CS225016B1 - The chelate sorbent of matal on the base of cellulose - Google Patents

The chelate sorbent of matal on the base of cellulose Download PDF

Info

Publication number
CS225016B1
CS225016B1 CS399181A CS399181A CS225016B1 CS 225016 B1 CS225016 B1 CS 225016B1 CS 399181 A CS399181 A CS 399181A CS 399181 A CS399181 A CS 399181A CS 225016 B1 CS225016 B1 CS 225016B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
cellulose
metal
acid
exchange
pyridylazo
Prior art date
Application number
CS399181A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Oldrich Tokar
Jiri Ing Csc Novak
Original Assignee
Oldrich Tokar
Novak Jiri
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Oldrich Tokar, Novak Jiri filed Critical Oldrich Tokar
Priority to CS399181A priority Critical patent/CS225016B1/en
Publication of CS225016B1 publication Critical patent/CS225016B1/en

Links

Landscapes

  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Description

POPIS VYNÁLEZU K AUTORSKÉMU OSVĚDČENÍ ČESKOSLOVENSKASOCIALISTICKÁREPUBLIKA( 19 )COPYRIGHT CERTIFICATE DESCRIPTION OF THE INVENTION CZECHOSLOVAKCASOCIALISTREPUBLIC (19)

(22) Přihlášeno 29 05 81(21 ) (PV 3991-81 ) 225016 (11) (Bl) (51) Int. Cl.3B 01 J 45/00 (/10) Zveřejněno 25 03 83(22) Enlisted 29 05 81 (21) (PV 3991-81) 225016 (11) (Bl) (51) Int. Cl.3B 01 J 45/00 (/ 10) Published on 25 03 83

ÚŘAD PRO VYNÁLEZYOFFICE OFFICE

A OBJEVY (45) Vydáno ,5 02 86 (75)AND DISCOVERIES (45) Released, 5 02 86 (75)

Autor vynálezu TOKAK OLDitlCH, KOVÁK JIŘÍ ing. CSc., ÚSTÍ nod Labem (54) Chelatační sorbent kovů na bázi celulózyAuthor of the invention TOKAK OLDitlCH, KOVÁK JIŘÍ Ing. CSc., ÚSTÍ nod Labem (54) Cellulose-based metal sorbent sorbent

Vynález se týká chelatečních sorbentů kovů na bázi celulózy vhodných’ pro zachycovaní kovů. V přírodě mají významnou roli velmi citlivé chemické reakce se vznikem komplexů,'kteréjsou umožněny existencí mnoha mimořádně specifických adsorpčních procesů. Již dnes lze říci,že přes určité omezení nyní dosažitelných specifit existují přesto vysokohodnotné chelátytvořící iontovýměnné pryskyřice, jejichž všeobecná selektivita vůěi komplexotvorným kovůmje tak citlivě odstupňována, že toto odstupňování lze snadno využít ke specifické adsorpcikovů.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to metal-based chelating metal sorbents. Very sensitive chemical reactions with complex formation play an important role in nature, which are enabled by the existence of many extremely specific adsorption processes. It can already be said that despite some limitations of the currently achievable specificities, there are still high-value chelating ion-exchange resins whose general selectivity to complexing metals is so sensitive that this gradation can be readily utilized for specific adsorption agents.

Cizí ionty často ruší při mnohých analytických i technologických postupech. Nežádbucíkationty lze odstranit průchodem roztoku kolonou katexu ve vodíkové formě nebo ve formě ji-ného iontu, který neruší. Takto lze snadno např. odstranit kationty vápenaté, železité a hlinité, které ruší při stanovení fosforeěnanů. Podobně lze odstranit anionty pomocí anexů. Io-nexové pryskyřice lze využít k úplnému a rychlému odstranění takových iontů, jejichž zabarvení, chut, pach nebo jedovatost jsou při mnoha procesech nebo četných výrobků nežádoucí.Foreign ions often interfere with many analytical and technological processes. Adverse cations can be removed by passing the solution through a cation exchange column in hydrogen form or other ion which does not interfere. In this way, for example, calcium, ferric, and aluminum cations which interfere with the phosphonate determination can be removed. Similarly, anions can be removed by anion exchange. Io-resins can be used to completely and rapidly remove such ions whose color, taste, odor or toxicity is undesirable in many processes or numerous products.

