодильником и механической мешалкой помещали АГЭВЭМЭАПЭПА 111. К 1 г АГЭ добавляли по каплям при перемешивании 1 г ВЭМЭА, через 2 часа - раствор 1 г ПЭПА в 5 мл ДМФА. Реакционную смесь нагревали 3 ч,образовавшийся гель отверждали 24 ч при 100110 С. Статическая обменная емкость по 0,1 н раствору НС - 4,0 мг-экв/г, удельный объем ионита в набухшем состоянии 6,1 мл/г. Сорбционная емкость в -форме по ионам меди 3,6 мг-экв/г,никеля - 0,7 мг-экв/г, кобальта - 0,5 мг-экв/г. Найдено С - 65,63, Н - 6,84,- 6,29. Рассчитано С - 64,56, Н - 5,78,- 5,76. 23149 Пример 2. АГЭВЭМЭАПЭПА 110,5. Ход работы аналогичен примеру 1. Использовали 0,5 г ПЭПА в 5 мл ДМФА. Статическая обменная емкость по 0,1 н раствору НС 3,5 мг-экв/г,удельный объем ионита в набухшем состоянии 5,3 мл/г. Сорбционная емкость в ОН-форме по ионам меди 2,4 мг-экв/г, никеля - 0,2 мг-экв/г, кобальта 0,04 мг-экв/г. Найдено С-57,73,Н-7,13,-5,43. Рассчитано С - 56,43, Н - 6,89,- 4,98. Пример 3. Массовое отношение исходных реагентов АГЭВЭМЭАПЭИ 110,5. Ход работы аналогичен примеру 1. Отличие в качестве аминирующего агента вместо ПЭПА использовали ПЭИ, 0,5 г в 5 мл ДМФА. Статическая обменная емкость по 0,1 н раствору НС - 4,2 мг-экв/г,удельный объем ионита в набухшем состоянии 3,1 мл/г. Сорбционная емкость в ОН - форме по ионам меди 4,0 мг-экв/г, никеля 1,8 мг-экв/г, кобальта - 1,3 мг-экв/г. Найдено С-63,87,-5,04,-14,44. Рассчитано С - 62,76, Н - 4,86, - 15,57. Пример 4. Массовое отношение исходных реагентов АГЭВЭМЭАПЭИ 111. Ход работы аналогичен примеру 1. Использовали 1 г ПЭИ в 5 мл ДМФА. Статическая обменная емкость по 0,1 н раствору НС - 4,8 мг-экв/г, удельный объем ионита в набухшем состоянии 3,0 мл/г. Сорбционная емкость в ОН-форме по ионам меди - 4,5 мг-экв/г,никеля - 2,3 мг-экв/г, кобальта- 1,8 мг-экв/г. Найдено С-64,68,Н-7,09,-16,78. Рассчитано С-63,43, -6,78, -16,32. Пример 5. Массовое отношение исходных реагентов АГЭВЭМЭАПЭИ 112. Ход работы аналогичен примеру 1. Использовали 2 г ПЭИ в 10 мл ДМФА. Статическая обменная емкость по 0,1 н раствору НС - 5,1 мг-экв/г, удельный объем ионита в набухшем состоянии 3,2 мл/г. Сорбционная емкость в ОН-форме по ионам меди 4,8 мг-экв/г, никеля - 2,5 мг-экв/г, кобальта - 2,9 мгэкв/г. Найдено С-65,67,-8,76,-16,78. Рассчитано С-63,43, -6,78, -16,32. Данные по обменной и сорбционной емкости представлены в таблице. Таблица Обменные и сорбционные емкости анионитов на основе АГЭ, ВЭМЭА и различных полиаминов Анионит по СОЕ примеру мг-экв/г 1 4,0 2 3,5 3 4,2 4 4,8 5 5,1 прототип 2,21 эти данные не определялись Из таблицы видно, что прототип уступает по своим емкостным и сорбционным характеристикам предлагаемым анионитам. Процесс синтеза ионита прост, не требует сложного технологического оборудования, осуществляется в мягких условиях при 50-70 С в течение 5 ч с последующим отверждением геля при 100 С в течение 24 ч. Полученные сорбенты могут быть использованы для очистки технологических и сточных вод от ионов переходных металлов. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Анионит на основе аллилглицидилового эфира,винилового эфира моноэтаноламина и полиаминов со структурной формулой обладающий сорбционной способностью к ионам меди, никеля и кобальта. Верстка Косалиева Б.А. Корректор Мадеева П.А. 3