CS217215B1 - Způsob karboxymetylace biosorbentů - Google Patents

Abstract

Účelem vynálezu je lépe využít karboxymetylačního činidla a zároveň zjednodušit technologii karboxymetylace biosorbentů. Z tohoto důvodu se biosorbent nechá nabotnat v roztoku karboxymetylačního činidla a pak se suspenduje v roztoku alkalického hydroxidu. Vynálezu může být využito při přípravě karboxymetylovaných biosorbentů k očistě odpadních vod od kationtů těžkých kovů.

Description

Vynález se týká netradičního způsobu karboxymetylace biosorbentů na bázi myoelií hub upravených do formy sférických částic tím, že biosorbent se po nabotnání v roztoku karboxymetylačního činidla suspenduje v koncentrovaném roztoku alkalického hydroxidu. Obdržený produkt jeví ve srovnání s výchozím biosorbentem vyšší kapacitu k sorpci kationtů těžkých kovů.

Mycelia hub se sestávají z biopolymerů obsahujících, vedle skupin podílejících se na vazbě kationtů těžkých kovů s biopolymerem, též skupiny sorpčně inaktivní. Zpevněním mycelia hub močovino-formaldehydovou pryskyřicí dochází k převodu sorpčně aktivních skupin na skupiny sorpčně inaktivní a k poklesu sorpční kapacity. Z tohoto důvodu se polymeranalogickou reakcí biosorbentů s vhodnou bifunkční komponentou obsahující sorpčně aktivní skupinu a skupinu schopnou reakce s biopolymerem zvyšuje sorpční kapacita biosorbentu pro kationty těžkých kovů. Sorpční kapacity polysacharidických biopolymerů je možno zvýšit karboxymetylací, tj. reakcí mercerovaného polysacharidu s roztokem monochlorootanu sodného.

Biosorbenty na bázi myoelií hub se doposud karboxymetylují reakcí mercerovaného biosorbentů s roztokem kyseliny monochloroctové, případně její alkalické soli.

Při karboxymetylaci dochází k difúzi monochloroctanu sodného do skeletu nabotnalého biosorbentů a jeho reakci s karboxylovými skupinami polysacharidu. V důsledku hydrolýzy monochloroctanu sodného účinkem alkalického louhu na hydroxyoctan sodný dochází ke značným ztrátám na výtěžku karboxymetylace. V případě, že rychlost mercerace polysacharidu bude rychlejší než hydrolýza monochloroctanu sodného a jeho difúze v biosorbentů, bude výhodnější obrácený způsob karboxymetylace, při kterém se 100 dílů suchého biosorbentů neché nabotnat v 50 až 300 dílech 2 až 4,5 mol/i roztoku monochloroctanu sodného a teprve pak se přidá 500 až 2 000 dílů 10 až 30 % alkalického hydroxidu. Po 30 až 90 min. nepřetržitého mícháni se produkt odseparuje a zbaví se promýváním vodou přebytečného hydroxidu sodného.

Podstatou vynálezu je způsob karboxymetylace biosorbentů jeho nasycením karboxymetylačním činidlem a reakce vzniklého systému s koncentrovaným roztokem alkalického hydroxidu. Vzniklý produkt se vyznačuje zvýšenou sorpční kapacitou a lze jej použít k očistě odpadních vod od kationtů těžkých kovů, zvláště UOg .

Námi navrhovaný postup má řadu výhod oproti klasickému postupu (čs. autorské osvědčení č. 174693) především ve značném zjednodušení technologie a lepším využití karboxymetylačního činidla v případě vhodného poměru rychlosti mercerace polysacharidických složek biosorbentů a rychlosti hydrolýzy karboxymetylačního činidla.

Karboxymetylace biosorbentů na bázi mycelia Pen. chrysogenum je technicky proveditelná za dodržení podmínek uvedených v následujících příkladech.

Přikladl

100 g biosorbentů připraveného zpevněním mycelia kmene Penicillium chrysogenum močovino-formaldehydovou pryskyřicí, označeného jako Ostsorb-MV bylo po nabotnání 2 . 400 ml vody promyto 2 mol/1 HC1 a dekantovánó vodou do odbarvení. Obdrženým produktem byla naplněna kolona a po promytí minimálně 600 ml 8mol/l kyseliny monochloroctové byla vrstva sorbentu vsypána do 300 ml 5 až 50% NaOH. Obdržené suspenze byla míchána nejméně 45 min při teplotě nepřesahující 40 °C. Získaný produkt byl dekantován 2 . 250 ml' 2 mol/1 HC1 a destilovanou vodou do odbarvení. Tak bylo získáno 30 až 40 g suchého sorbentu o výměnné kapacitě 1,1 až 1,4 mval/g a sorpční kapacitě pro U(VI) okolo 80 až 100 mg U/g (pH = 3,5 až 5,2).