Tak zvené chelatační pryskyřice se používají k odstraňování stop těžkých kovů z různýchvýrobků a při dělení těžkých kovů. lonexy tohoto typu lze odstranit např. stopy železa, mědinebo zinku z koncentrovaných roztoků solí alkalických kovů a kovů alkalických zemin. Jejichmimořádná selektivita umožňuje navzájem oddělit i velmi příbuzné složky, např. nikl od kobaltu s měď od niklu. Těžké kovy se snadno eluují minerální kyselinou.The so-called chelating resins are used to remove traces of heavy metals from various products and to divide heavy metals. Ionexes of this type can be used to remove, for example, traces of iron, copper or zinc from concentrated alkali metal and alkaline earth metal salt solutions. Their extraordinary selectivity makes it possible to separate even very related components from each other, for example nickel from cobalt with copper from nickel. Heavy metals are easily eluted with mineral acid.

Cheletošních ionexů bylo připravena celá řada. Většina dosud připravených sorbentů -ne-mělo však tukové vlastnosti, které by umožnily jejich výhodné použití při přípravě čistých 22 5C 1 ó 225016 2 látek jako standardů, při separacích i dělení kovových iontů. Největším nedostatkem dosa-,vadních materiálů je nízká výměnná kapacita, nízká porozita a hydrofilita, což ovlivňujenegativně rychlost ustavování výměnné rovnováhy. Některé selektivní měniče iontů nejsoudostatečně chemicky stabilní a jejich fyzikální charakter způsobuje potíže při jejich použí- yán^v kolonách, jako jsou špatný průtok kapalného média sloupcem sorbentu, vysoká tlakováztrášta ionexové vrstvy a podobně. ''lontovýměnné deriváty celulózy se získají reakcí volných hydroxylových skupin celulózys funkčními skupinami, majícímu bu5 zásadité/ nebo kyselé vlastnosti. Celulózový skelet seskládá téměř výhradně z jednotek snhydroglukozy spojených etherovou vazbou mezi uhlíkovýmiatomy v poloze 1,4. Výměnné skupiny jsou vázány na povrchu i ve hmotě celulózového skeletuetherovými nebo esterovými vazbami na alkoholové skupiny anhydroglukózových kruhů.There have been many ready-to-use ion exchangers. Most of the so far prepared sorbents, however, did not have the fat properties that would allow their advantageous use in the preparation of pure 22 C 165 O 16 2 2 substances as standards, in the separation and separation of metal ions. The biggest drawback of the currently defective materials is the low exchange capacity, low porosity and hydrophilicity, which adversely affect the rate of alignment of the exchange. Some selective ion exchangers are most chemically stable and their physical nature causes problems in their use in columns, such as poor liquid medium flow through the sorbent column, high ion exchanger layer pressure, and the like. The ion exchange cellulose derivatives are obtained by reacting the free hydroxyl groups of the cellulose with functional groups having either basic / or acidic properties. The cellulosic skeleton consists almost exclusively of snhydroglucose units linked by an ether linkage between the carbon atoms at 1,4. The exchange groups are bonded to both the surface and the cellulose mass by ether-ether or ester bonds to the alcohol groups of the anhydroglucose rings.

