PL212800B1 - Sposób wytwarzania jonitów polimerowych do sorpcji renu - Google Patents

Sposób wytwarzania jonitów polimerowych do sorpcji renu

Info

Publication number
PL212800B1
PL212800B1 PL386733A PL38673308A PL212800B1 PL 212800 B1 PL212800 B1 PL 212800B1 PL 386733 A PL386733 A PL 386733A PL 38673308 A PL38673308 A PL 38673308A PL 212800 B1 PL212800 B1 PL 212800B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
mmol
carried out
divinylbenzene
modification
rhenium
Prior art date
Application number
PL386733A
Other languages
English (en)
Other versions
PL386733A1 (pl
Inventor
Dorota Jermakowicz-Bartkowiak
Original Assignee
Politechnika Wroclawska
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 Politechnika Wroclawska filed Critical Politechnika Wroclawska
Priority to PL386733A priority Critical patent/PL212800B1/pl
Publication of PL386733A1 publication Critical patent/PL386733A1/pl
Publication of PL212800B1 publication Critical patent/PL212800B1/pl

Links

Landscapes

  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania jonitów polimerowych zdolnych do sorpcji i odzyskiwania renu (VlI) z roztworów kwasowych, zwłaszcza stężonych oraz z pohutniczych odpadów i ścieków hydrometalurgicznych.
Ze względu na rosnące zapotrzebowanie na ren stosuje się metody odzyskiwania renu z materiałów wtórnych. Jednym z najbardziej znanych sposobów odzyskiwania renu jest poddawanie sorpcji jego rozcieńczonych roztworów, uzyskanych po roztworzeniu materiałów odpadowych, na jonitach polimerowych.
Znane są z publikacji Grzegorza Benke, Krystyny Anyszkiewicz, Dariusza Hac, Kingi Litwinionek, Katarzyny Leszczyńskiej-Sejda pt.: „Rozwój technologii odzysku renu z półproduktem przemysłu miedziowego Przemysł Chemiczny nr 85/8-9 (2006r.), str. 793-797, metody odzysku renu z gazów konwertorowych, z gazów pieca zawiesinowego i z wtórnych pyłów pochodzących z huty ołowiu. Stosowana jest również sorpcyjna metoda odzysku renu z kwasów płuczących gazy pieca zawiesinowego. W publikacji K. Tagami i S. Uchida Analytica Chimica Acta, vol. 405, str. 227-229, 2000 r. opisano sorpcję renu w formie nadrenianu amonu na żywicy z czwartorzędowymi alifatycznymi ligandami, z syntetycznych roztworów kwasowych oraz z próbek pochodzących z wody morskiej i ze skał. W polskim zgłoszeniu patentowym nr P.378949 został opisany sposób wydzielania nadrenianu amonu z kwaśnych roztworów zawierających ren, który polega na sorpcji renu prowadzonej na złożu anionitu zawierającym czwartorzędowe sole amoniowe. Znany jest z polskiego zgłoszenia patentowego nr P.382037, sposób wytwarzania usieciowanych polimerów o niektórych właściwościach cieczy jonowych w postaci żywic polimerowych zawierających ligandy, będące pochodnymi 1-metylopiperazyny, 1-metyloimidazolu, 2-merkapto-1-metyloimidazolu, 1,2-dimetyloimidazolu, 1-(3-aminopropylo)imidazolu, 4-(3-aminopropylo)morfoliny, 1-(3-aminopropylo)pipekoliny, 1-(3-aminopropylo)pirolidonu, pirolidyny, 4-tert-butylopirydyny, w stężeniu od 2,0 do 5,0 mmol/g suchego polimeru i o chłonności wody od 0,04 do 5,00 g H2O/g polimeru. Opisany sposób polega na tym, że kopolimery chlorku winylobenzylu i diwinylobenzenu lub chlorometylowanych kopolimerów styrenu i diwinylobenzenu, poddaje się chemicznej modyfikacji