Příklad 2

100 g biosorbentu připraveného zpevněním mycelia kmene Penicillium chrysogenum močovino-formaldehydovou pryskyřicí, označeného jako Ostsorb-MV bylo po nabotnání 2 . 400 ml vody promyto 2 mol/1 HC1 a dekantováno vodou do odbarvení. Obdržený produkt byl v koloně promyt minimálně 500 ml 2 až 3 mol/1 kyseliny monochloroctové a vrstva sorbentu byla vsypána do 300 ml 5 až 50 % NaOH. Obdržená suspenze byla míchána při teplotě nepřesahující 40 °C nejméně 45 min. Získaný produkt byl dekantován 2 . 250 ml 2 mol/1 HC1 a destilovanou vodou do odbarvení. Tak bylo získáno 22 až 28 g suchého sorbentu o výměnné kapacitě 0,5 až 0,7 mval/g a sorpční kapacitě pro U(VI) okolo 40 až 45 mg/g (pH = 3,5 - 5,2)

Příklad 3

100 g biosorbentu připraveného zpevněním mycelia kmene Penicillium chrysogenum močovino-formaldehydovou pryskyřicí, označeného jako Ostsorb-MV bylo po nabotnání 2 . 400 ml vody 2 mol/1 HC1 dekantováno vodou do odbarvení. Odfiltrovaný a vysušený produkt byl 20 min. až 1 h botnán se 160 ml 3 až 10 mol/1 chloroctanu sodného. K obdržené suspenzi bylo přidáno 500 ml 5 až 50% NaOH a směs byla míchána nejméně 20 min tak, aby teplota nepřesáhla 40 °C. Obdržený produkt byl dekantován 2 . 250 ml 2 mol/1 HC1 a destilovanou vodou do odbarvení. Tak bylo získáno 35 až 40 g suchého sorbentu o výměnné kapacitě 1,5 až 1,7 mval/g a sorpční kapacitě pro U(VI) okolo 120 až 140 mg/g (pH = 3,5 až 5,2). Příklad 4

100 g biosorbentu připraveného zpevněním mycelia kmene Penicillium chrysogenum močovino-formaldehydovou pryskyřicí, označeného jako Ostsorb-MV bylo po nabotnání promyto 2 . 400 ml 2 mol/1 HG1 a dekantováno destilovanou vodou do odbarvení. Odfiltrovaný a vysušený sorbent byl pak smísen nejméně se 160 ml 2 až 3 mol/1 kyseliny monochloroctové a ponechán stát nejméně 30 min. K obdržené suspenzi bylo pak přidáno minimálně 300 ml 5 až 50 % NaOH a teplota reakčního roztoku byla udržována na teplotě nepřesahující 40 °C.

Po 30 až 160 min míchání byl sorbent dekantován destilovanou vodou, 2 mol/1 HC1, opět destilovanou vodou, odfiltrován, vysušen a zvážen. Tak bylo získáno 21 až 25 g sorbentu o výměnné kapacitě 0,7 až 0,8 mval/g a sorpční kapacitě pro U(VI) okolo 43 až 48 mg/g (pH = 3,5 až 5,2).

Claims (5)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Způsob karboxymetylace blosorbentů na bázi mycelií hub, vyznačený tím, že se biosorbent na bázi mycelia hub nasytí roztokem karboxymetylačního činidla a nechá se reagovat s koncentrovaným roztokem alkalického hydroxidu.
2. 2. Způsob podle bodu i, vyznačený tím, že se sycení biosorbentu na bázi mycelia Penicillium chrysogenum provádí ve sloupci a jako karboxymethylačního činidla se použije roztok kyseliny monochloroctové.
3. 3. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se sycení biosorbentu na bázi mycelia Penicillium chrysogenum provádí ve sloupci a jako karboxymetylačního činidla se použije roztok monochloroctanu sodného.
4. 4. Způsob podle bodu i, vyznačený tím, že se sycení biosorbentu na bázi Penicillium chrysogenum karboxymetylačním činidlem provádí botnáním v roztoku monochloroctanu sodného.
5. 5. Způsob podle bodu i, vyznačený tím, že se sycení biosorbentu na bázi mycelia Penicillium chrysogenum karboxymetylačním činidlem provádí botnáním v roztoku kyseliny monochloroctové.