DE752680C - Anionenaustausch - Google Patents

Description

• Anionenaustausch Es ist bekannt, wäßrigen Lösungen Anionen durch sog. Anionenaustausdher zu entziehen.
• Diese Anionenaustauscher sind organische Stoffe, die basische Gruppen enthalten, in Wasser unlöslich sind und von wäßrigen Lösungen benetzt werden. Sie haben praktisch besonders füZr die Wasserreinigung Bedeutung.
• Hierbei handelt es sich darum, durch kombinierte Anwendung von Kationenaustauschern urldAnionenaustauscherneinerseits die Härtebildner des Wassers bzw. sonstige Kationen zu entfernen und andererseits die im Wasser enthaltenen Anionen zu beseitigen. Auf diese Weise kann man ohne Destillation lediglich mit Hilfe sog. Austauscher vollkommen reines Wasser erzielen. Die bisher bekannten Anionenaustatischer befriedigen praktisch jedoch noch nicht in jeder Beziehung.
• Es ist nun gefunden worden, daß wasserunlösliche, basisdhe Gruppen enthaltende Vernetzungsprodukte von Kohlehydraten sich ausgezeichnet als Anionenaustauscher verwenden lassen. Als basische Gruppen kommen dabei in erster Linie unsubstituierte Aminogruppen sowie Monoalkylamino- und Dialkylaminogruppen in Frage. Die Aminogruppe kann direkt oder indiretit, beispielsweise durch Ven mittlung einer Alkyl- oder Arylgruppe, an das dem Vernetzungsprodukt zugrunde liegende Kohlehydrat gebunden sein. Man kann beispielsweise Vernetzungsprodukte von .Aminoalkyläthern der Cellulose verwenden. Diese Aminoalkyläther erhält man bekanntlich beispielsweise dadurch, daßman Alkalicellulose mit Diäthylaminochloräthan oder äbul iclien halogenierten Aminen umsetzt. Körper, die durch Umsetzung von p-Toluolsulfosäureestern der Cellulose, der Methylcellulose oder der Oxäthylcellulose mit Ammoniak, einfachen Aminen oder Diaminen, z. B. Äthylendiamin und anschließende Vernetzung entstehen, eignen sich ebenfalls sehr gut. Brauchbare Vernetzungsprodukte leiten sich weiterhin von Anlagerungsprodukten von Ammoniak an Celluloseäther mit ungesättigten aliphatischen Ätherresten oder von Verbindungen ah, die man durch Umsetzung von Cellulose mit Epichlorhydrin in Gegenwart von Säure und nachträgliche Umsetzung der Reaktionsprodukte mit Ammoniak erhält. Es liommen auch Pro dukte in Frage. wie man sie durch Umsetzung von Alkalicellulose mit Dinitrochlorbenzol, nachfolgende Redudtion der Nitrogruppen zu Aminogruppen und anschließende Vernetzung der erhaltenen Verbindungen gewinnen kann.
• Vorzuziehen sind jedoch die Vernetzungsprodukte solcher Cellulosederivate, bei denen die Aminogruppe direkt hzw. durch Vermittlung einer Alkylgruppe an die Cellulose gebunden ist. Außer den erwähnten verschi.edenen Produkten, welche sich von synthetisch herzustellenden Kohlehydratderivaten ableiten, kommen auch Vernetzungsprodukte solcher Kohlehydrate in Frage, die schon von Natur stickstoffhaltig sind, z. B. Vernetzungsprodukte von polymeren Glucoseaminen, wie entacetyliertem Chitin.
• Die Wirksamkeit aller dieser Verbindungen ist um so größer, je stärker basisch die eingeführte basische Gruppe wirkt und je höher der Stickstoffgehalt der Produkte ist.
• Die erfindungsgemäß verwendeten Produkte können in an sich bekannter Weise hergestellt sein, z. B. durch Umsetzung von basische Gruppen enthaltenden Kohlehydratderivaten mit solchen organischen Verbindungen, die mindestens zwei reaktionsfähige Stellen besitzen, an denen sie eine Bindung mit den Kohlehydraten einzugehen vermögen. Auf diese Weise entstehen bekanntlich Brücken zwischen den einzelnen Kohlehydratmolekülen, wodurch die Löslichkeit bzw. Quellbarkeit der Ausgangsmaterialien in Wasser herabgesetzt wird, so daß man bei Anwendung genügender Mengen der die Vernetzung herbeiführenden Stoffe auch unter Verwendung gut wasserlöslicher Kohlehydrate als Ausgangsmaterial zu wasserunlöslichen bzw. nur noch wenig in Wasser quellbaren Körpern gelangt.
