CS252229B1 - Sorbenty a měniče iontů na bázi polyethyleniminu imobilizovaného na porézní perlové celulóze a způsob jejich přípravy - Google Patents

Abstract

Sorbenty a měniče iontů na bázi polyetyleniminu zakotveného na porézní perlové celulóze fyzikální vazbou především prostřednictvím vodíkových můstků typu N-g...O, případně elektrostatickými silami NH O se připravují tak, že se na porézní perlovou celulózu působí vodným roztokem rozvětveného nebo lineárního polymeru nebo oligomeru aziridinu při teplotě 0 až 100 °C nebo tak, že se na porézní perlivou celulózu působí vodným roztokem rozvětveného nebo lineárního polymeru nebo oligomeru aziridinu, který byl zčásti nebo úplně neutralizován zředěnou minerální kyselinou, při teplotě 0 až 100 °C.

Description

(54) Sorbenty a měniče iontů na bázi polyethyleniminu imobilizovaného na porézní perlové celulóze a způsob jejich přípravy

Sorbenty a měniče iontů na bázi polyetyleniminu zakotveného na porézní perlové celulóze fyzikální vazbou především prostřednictvím vodíkových můstků typu N-g...O, případně elektrostatickými silami ^NH O se připravují tak, že se na porézní perlovou celulózu působí vodným roztokem rozvětveného nebo lineárního polymeru nebo oligomeru aziridinu při teplotě 0 až 100 °C nebo tak, že se na porézní perlivou celulózu působí vodným roztokem rozvětveného nebo lineárního polymeru nebo oligomeru aziridinu, který byl zčásti nebo úplně neutralizován zředěnou minerální kyselinou, při teplotě 0 až 100 °C.

Vynález se týká sorbentů a měničů iontu na bázi polyetyleniminu (aziridinu) imobilizovaného na porézní perlové celulóze fyzikální vazbou a způsobu jejich výroby.

Rozvětvené i lineární polymery etyleniminu se vyznačují tvorbou velmi pevných chelátů s ionty těžkých kovů. Polymery aziridinu imobilisované na vhodném nerozpustném nosiči lze užít jako sorbenty těžkých kovů i jako měniče iontů.

Pro užití v technické praxi, kde se nejčastěji pracuje s vodnými roztoky, je významné, aby nerozpustný nosič hydrofilní a současně vysoce porézní. Jen tak lze dosáhnout uspokojivých sorpčních kapacit a vysoké rychlosti sorpce. Dalším požadavkem praxe je jednoduchost zakotvení účinné látky na polymerním nosiči a z toho plynoucí nízká cena produktu. Tuto podmínku a priori nesplňují chemické způsoby zakotvení, neboň vyžadují pracnou a Časově náročnou přípravu funkcionalizovaného nosiče a jeho následnou chemickou reakci s účinnou látkou.

Dosud známé rozvětvené polyetyleniminy imobilizované na polymerních nosičích vyhovují nejvýše jednomu z obou uvedených požadavků. V patentové literatuře je popsán polyetylenimin, který je reakcí s epichlorhydrinem chemicky vázán mikrokrystalickou celulózou (čs. AO 159 467). Rovněž je známa sorpce rozvětveného polyetyleniminu na vláknitých nebo práškových celulozových materiálech (Angew. Chem. 74, 780 (1962); kanad, pat. 1 169 735; DOS 2 351 698; Biotechnol. Bioeng. 25, 1 311 (1983). Tyto sorbeny však mají nízkou výměnnou kapacitu - kolem 0,1 mval/g.

Předmětem vynálezu jsou sorbeny a měniče iontů na bázi polymerů nebo oligomerů etyleniminu imobilizovaných na porézní perlové celulóze vyznačené tím, že oligomer nebo polymer etyleniminu je na celulóze vázán fyzikálně - především prostřednictvím vodíkových můstků N-H...O, případně elektrostatickými sílami NH® ®O.

Tyto sorbenty a měniče iontů se způsobem podle vynálezu připraví tak, že se na porézní perlovou celulózu působí vodným roztokem rozvětveného nebo lineárního polymeru nebo oligoirteru aziridinu při teplotě 0 až 100 °C.

Sorbenty a měniče iontů podle vynálezu lze připravit také tím způsobem, že se na porézní perlovou celulózu působí vodným roztokem rozvětveného nebo lineárního polymeru nebo oligomerů aziridinu, který byl zčásti nebo úplně neutralizován 2ředěnou minerální kyselinou při teplotě 0 až 100 °C.

Produkt podle vynálezu - rozvětvený nebo lineární polymer aziridinu zakotvený na porézní celulóze mnohočetnými vodíkovými můstky (typu N-H..0 případně elektrostatickými silami (NH® ®O) splňuje obě výše uvedená kritéria. Vyniká neobvykle vysokou porozitou, hydrofilností a sorpční kapacitou (až 4,6 mval N/g), jakož i snadností přípravy. K poměru pevné vazbě polyetyleniminu stačí kontakt jeho vodného roztoku s perlovou celulózou. Polyetylenimin se z perlové celulózy vodou v neutrálním prostředí prakticky nevymývá. Dokonce i vodným roztokem minerální kyseliny se vymývá jen pomalu a neúplně.

Produkt podle vynálezu lze užít k odstraňování těžkých kovů z vodných roztoků pro analytické a biochemické účely, v potravinářství, dále jako měniče aniontů, k dělení nukleotidů, fosfátů i jiných aniontů.

Příklad 1 ml vodou zbotnalé perlové celulózy bylo zahříváno s 25% vodným roztokem rozvětveného polyetyleniminu (Polymin P, BASF) na 60 °C po dobu 12 hodin. Potom byl produkt odsát a promýván vodou, dokud byl filtrát alkalický. Obsah dusíku v sušině produktu:6,50 % N, tj.

++

4,6 mval N/g. Sorpční kapacita pro měa (z vodného roztoku):6,1 mg Cu /ml. Po desorpci mědi 0,1 M kyselinou sírovou a promytí vodou byla nalezena sorpční kapacita pro mě3 (z vodného roztoku):4,5 C ⁺⁺/ml.

Příklad 2

Směs 5 ml vodou zbotnalé perlové celulózy a 25% vodného roztoku rozvětveného polyetyleniminu předem zneutralizovaného kyselinou chlorovodíkovou byla míchána za laboratorní teploty po dobu 5 hodin. Po odsátí a promytí vodou do neutrální reakce byl získán produkt obsahující 5,2 % N v sušině.

Claims (3)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Sorbenty a měniče iontů na bázi polymerů nebo oligomerů etyleniminu imobilizovaných na porézní perlové celulóze vyznačené tím, že oligomer nebo polymer etyleniminu je na celulóze vázán fyzikální vazbou především prostřednictvím vodíkových můstků N-H..O, případně elektrostatickými silami NH®®0.
2. 2. Způsob výroby sorbentů a měničů iontů podle bodu 1 vyznačený tím, že se na porézní perlovou celulózu působí vodným roztokem rozvětveného nebo lineárního polymeru nebo oligomerů aziridinu při teplotě 0 až 100 °C.
3. 3. Způsob výroby sorbentů a měničů iontů podle bodu 1 vyznačený tím, že se na porézní perlovou celulózu působí vodným roztokem rozvětveného nebo lineárního polymeru nebo oligomeru aziridinu, který byl zčásti nebo úplně neutralizován zředěnou minerální kyselinou, při teplotě 0 až 100 °C.