Анионит на основе глицидилпроизводного бензиламина, аллилглицидилового эфира и полиэтиленимина для извлечения ионов хрома (vi)

(51) 22 34/32 (2006.01) 22 3/24 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ получали анионит сетчатой структуры следующей формулы(72) Ергожин Едил Ергожаевич Чалов Тулеген Каменович Никитина Анна Ивановна Хакимболатова Камила Хакимболатовна Карманова Алия Султанхановна(73) Акционерное общество Институт химических наук им. А.Б. Бектурова(54) АНИОНИТ НА ОСНОВЕ ГЛИЦИДИЛПРОИЗВОДНОГО БЕНЗИЛАМИНА, АЛЛИЛГЛИЦИДИЛОВОГО ЭФИРА И ПОЛИЭТИЛЕНИМИНА ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ИОНОВ ХРОМА(57) Изобретение относится к области получения ионообменных материалов и может быть использовано для извлечения ионов хромаиз промышленных растворов в цветной и черной металлургии, а также для очистки сточных вод гальванических цехов различных производств,текстильных и кожевенных предприятий. Конденсацией глицидилпроизводного бензиламина,аллилглицидилового эфира и полиэтиленимина Синтезированный анионит имеет обменную емкость по по 0,1 н раствору НС 1 4,5 мг-экв/г и сорбционную емкость по ионам хрома 208,0343,2 мг/г. Новый анионит благодаря высоким сорбционным свойствам может найти применение для извлечения ионов хромаиз сточных вод и технологических растворов в гидрометаллургии и других отраслях промышленности. Изобретение относится к области получения ионообменных материалов и может быть использовано для извлечения ионов хромаиз промышленных растворов в цветной и черной металлургии, а также для очистки сточных вод гальванических цехов различных производств,текстильных и кожевенных предприятий. Известна сорбция хромаиз водных растворов гелевым анионитом марки АМП,содержащим обменные группы -2 с предварительной кислой, щелочной или водной обработкой. В статических условиях его сорбционная емкость (СЕ) по ионам хромапри извлечении из раствора 2 С 27, содержащего 2,56 г/л металла, при 2 и 4 равна соответственно 235 и 219 мг/г (Патент РФ 2288290, кл. МПК С 22 В 34/32, С 22 В 3/24, опубл. 27.11 2006). Недостатком анионита АМП является его низкая сорбционная емкость по ионам хрома . Наиболее близким по технической сущности к заявленному объекту является волокнистый ионит на основе привитого сополимера древесины и глицидилметакрилата,полученный 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 полиэтиленполиамином (1,472 г.) в течение 1 часа при 40 С. Образующийся волокнистый ионит экстрагируют диметилформамидом в аппарате Сокслетта,переводят из С- в ОН- -форму обработкой 5-ным, промывают дистиллированной водой до нейтральной реакции промывных вод и высушивают в вакуум-сушильном шкафу. Сорбционная емкость волокнистого ионита в ОН-форме по ионам хрома при извлечении из раствора 2 С 27,содержащего 1 г/л металла, при 2 и 7,8 составляет соответственно 263 и 148 мг/г(Инновационный патент РК 21579, кл. С 08 Н 5/04,Бюл. 8, 2009). Недостатком волокнистого ионита является сложность синтеза и его низкая сорбционная емкость по ионам хрома . Задачей настоящего изобретения является расширение ассортимента ионитов с улучшенными сорбционными свойствами по отношению к ионам хромана основе реакционно-способных реагентов. Технический результат заключается в повышении сорбционной емкости анионита по ионам хрома . Технический результат достигается синтезом анионита на основе глицидилпроизводного бензиламина,аллилглицидилового эфира и полиэтиленимина следующей структурной формулы(ГБА) получали эпоксидированием бензиламина (БА) эпихлоргидрином (ЭХГ) в присутствии едкого натра при температуре 50 С в течение 6 ч. Содержание эпоксидных групп в нем составляет 31,7. Затем проводили его конденсацию с аллилиглицидиловым эфиром (АГЭ) и полиэтиленимином (ПЭИ) в растворе ДМФА при массовом соотношении ГБААГЭПЭИ, равном 112, температуре 65-70 С и продолжительности 4 ч, после чего форконденсат отверждали при температуре 100-110 С в течение 60 ч. Затем полимер измельчали, получали анионит с размерами частиц 0,5-1,0 мм и переводили в ОН-форму обработкой 5-ным раствором ,промывали дистиллированной водой до нейтральной реакции промывных вод и высушивали на воздухе. В результате был получен новый анионит пространственного строения со статической обменной емкостью по 0,1 н раствору НС 4,5 мг-экв/г, который может быть использован в гидрометаллургии и для решения экологических проблем. Состав и структуру полученного ионита