Ionexové materiály mohou mít tvar tyčinek, vláken nebo sférických"částic. Rozměry mate-riálů mohou být různé podle způsobu použití. Ve většině případů je výhodnější sférický tvarcelulózy. Shluky uhlovodíkových řetězců s oblastmi větší nebo menší orientace bývají náhodněorientovány podél os vláken nebo tyčinek. Uvnitř mezi těmito oblastmi, které jsou stabilizo-vány1 a zesítěny vodíkovými můstky, leží otevřené prostory s velkým rozmezím průměru a s do-bátpianými iontově výměnnými skupinami. Výměnné výkony nejsou příliš velké. i». V současné době se projevuje snaha o získání chelatační celulózy s co nejvyšším výkonem,kteřřý je dán co nejvyšší výměnnou kapacitou a co největší výměnnou rychlostí. Kapacita celu-lózové jednotky ionexu je přímo závislá na koncentraci přítomných výměnných skupin. Rychlostvýměny je silně ovlivňována aktivním povrchem ionexu a přístupností výměnných funkčních sku-pin. □osud používané deriváty celulózy s diazotovnnými p-aminobenzylovými funkčními skupinamimají výměnnou kapacitu 0,15 až C,20 mol/g, což je pro dnešní potřeby již malá kapacita.Ionex materials may be in the form of rods, fibers, or spherical particles. The dimensions of the materials may vary depending on the mode of use. In most cases, spherical cellulose is preferred. Clusters of hydrocarbon chains with regions of greater or lesser orientation are randomly oriented along the axis of the fibers or rods. between these regions, which are stabilized and crosslinked by hydrogen bridges, are open spaces with large diameter ranges and additional ion exchange groups that are not very large. The highest capacity, which is given by the highest exchange capacity and the highest exchange rate.The capacity of the cellulose ion exchange unit is directly dependent on the concentration of the exchange groups present. The fate of the cellulose derivatives used with diazotinous p-aminobenzyl groups have an exchange capacity of 0.15 to 20 mol / g, which is already low capacity for today's needs.

Podle uvedeného vynálezu bylo zjištěno, že výěe uvedené nedostatky odstraňuje chelatačnísorbent kovů na bázi celulózy, jehož podstata spočívá v tom, že obsahuje 1 až 50 % hydroxylo —vých skupin výchozí celulózy nahrazený strukturními jednotkami obecného vzorce: - O - CH„ - CH - CH_ - NH - Ar - N = N - R2 , 2It has been found that the above-mentioned drawbacks are eliminated by the cellulose-based metal chelating agent comprising from 1 to 50% of the hydroxyl groups of the starting cellulose replaced by structural units of the general formula: - O - CH - CH - CH - - NH - Ar - N = N - R 2, 2

OH kde ri je nakopulovaná sloučenina schopná tvorby komplexů s kovy, ze skupiny 8-hydroxychinolin,kyselina sulfosalicylová, kyselina chromotřopová, difenylthiokarbazon, 1-(2-pyridylazo)--2-naftol, 4-(2-pyridylezo)resorcin,OH where r 1 is a compound synthesized capable of complexing with metals, such as 8-hydroxyquinoline, sulfosalicylic acid, chromotartaric acid, diphenylthiocarbazone, 1- (2-pyridylazo) -2-naphthol, 4- (2-pyridyl) resorcin,

Ar je benzenové jádro případně substituované alkylem C1 až C^, alkoxylem C1 až C^, haloge-nem, nitroskupinou, přičemž poloha diazoskupiny může být 2, 4 a 3.Ar is a benzene ring optionally substituted with alkyl C 1 -C 6, C 1 -C 4 alkoxy, halo, nitro, wherein the diazo position may be 2, 4 and 3.

Sorbenty podle vynálezu se používají v postupech běžných v iontoměniěové praxi. Jsouvhodné k separaci, dělení a odstraňování různých kovových iontů /kovů 3. až 7. periody/, jakojsou např. Fe^+, Co2+, Cu2+, Ni2+, Cd2+, Zn2+, Al^+, Ag+ i další přechodové i jiné kovy, při-čemž lze pracovat i s roztoky s vysokým obsahem solí alkalických kovů. Výhodou je i dosahování výměnné hmotnostní kapacity vyěěí než 0,20 mmol/g, což je dánovyšší koncentrací funkčních skupin vázaných v celulózové jednotce. Další výhodou je vysokávýměnná rychlost, zejména při použití sférické celulózy. 225016 PřikladlThe inventive sorbents are used in conventional ion exchange techniques. They are suitable for the separation, separation and removal of various metal ions / metals from the 3rd to the 7th period, such as Fe ^ +, Co2 +, Cu2 +, Ni2 +, Cd2 +, Zn2 +, Al ^ +, Ag + and other transition metals and other metals. where it is possible to work with solutions with a high content of alkali metal salts. It is also advantageous to achieve a mass exchange capacity of more than 0.20 mmol / g, which is the more effective concentration of functional groups bound in the cellulosic unit. Another advantage is the high exchange rate, especially when using spherical cellulose. 225016 Example