aminami aromatycznymi i ich pochodnymi, przy czym modyfikację prowadzi się w przy użyciu czystych amin lub ich 5-90% roztworów w wysokowrzących rozpuszczalnikach, w reaktorze mikrofalowym, a następnie znanymi metodami wymiany jonowej przeprowadza się otrzymane polimery usieciowane w formę odpowiednich soli, takich jak czterofluoroboranowa, trifluorometanosulfonowa, trifluorooctanowa, p-toluenosulfonowa. Z amerykańskiego opisu patentowego nr US 6936090 znany jest sposób odzyskiwania renu z koncentratów molibdenowych na silnie zasadowych jonitach.
Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania jonitów polimerowych do sorpcji renu z roztworów kwasowych, zwłaszcza stężonych, przez modyfikację kopolimeru chlorku winylobenzylu i diwinylobenzenu lub chlorometylowanego kopolimeru styrenu i diwinylobenzenu aminami I, II i III rzędowymi.
Istota sposobu polega na tym, że kopolimery chlorku winylobenzylu i diwinylobenzenu lub chlorometylowane kopolimery styrenu i diwinylobenzenu, charakteryzujące się strukturą żelu lub ekspandowanego żelu lub porowate, o nominalnej zawartości diwinylobenzenu jako środka sieciującego od 0,5 do 10% wagowych, poddaje się modyfikacji aminami I, II i III rzędowymi, wybranymi z grupy obejmującej 1,6-diaminoheksan, heksametylenoiminę, tris-(2-aminoetylo)aminę. N-cykloheksylo-1,3-propylenodiaminę, bis(heksametyleno)triaminę w środowisku organicznego rozpuszczalnika polarnego wybranego z grupy obejmującej dimetyloformamid, dimetylosulfotlenek, N-metylo-2-pirolidon lub wodę, przy czym modyfikację prowadzi się w temperaturach od 15°C do temperatury wrzenia mieszaniny reakcyjnej, w reaktorze mikrofalowym w czasie od 1 do 35 minut.
Korzystnie reakcję modyfikacji w reaktorze mikrofalowym, prowadzi się w czasie od 1 do 8 mi3 nut oraz przy średniej gęstości mocy mikrofalowej nie mniejszej niż 5 W/dm3.
W wyniku modyfikacji otrzymuje się jonity polimerowe, które zawierają ligandy będące pochodnymi amin I, II, III rzędowych w postaci 1,6-diaminoheksanu, heksametylenoiminy, N-cykloheksylo-1,3-propylenodiaminy, bis(heksametyleno)triaminy, tris-(2-aminoetylo)aminy o stężeniu grup od 1,2 do 5,43 mmol/g suchego jonitu i o chłonności wody od 0,20 do 5,8 g H2O/g suchego polimeru.
Zaletą sposobu według wynalazku jest otrzymanie selektywnych żywic do odzyskiwania renu z roztworów kwasowych, o małej zawartości renu i prowadzenie procesu otrzymywania jonitów w polu promieniowania mikrofalowego o częstotliwości mikrofalowej, co znacznie skraca czas niezbędny do uzyskania odpowiedniej pojemności wymiennej jonitów wyrażonych w milimolach grup jonoczynnych na gram suchego jonitu (mmol/g).
PL 212 800 B1
Zaletą sposobu według wynalazku jest również to, że energia mikrofalowa oddziałuje bezpośrednio na reagenty biorące udział w reakcji modyfikacji, a dzięki otrzymanej wysokiej objętościowo gęstości energii, proces przebiega szybko w całej objętości, ponadto zachodzi selektywnie bez reakcji ubocznych.
Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładach wykonania.
P r z y k ł a d 1
