Анионит на основе глицидилметакрилата, стирола, метилметакрилата и полиэтиленполиамина для извлечения ионов хрома (VI)

(51) 08 73/02 (2006.01) 02 1/42 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ ПОЛИЭТИЛЕНПОЛИАМИНА ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ИОНОВ ХРОМА(57) Изобретение относится к области получения ионообменных материалов, которые могут быть использованы в качестве сорбентов для извлечения ионов хромаиз сточных и промышленных вод. Синтезированный анионит на основе глицидилметакрилата(ПЭПА) при массовым соотношении сополимерполиэтиленполиамин, равным 12 и при температуре 80 С в течение 3 часов, сорбционная емкость по отношению к ионам хрома 322,4-457,6 мг/г при статической обменной емкости анионита по 0,1 н раствору НС 1 6,5 мг-экв/г.(72) Ергожин Едил Ергожаевич Бектенов Несипхан Абжапарович Калмуратова Камшат Мухтаровна Абдралиева Гулжан Ендихановна Садыков Канат Амиркулович(73) Акционерное общество Институт химических наук им. А.Б. Бектурова(54) АНИОНИТ НА ОСНОВЕ ГЛИЦИДИЛМЕТАКРИЛАТА,СТИРОЛА,МЕТИЛМЕТАКРИЛАТА И Изобретение относится к области получения анионообменных материалов, которые могут быть использованы в качестве сорбентов для извлечения ионов хромав гидрометаллургии, а также для очистки сточных и промышленных вод. Известен анионит синтезированный на основе хлорметилированного сополимера стирола и дивинилбензола с диметилформамидом. Сорбционная емкость по ионам хромапри 2 составляет 366 мг/г. А.с. СССР 1628452, Бюл. 16, 1994. Недостатком данного анионита является его низкая сорбционная емкость по ионам хрома . Наиболее близким по технической сущности к заявленному результату к предлагаемому решению является макропористый анионит на основе олигомера эпихлоргидрина и 4-винилпиридина. Сорбционная емкость по ионам хромапри извлечении из раствора 2 С 2 О 7, содержащего 2,11 г/л металла, при 1,1-5,1 равна 166,4 мг/г. Е.Е.Ергожин,Т.К.Чалов,А.Пидахмет,А.И.Никитина. Химический журнал Казахстана. 2013. 1. с.84-88. Недостатком данного ионита является его низкая сорбционная емкость по ионам хрома . Задачей настоящего изобретения является расширение ассортимента ионитов с улучшенными сорбционными свойствами по отношению к ионам хромана основе реакционоспособных доступных реагентов. Технический результат заключается в повышении сорбционной емкости анионита по ионам хрома . Технический результат достигается синтезом анионита на основе глицидилметакрилата, стирола,метилметакрилата и полиэтиленполиамина со следующей структурной формулы Указанный анионит получают двухстадийным методом. Путем радикальной полимеризации в растворе (бензол) в присутствии инициатора сополимер ГМА-СТ-ММА в соотношении (60 мол 10 мол-30 мол), затем аминируют эпоксидные группы с полиэтиленполиамином(ПЭПА). Конденсацию сополимера ГМА- СТ-ММА с ПЭПА в массовом соотношении 12 проводили при 80 С в течение 3 часов, затем отверждали двое суток при(60-120)С. Выход анионита составляет 75 статическая обменная емкость (СОЕ) по 0,1 н раствору НС 6,5 мг-экв/г. Состав и структуру полученного ионита определяли методами элементного анализа и ИКспектроскопии. Элементный состав анионита(рассчитано/найдено), С 65,18/63,69 Н - 8,14/4,61- 6,91/7,20 О - 19,70/20,05. 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. Сорбцию ионов С 2 О 72- анионитом ГМА-СТММА-ПЭПА 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 от 0,205 до 2,080 г/л и изменяя их кислотность в пределахот 2,0 до 5,1 добавлением 0,1 н растворов 24 или . Для приготовления модельных растворов использовали соль 2 С 2 О 7 квалификации х.ч. Сорбционную емкость рассчитывали по разности исходной и равновесной концентрации растворов,которую определяли методом классической полярографии на фоне 0,1 ОН по волне восстановления С 2 О 7-2 (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 6,5 мг-экв/г обладает высокой сорбционной способностью к ионам хрома- 457,6 мг/г. Изобретение иллюстрируется следующими примерами. Пример 1. Конденсацию сополимера ГМА-СТ-ММА с ПЭПА в массовом соотношении 12 проводят в трехгорлой колбе, снабженной механической мешалкой, термометром и капельной воронкой загружают навеску 20 г амина ПЭПА и постепенно прикапывают раствор сополимера ГМА-СТ-ММА 10 г в органическом растворителе (ацетон). При интенсивном перемешивании смесь нагревают до 80 С в течение 3 часов и после образования геля выгружают в фарфоровую чашку, отверждают в течение двое суток при (60-120)С, дробят,просеивают, отбирают фракцию с размером гранул(0,25-1,00) мм. Иониты многократно промывают растворителем, обрабатывают 5 растворамии НС, отмывают дистиллированной водой до нейтральной реакции фильтрата и высушивают. В результате был получен новый анионит пространственного строения со статической обменной емкостью по 0,1 н раствору НС 6,5 мгэкв/г. Сорбцию ионов хромаосуществляли из раствора 2 С 2 О 7, содержащего 2,08 г/л хрома, при 2,8. СЕ по ионам хрома- 416,0 мг/г. Пример 2. Анионит получают по примеру 1. Сорбцию ионов хромаосуществляют из раствора К 2 С 2 О 7, содержащего 2,08 г/л хрома, при 2,0. СЕ по ионам хрома- 457,6 мг/г. Пример 3. Анионит получают по примеру 1. Сорбцию ионов хромаосуществляют из раствора 2 С 27, содержащего 1,02 г/л хрома, при 3,4. СЕ по ионам хрома- 322,4 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 сополимера глицидилметакрилата,стирола,метилметакрилата, и полиэтиленполиамина по ионам хромабольше, чем у ионита на основе олигомера эпихлоргидрина(ОЭХГ) и 4 винилпиридина (ВП) (прототип). Таблица Сорбционные свойства полученного анионита по отношению к ионам хрома Сорбционная емкость по ионам хрома , мг/г 416 457,6 322,4 166,4 Новый анионит благодаря высоким сорбционным свойствам может найти применение для извлечения ионов хромаиз сточных вод гальванических цехов, текстильных и кожевенных предприятий, а также химических производств. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Анионит на основе глицидилметакрилата (ГМА),стирола (СТ), метилметакрилата (ММА) и полиэтиленполиамина (ПЭПА) со следующей структурной формулой