Oxin - celulóza, připravená diszotaci celulózy obsahující N~(2-amino-5-etoxyíenyl)-i--amino-2-hydroxypropylové funkční skupiny v množství 1 ,48 mmol/g o její následující kopula-ci s 8-hydroxychinolinera vykazuje výměnné hmotnostní kapacity /mmol g“ / pro různé kovovéionty při různých hodnotách pH;jež jsou uvedeny tabulce i. Příklad 2Oxine-cellulose, prepared by dissociation of cellulose containing N - (2-amino-5-ethoxyphenyl) -1-amino-2-hydroxypropyl functional group in an amount of 1.48 mmol / g of its subsequent coupling with 8-hydroxyquinolinera exhibits exchange weight capacity / mmol g '/ for various metalions at different pH values, which are shown in Table 1

Dithizon - celulóza, připravená diazotací celulózy obsnhující k-(2—: r~5-·-ninofcnyl)--1-amino-2-hydroxypropylové funkční skupiny v množství 1 ,-C ccicl/ú ·. jej i violcpující kopu-lací s difenylthiokarbazonem má výměnné hmotnostní kapacity ,u f různé k;, v při různých ho krů-tách pH uvedeny v tabulce 2. Příklad 3Dithizone - cellulose, prepared by diazotization of cellulose containing the 1- (2 - [(5-aminophenyl) -1-amino-2-hydroxypropyl] functional group in an amount of 1, -Ccicl /. its violent copulation with diphenylthiocarbazone has exchange mass capacities, with different k at different pH ratios listed in Table 2. Example 3

Salicyl - celulóza, připravená diazotací celulózy obsahující ·<-,3-ni tro-4~« i«iaofenyl' --1-amino-2-hydroxypropylové funkční skupiny v množství , , 53 mmol/r · j-jí následuj.' kopul·-cí s kyselinou salicylovou má výměnné hmotnostní kapacity pro různi ke.vová ionty pit různýchhodnotách pH uvedeny v tabulce 3. Příklad 4 PAR - celulóza, připravená diazotací celulózy obsahující li—03—ni trc-4-acinof enyl)-1 --amino-2-hydroxypropylové funkční skupiny v množství 0,534 mmol/g a její následující kopula-cí s 4-(2-pyridyzalo)-resorcinem má výměnné hmotnostní kopacity při různých hodnotách přípro různé kovové ionty uvedeny v tabulce 4. T a b u 1 k a 1Salicyl-cellulose, prepared by diazotizing cellulose containing .alpha.-3-nitro-4'-aiaphenyl-1-amino-2-hydroxypropyl functionality in an amount of .delta. salicylic acid copolymer has varying mass capacities for various potassium ions to vary in pH values given in Table 3. Example 4 PAR - cellulose prepared by diazotization of cellulose containing Li-03-nitro-4-acinophenyl) -1 - -amino-2-hydroxypropyl functional group in an amount of 0.534 mmol / g and its subsequent coupling with 4- (2-pyridysalo) resorcinol, the exchange mass coefficients at different values have different metal ions listed in Table 4. T abu 1 a 1

Hmotnostní výměnné kapacity Oxin - celulózy pro různé kovové ionty v závislosti na hodnoThe mass exchange capacity of Oxin-cellulose for various metal ions depending on the value

tě pH hodnota pH sorbovaného roztoku kovu Kov 3 4 · tj γ Co5+ 0,448 0,520 C,o27 0,985 1 ,’IC Cu2+ 0,523 0,817 0,850 0,931 0 , 980 Ni2+ 0,118 0,396 0,528 0,594 0. ,660 Fe3+ 0,351 0,450 0,632 0,702 0 ,730y pH value of the sorbed solution of metal Metal 3 4 · ie γ Co5 + 0.448 0.520 C, o27 0.985 1, “IC Cu2 + 0.523 0.817 0.850 0.931 0, 980 Ni2 + 0.118 0.396 0.528 0.594 0., 660 Fe3 + 0.351 0.450 0.632 0.702 0, 730