Do szklanego naczynia w kształcie probówki o pojemności 250 ml dodaje się 2 g suchego ekspandowanego żelowego kopolimeru chlorku winylobenzylu usieciowanego 2% diwinylobenzenu, o zawartości 5,37 mmol Cl/g suchego polimeru, następnie dodaje się 40 ml N-metylo-2-pirolidonu (NMP) i po czasie 24 godzin dodaje się 6 g 1,6-diaminoheksanu. Proces prowadzi się w reaktorze 3 mikrofalowym w ciągu 15 minut przy średniej gęstości mocy mikrofalowej 5 W/dm3. Po zakończeniu reakcji zawartość probówki szklanej przenosi się na szklany Iejek ze spiekiem i odmywa N-metylo-2-pirolidonem, następnie alkoholem etylowym, gorącą i zimną wodą destylowaną. Proces cyklowania tak otrzymanego jonitu prowadzi się w kolumnie jonowymiennej przemywając złoże 1M HCl, wodą destylowaną do uzyskania pH wycieku z kolumny około 5,5, następnie roztworem wodnym 1M NaOH i wodą destylowaną. Proces cyklowania powtarza się trzykrotnie. W takich warunkach otrzymuje się żywicę o pojemności wymiennej 3,76 mmol/g, zawartości azotu 4,54 mmol/g i chłonności wody 1,57 g/g.
P r z y k ł a d 2
Proces prowadzi się jak w przykładzie 1 z tą różnicą, że reakcja przebiega w środowisku dimetylosulfotlenku (DMSO). W takich warunkach otrzymuje się żywicę o pojemności wymiennej 3,21 mmol/g, zawartości azotu 3,9 mmol/g i chłonności wody 0,96 g/g.
P r z y k ł a d 3
Proces prowadzi się jak w przykładzie 1 z tą różnicą, że czas reakcji wynosi 35 minut i reakcja przebiega w środowisku dimetyloformamidu (DMF) oraz przy średniej gęstości mocy mikrofalowej 3
W/dm3. W takich warunkach otrzymuje się żywicę o pojemności wymiennej 3,17 mmol/g, zawartości azotu 4,89 mmol/g i chłonności wody 1,14 g/g.
P r z y k ł a d 4
Proces prowadzi się jak w przykładzie 1 z tą różnicą, że do modyfikacji używa się makroporowatego chlorometylowanego kopolimeru styrenu i diwinylobenzenu 2%, a reakcja przebiega w środo3 wisku dimetyloformamidu i (DMF) przy średniej gęstości mocy mikrofalowej 5 W/dm3. W takich warunkach otrzymuje się żywicę o pojemności wymiennej 4,44 mmol/g, zawartości azotu 6,54 mmol/g i chłonności wody 0,93 g/g.
P r z y k ł a d 5
Proces prowadzi się jak w przykładzie 1 z tą różnicą, że do modyfikacji używa się makroporowatego chlorometylowanego kopolimeru styrenu i diwinylobenzenu 4%, a reakcja przebiega w środowisku dimety3 loformamidu (DMF) przy średniej gęstości mocy mikrofalowej 5 W/dm3. W takich warunkach otrzymuje się żywicę o pojemności wymiennej 1,49 mmol/g, zawartości azotu 6,09 mmol/g i chłonności wody 1,27 g/g.
P r z y k ł a d 6
Do szklanego naczynia w kształcie probówki o pojemności 250 ml dodaje się 2 g suchego ekspandowanego żelowego kopolimeru chlorku winylobenzylu usieciowanego 2% diwinylobenzenem o zawartości 5,37 mmol Cl/g, następnie dodaje się 30 ml dimetyloformamidu (DMF) i po czasie 24 godzin dodaje się 5,2 ml heksametylenoiminy. Proces prowadzi się w reaktorze mikrofalowym w ciągu 3 min, przy średniej gęstości mocy mikrofalowej 1600 W/dm3. W takich warunkach otrzymuje się żywicę o pojemności wymiennej 3,8 mmol/g, zawartości azotu 4 mmol/g i chłonności wody 5,8 g/g.
P r z y k ł a d 7
Proces prowadzi się jak w przykładzie 6 z tą różnicą, że reakcja przebiega przy średniej gęsto3 ści mocy mikrofalowej 400 W/dm3. W takich warunkach otrzymuje się żywicę o pojemności wymiennej 3,60 mmol/g, zawartości azotu 3,4 mmol/g i chłonności wody 4,42 g/g.
P r z y k ł a d 8