• Als Vernetzungsmittel können bei den Anionenaustauschern nach der Erfindung solche organischen Stoffe verwendet werden, die mindestens zwei reaktionsfähige Halogenatome oder mindestens zwei olefinoxydartig gebundene Sauerstoffatome im Molekül enthalten. Es können auch Verbindungen verwendet sein, die ein derartig gebundenes Sauerstoffatom und außerdem ein reaktionsfähiges Halogenatom enthalten. Gut geeignet als Austauscher sind beispielsweise Produkte, die man unter Anwendung von Dihalogenaceton, Dichlorhydrin, Epichlorhydrin, Tricyanchlorid, Butadiendioxyd und Derivaten dieser Verbindungen erhalten hat. Die Vernetzungsreaktion wird zweckmäßig in Gegenwart von überschüssigem Alkali bei Zimmertemperatur oder gegebenenfalls unter mäßiger Erwärmung vorgenommen.
• Min kann die Vernetzungsmittel vor der Einführung der basischen Gruppen auf die Cellulose bzw ein anderes Kohlehydrat einwirken lassen. Es ist jedoch vorteilhafter, Kohlehydratderivate, welche bereits basische Gruppen enthalten, der Vernetzungsreaktion zu unterwerfen. Die Mengen der Vernetzungsmittel, welche in das Niolekül eintreten müssen, hängen davon ab, in welchem N.taße die Quellbarkeit, bzw. die Säurelöslichkeit der Kohlehydratderivate herabgesetzt werden muß.
• ÄN'enn es auch für die praktische Verwendung vielfach genügt, daß die Anionenaustauscher in sehr verdünnten, beispielsweise I°/oigen Säuren unlöslich sind, so sind doch solche Produkte, die überhaupt nicht säurelöslich sind, vorzuziehen.
• Die erfindungsgemäß verwendeten Anionenaustauscher können auch neben den basischen Gruppen noch weitere Substituenten enthalten.
• So können Alkyläthergruppen oder Oxalkyläthergruppen in das Kohlehydratmolekül eingeführt worden sein. Zweckmäßig sollen die Austauscher aber keine Säuregruppen enthalten. Bei der Herstellung der Anionenaustauscher ist es auch nicht erforderlich, von reinen Kohlehydraten bzw. reiner Cellulose oder reinen Cellulosederivaten auszugehen.
• Ntan kann auch die mehr oder weniger weit vorgereinigten Ausgangsmaterialien, die man zur Herstellung von Cellulose verwendet, z. B, Holz oder Stroh. benutzen. An Stelle der erwähnten Celluloseverbindungen kann man auch entsprechende, sich von anderen Kohlehydraten ableitende Verbindungen verwenden.
• Die Herstellung der Anionenaustauscher ist an sich nicht Gegenstand des Patents.
• Die neuen Anionenaustauscher werden vor allem in Form ihrer freien Basen angewendet.
• Sie tauschen dann die in wäßrigen Lösungen enthaltenen Anionen gegen OH-Ionen aus.
• Gegebenenfalls können die Austauscher aber auch in der Salzform zur Anwendung gebracht werden. Sie zeichnen sich dadurch aus, daß sie eine sehr schnelle und ausgiebige Entfernung der unerwünschten Anionen aus Wasser oder wäßrigen Lösungen - ermöglichen. Die Regenerierung der neuen Anionenaustauscher kann beispielsweise durch Behandlung mit Sodalösung erfolgen.
• Beispiel Als Anionenaustauscher wird ein Vernetzungsprodukt verwendet, das in folgender Weise hergestellt wurde: 750 Teile einer Alkalicellulose mit 15% Natrimnbydroxydgehalt und 300/0 Cellulosegehalt werden mit einer Lösung übergossen, die aus 200 Teilen Diäthylaminochloräthanchlorhydrat, 300 Teilen Aceton und 20 Teilen 5 n-Natronlauge hergestellt worden ist. Die Alkalicellulose - wird mit dieser Lösung 3 Stunden lang bei normaler Temperatur verrührt. Nachdem die Masse noch weitere 10 Stunden stehengeblieben ist, wird sie mit einer Lösung von sog Cyanurchlorid in 2ooccm Äther innig verknetet. Nach r2 Stunden wird der ganze Ansatz in Wasser gegossen, mit Essigsäure neutralisiert, mit Wasser gewaschen und dann noch kurz mit einer 1%igen Sodalösung behandelt, um das entstandene Cellulosederivat von gebundener Säure zu befreien. Nach erneutem Absaugen und Waschen wird das Cellulosederivat getrocknet.
• 100 g eines so hergestellten Stoffs vermögen beispielsweise aus einer Io°/oigen Salmiaklösung 3,2 g Cl-Ionen gegen die äquivalente Menge OH- Ionen auszutauschen. Durch wiederholte Behandlung einer solchen Salmiaklösung mit frischem Austauscher kann man so allmählich die Cl-Ionen vollständig entfernen.

Claims (1)

1. P A T E N T A N S P R U C H : Verwendung von basischen Gruppen enthaltenden wasserunlöslichen Vernetzungsprodukten von Kohlehydraten als Anionenaustauscher.

   Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik ist im Erteilungsverfah ren folgende Druckschrift in Betracht gezogen worden: Französische Patentschrift Nr. 832 866.