Tabulka 2Table 2

Hmotnostní výměnné kapacity Dithizon - celulózy pro různé kovové ionty v závislosti nahodnotě pH hodnota pH sorbovaného roztoku kovuMass exchange capacity of Dithizone - cellulose for various metal ions depending on pH value of pH of sorbed metal solution

Kov 3 4 5 O 7 Ag+ 0,543 0,884 0,756 0,7-18 0,083 Co2 + 0,416 0,658 0,792 0,791 0,867 Cu2+ 0,690 0 ,736 0,71 1 0,684 0,529 Zn2 + 0,535 0,614 0,684 0 ,816 0,857 Fe2+ 0,436 0,710 0,759 0,836 0,800 Hg2 + 0,748 0,865 0,720 -Metal 3 4 5 O 7 Ag + 0.543 0.884 0.756 0.7-18 0.083 Co2 + 0.416 0.658 0.792 0.791 0.867 Cu2 + 0.690 0, 736 0.71 1 0.684 0.529 Zn2 + 0.535 0.614 0.684 0, 816 0.857 Fe2 + 0.436 0.710 0.759 0.836 0.800 0.88 0.78 0.759 0.836 0.800 Hg2 + 0.748 0.865 0.720 -

Claims (1)

4 225016 Tabulka 3 Hmotnostní výměnné kapacity Salicyl - celulózy pro různé kovové ionty v závislosti nahodnotě pH Kov -------j 3 iodnóta pfl sorbóvanáhó roztoku kovu 4 5 6 7 Cu2+ 0,623 0,598 0,591 0,420 0,379 Sr2+ 0,430 0,521 0,524 0,500 0,486 vo|* 0,648 0,723 0,673 0,654 0,501 Fe3+ 0,831 0,826 0,751 0,751 0,700 Tabulka 4 Hmotnostní výměnné kapacity PAR- celulózy pro různé kovové ionty v závislosti nahodnotě pH Ró3ňóta~pfl-šórEóvan5E5-róžtoku~£óvu- Kov 3 4 5 6 7 TI* 0,603 0,621 0,594 - Co2+ 0,432 0,574 0,639 0,751 0,705 Cu2+ 0,766 0,724 0,687 0,624 0,588 Pb2+ 0,633 0,677 0,721 0,711 0,658 p S E D II E Ϊ VYNÁLEZU Chelatační sorbent kovů na bázi celulózy, vyznačený tím, že 1 až 50 % hydroxylových sku-pin výchozí celulózy je nahrazeno strukturními jednotkami obecného vzorce - 0 - CH_ - CH - CH_ - NH - Ar - N = N - R2 ÍH 2 kde R je nakopulovaná sloučenina schopná tvorby komplexů s kovy, ze skupiny 8-hydroxychinolin,kyselina salicylová, kyselina sulfosalicylová, kyselina chromotropová, difenylthiokarba-zon, 1-(2-pyridylazo)-2-naftol, 4-(2-pyridylazo)-resorcin, Ar je benzenové jádro případně substituované alkylem G1 až C^, alkoxylem C1 až G^, halo-genem, nitroskupinou, přičemž poloha diazoskupiny může být 2, 4 a 3. Severografia, n. p., MOST Cena 2,40 Kčs4 225016 Table 3 Salicyl-cellulose exchange capacities for various metal ions depending on pH value Metal ------- 3 3 rhodes per sorbous metal solution 4 5 6 7 Cu2 + 0.623 0.598 0.591 0.420 0.379 Sr2 + 0.430 0.521 0.524 0.500 0.486 in | * 0.648 0.723 0.673 0.654 0.501 Fe3 + 0.831 0.826 0.751 0.751 0.700 Table 4 PAR-cellulose mass exchange capacities for different metal ions depending on pH-value Róñóóta ~ pfl-óóvan5E5-różtok ~ óvu- Metal 3 4 5 6 7 TI * 0.603 0.621 0.594 - Co2 + 0.432 0.574 0.639 0.751 0.705 Cu2 + 0.766 0.724 0.687 0.624 0.588 Pb2 + 0.633 0.677 0.721 0.711 0.658 p SED II E Ϊ Cellulose-based chelating sorbent characterized in that 1 to 50% of the hydroxyl groups of the starting cellulose are replaced by structural units of the formula - 0 - CH - CH - CH - NH - Ar - N = N - R 2 H 2 where R is a complex compound capable of complexing with metals, of the group 8-hydroxyquinoline, salicylic acid sulfosalicylic acid, chromotropic acid, diphenylthiocarbonic acid, 1- (2-pyridylazo) -2-naphthol, 4- (2-pyridylazo) -resorcin, Ar is a benzene ring optionally substituted with alkyl G 1 to C 6, alkoxy C1 to G the halo gene, the nitro group, where the diazo group position can be 2, 4 and 3. Severography, np, MOST Price $ 2.40
CS399181A 1981-05-29 1981-05-29 The chelate sorbent of matal on the base of cellulose CS225016B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS399181A CS225016B1 (en) 1981-05-29 1981-05-29 The chelate sorbent of matal on the base of cellulose