Proces prowadzi się jak w przykładzie 6 z tą różnicą, że czas reakcji wynosi 1 minutę, a do modyfikacji używa się chlorometylowanego kopolimeru styrenu i diwinylobenzenu 0,5% i reakcja przebie3 ga w środowisku N-metylo-2-pirolidonu (NMP) przy średniej gęstości mocy mikrofalowej 400 W/dm3. W takich warunkach otrzymuje się żywicę o pojemności wymiennej 2,0 mmol/g, zawartości azotu 3,1 mmol/g i chłonności wody 0,49 g/g.
P r z y k ł a d 9
Proces prowadzi się jak w przykładzie 6 z tą różnicą, że czas reakcji wynosi 30 minut i do modyfikacji używa się chlorometylowanego kopolimeru styrenu i diwinylobenzenu 2% oraz reakcja przebie4
PL 212 800 B1 3 ga przy średniej gęstości mocy mikrofalowej 1600 W/dm3 w środowisku N-metylo-2-pirolidonu (NMP). W takich warunkach otrzymuje się żywicę o pojemności wymiennej 1,9 mmol/g, zawartości azotu 3,4 mmol/g i chłonności wody 0,45 g/g.
P r z y k ł a d 10
Proces prowadzi się jak w przykładzie 6 z tą różnicą, że do modyfikacji kopolimeru używa się 7,8 ml
N-cykloheksylo 1,3 propanodiaminy w środowisku N-metylo-2-pirolidonu (NMP) przez 10 minut i reakcja 3 przebiega przy średniej gęstości mocy mikrofalowej 400 W/dm3. W takich warunkach otrzymuje się żywicę o pojemności wymiennej 3,8 mmol/g, zawartości azotu 4,61 mmol/g i chłonności wody 1,25 g/g.
P r z y k ł a d 11
Proces prowadzi się jak w przykładzie 10 z tą różnicą, że do modyfikacji używa się żelowy chlorometylowany kopolimer styrenu i diwinylobenzenu 4%, a reakcja przebiega w dimetyloformamidzie 3 (DMF) przy średniej gęstości mocy mikrofalowej 1600 W/dm3. W takich warunkach otrzymuje się żywicę o pojemności wymiennej 2,1 mmol/g, zawartości azotu 4,07 mmol/g i chłonności wody 0,40 g/g.
P r z y k ł a d 12
Proces prowadzi się jak w przykładzie 10 z tą różnicą, że modyfikacja zachodzi w środowisku 3 dimetyloformamidu (DMF) przy średniej gęstości mocy mikrofalowej 1600 W/dm3. W takich warunkach otrzymuje się żywicę o pojemności wymiennej 4,0 mmol/g, zawartości azotu 5,1 mmol/g i chłonności wody 1,83 g/g.
P r z y k ł a d 13
Proces prowadzi się jak w przykładzie 10 z tą różnicą, że modyfikacja kopolimeru zachodzi 3 w środowisku wody przy średniej gęstości mocy mikrofalowej 1600 W/dm3. W takich warunkach otrzymuje się żywicę o pojemności wymiennej 2,2 mmol/g, zawartości azotu 3,05 mmol/g i chłonności wody 1,40 g/g.
P r z y k ł a d 14
Proces prowadzi się jak w przykładzie 10 z tą różnicą, że czas reakcji wynosi 5 minut i re3 akcja przebiega przy średniej gęstości mocy mikrofalowej 1600 W/dm3. W takich warunkach otrzymuje się żywicę o pojemności wymiennej 4,31 mmol/g, zawartości azotu 4,49 mmol/g i chłonności wody 2,19 g/g.
P r z y k ł a d 15
Proces prowadzi się jak w przykładzie 10 z tą różnicą, że reakcja modyfikacji zachodzi w ciągu minut w środowisku dimetyloformamidu (DMF) przy średniej gęstości mocy mikrofalowej 3
400 W/dm3. W takich warunkach otrzymuje się żywicę o pojemności wymiennej 3,26 mmol/g, zawartości azotu 5,02 mmol/g i chłonności wody 1,15 g/g.
P r z y k ł a d 16
Proces prowadzi się jak w przykładzie 6 z tą różnicą, że do modyfikacji używa się 5 g tris-(2-aminoetylo)aminy, a reakcję prowadzi się przez 15 minut, przy średniej gęstości mocy mikrofalowej 3
W/dm3. W takich warunkach otrzymuje się żywicę o pojemności wymiennej 1,2 mmol/g, zawartości azotu 9,27 mmol/g i chłonności wody 1,19 g/g.