определяли методами ИК-спектроскопии и элементного анализа. ИК-спектр синтезированного анионита свидетельствует о том, что деформационные колебания, характерные для эпоксидных групп (850,910, 1250 см-1), отсутствуют. Частота при 3500 см-1 характеризует появление гидроксильных групп. В спектре имеются полосы деформационных колебаний - (1490 см-1) и появляются полосы валентных колебаний - (1270 см-1) связей аминогрупп. Поглощение в области 1600 см-1,обусловленное валентными колебаниями бензольного кольца, подтверждает наличие в структуре анионита ароматических фрагментов. Элементный состав анионита(рассчитано/найдено),С - 63,49/61,36 Н 9,00/9,45 - 14,81/15,20 О - 12,70/13,99. Сорбцию ионов С 272- анионитом ГБА-АГЭПЭИ в ОН-форме проводили в статических условиях при соотношении сорбентраствор,равном 1400, комнатной температуре 202 С,варьируя концентрацию хрома в растворах 2 С 2 О 7 О 7 1,02 до 2,08 г/л и изменяя их кислотность в пределахот 2,2 до 5,1 добавлением 0,1 н растворов 24 или . Для приготовления модельных растворов использовали соль 2 С 27 квалификации х.ч. Сорбционную емкость рассчитывали по разности исходной и равновесной концентрации растворов, 29756 которую определяли методом классической полярографии на фоне 0,1 КОН по волне восстановления С 272- (Е 1/2-1,17 В). Полярограммы снимали на универсальном полярографе ПУ-1 в термостатированной ячейке при температуре 250,5 С, используя ртутный капающий электрод. Кислород из анализируемых растворов удаляли путем продувания аргона в течение 5 мин. В качестве электрода сравнения служил насыщенный каломельный электрод. Предлагаемый анионит с обменной емкостью 4,5 мг-экв/г обладает высокой сорбционной способностью к ионам хрома- 208,0-343,2 мг/г. Изобретение иллюстрируется следующими примерами. Пример 1. Глицидилпроизводное бензиламина(ГБА) получали эпоксидированием бензиламина (БА) эпихлоргидрином (ЭХГ) в присутствии едкого натра при температуре 50 С в течение 6 ч. Содержание эпоксидных групп в нем составляет 31,7. Затем проводили его конденсацию с аллилиглицидиловым эфиром (АГЭ) и полиэтиленимином (ПЭИ) в растворе ДМФА при массовом соотношении ГБААГЭПЭИ, равном 112, температуре 65-70 С и продолжительности 4 ч, после чего форконденсат отверждали при температуре 100-110 С в течение 60 ч. Затем полимер измельчали, получали анионит с размерами частиц 0,5-1,0 мм и переводили в ОНформу обработкой 5-ным раствором ,промывали дистиллированной водой до нейтральной реакции промывных вод и высушивали на воздухе. В результате был получен новый анионит пространственного строения со статической обменной емкостью по 0,1 н раствору НС 4,5 мг-экв/г. Сорбцию ионов хромаосуществляли из раствора 2 С 27, содержащего 2,08 г/л хрома, при 4,5. СЕ по ионам хрома- 343,2 мг/г. Пример 2. Анионит получали по примеру 1. Сорбцию ионов хромаосуществляли из раствора 2 С 27,содержащего 2,08 г/л хрома, при 2,0. СЕ по ионам хрома- 208,0 мг/г. Пример 3. Анионит получали по примеру 1. Сорбцию ионов хромаосуществляли из раствора 2 С 27,содержащего 2,08 г/л хрома, при 5,1. СЕ по ионам хрома- 332,8 мг/г. Пример 4. Анионит получали по примеру 1. Сорбцию ионов хромаосуществляли из раствора 2 С 27,содержащего 1,02 г/л хрома, при 2,8. СЕ по ионам хрома- 239,2 мг/г. Таким образом,предлагаемый анионит получается относительно простым способом, не требующим сложного технологического оборудования, и обладает высокой сорбционной способностью по отношению к ионам хрома . Сорбционные свойства полученного анионита по отношению к ионам хромаприведены в таблице. Результаты, приведенные в таблице, показывают,что сорбционная емкость нового анионита на основе глицидилпроизводного бензиламина,аллилглицидилового эфира и полиэтиленимина по ионам хромабольше, чем у волокнистого ионита (прототип) и у анионита марки АМП(аналог). Таблица Сорбционные свойства полученного анионита по отношению к ионам хрома Сорбционная емкость по ионам хрома , мг/г 343,2 208,0 332,8 239,2 148-263 219-235 Новый анионит благодаря высоким сорбционным свойствам может найти применение для извлечения ионов хромаиз сточных вод и технологических растворов в гидрометаллургии и других отраслях промышленности. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Анионит на основе глицидилпроизводного бензиламина,аллиглицидилового эфира и полиэтиленамина следующей структурной формулы для извлечения ионов хрома . Верстка Ж. Жомартбек Корректор К. Сакалова 3