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS399181A CS225016B1 (en) 1981-05-29 1981-05-29 The chelate sorbent of matal on the base of cellulose

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS225016B1 true CS225016B1 (en) 1984-02-13

Family

ID=5381606

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS399181A CS225016B1 (en) 1981-05-29 1981-05-29 The chelate sorbent of matal on the base of cellulose

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS225016B1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jones et al. High-performance chelation ion chromatography: A new dimension in the separation and determination of trace metals
Landing et al. Vinyl polymer agglomerate based transition metal cation-chelating ion-exchange resin containing the 8-hydroxyquinoline functional group
DE69130179T2 (en) REMOVAL OF HEAVY METALS, ESPECIALLY LEAD, FROM AQUEOUS MEDIA CONTAINING ION BY USING AMORPHAN TIN AND TITANIUM SILICATES
JP5934738B2 (en) Method for granulating adsorbent and adsorbent granules produced by the method
EP0741179B1 (en) Absorption refrigeration system working fluid with corrosion inhibitor and method of manufacture
Fernandez-Bertran et al. Mechanochemical reactions in alkali halide pressed disks
Prince et al. On the mechanism of action of carbonic anhydrase
SUZUKI et al. Removal of toxic Pb2+ ions by synthetic hydroxyapatites
CS225016B1 (en) The chelate sorbent of matal on the base of cellulose
Ramelow et al. The analysis of dissolved metals in natural waters after preconcentration on biosorbents of immobilized lichen and seaweed biomass in silica
US3484390A (en) Chelating resin coupling product of diazotized cellulose and dithizone or oxine
Nesterenko et al. High-performance chelation chromatography of metal ions on sorbents with grafted iminodiacetic acid
US2524484A (en) Antifreeze liquids
AU569799B2 (en) Process for producing corrosion inhibiting particles suitable for protective coatings
CA1204372A (en) Methods and compositions for simultaneously removing iron and copper scales from ferrous metal surfaces
US3352793A (en) Cooling water treatment and compositions useful therein
CN110724505B (en) Lignin-derived environment-friendly viscosity reducer for drilling fluid and preparation method thereof
US2515609A (en) Method of removing oxygen
RU2081846C1 (en) Composition for producing ferromagnetic ion exchanger
Sai et al. ADSORPTION BEHAVIOR OF CHROMIUM (III, VI) ON ACTIVATED CARBON AND OXINE-IMPREGNATED ACTIVATED CARBON
CN1094332A (en) The enrichment of rubidium is extracted in the bittern
CN120790104B (en) Cobalt extracted bamboo activated carbon and preparation method thereof
IQBAL et al. Cation Exchange Studies on Hydrous Chromium Oxide
JPS58193728A (en) Adsorptive deoxidizing agent of oily material
Bokić et al. Selective Determination of Chromium (III) and Chromium (VI) by Ion Exchange TLC