Claims (3)

1. Sposób wytwarzania jonitów polimerowych do sorpcji renu polegający na modyfikacji usieciowanych kopolimerów chlorku winylobenzylu i diwinylobenzenu lub chlorometylowanych kopolimerów styrenu i diwinylobenzenu o strukturze żelowej, ekspandowanej żelowej lub porowatej, znamienny tym, że kopolimery chlorku winylobenzylu i diwinylobenzenu lub chlorometylowane kopolimery styrenu i diwinylobenzenu, o nominalnej zawartości diwinylobenzenu jako środka sieciującego od 0,5 do 10% wagowych, poddaje się modyfikacji aminami wybranymi z grupy obejmującej: 1,6-diaminoheksan, heksametylenoiminę, N-cykloheksylo-1,3-propylenodiaminę, bis(heksametyleno)triaminę, tris-(2-aminoetylo)aminę, w środowisku organicznego rozpuszczalnika polarnego wybranego z grupy obejmującej dimetyloformamid, dimetylosulfotlenek, N-metylo-2-pirolidon lub wodę, przy czym modyfikację prowadzi się w temperaturach od 15°C do temperatury wrzenia mieszaniny reakcyjnej, w reaktorze mikrofalowym w czasie od 1 do 35 minut.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proces modyfikacji w reaktorze mikrofalowym prowadzi się w czasie od 1 do 8 minut.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proces modyfikacji prowadzi się przy śred3 niej gęstości mocy mikrofalowej nie mniejszej niż 5 W/dm3.
PL386733A 2008-12-08 2008-12-08 Sposób wytwarzania jonitów polimerowych do sorpcji renu PL212800B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL386733A PL212800B1 (pl) 2008-12-08 2008-12-08 Sposób wytwarzania jonitów polimerowych do sorpcji renu

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL386733A PL212800B1 (pl) 2008-12-08 2008-12-08 Sposób wytwarzania jonitów polimerowych do sorpcji renu

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL386733A1 PL386733A1 (pl) 2010-06-21
PL212800B1 true PL212800B1 (pl) 2012-11-30

Family

ID=42990497

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL386733A PL212800B1 (pl) 2008-12-08 2008-12-08 Sposób wytwarzania jonitów polimerowych do sorpcji renu

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL212800B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL386733A1 (pl) 2010-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Shi et al. Spacer‐Engineered Ionic Channels in Covalent Organic Framework Membranes toward Ultrafast Proton Transport
CN107739443B (zh) 一种均相金属有机框架材料及其制备方法和用途
CN101879466B (zh) 一种强碱性阴离子交换纤维材料及其合成方法
US20230390708A1 (en) Charged membranes incorporated with porous polymer frameworks
Wang et al. Design of cucurbit [6] uril-based hypercrosslinked polymers for efficient capture of albendazole
Briones et al. Synthesis and characterization of poly (ionic liquid) derivatives of N-alkyl quaternized poly (4-vinylpyridine)
Yan et al. Synthesis of microporous cationic hydrogel of hydroxypropyl cellulose (HPC) and its application on anionic dye removal
Gong et al. N-cyclic cationic group-functionalized cardo poly (arylene ether sulfone) s membranes with ultrahigh selectivity for diffusion dialysis in acid recovery
Ravikumar et al. Synthesis, characterization and metal ion adsorption studies on novel aromatic poly (azomethine amide) s containing thiourea groups
Zhao et al. Phosphorylated chitosan-lignin composites for efficient removal of Pb (II) and Cu (II) from aqueous environments and sustainable upcycling of spent adsorbents
Liu et al. A cyclophosphazene-derived porous organic polymer with PN linkage for environmental adsorption applications
CN114302771B (zh) 用于螯合和/或去除有毒污染物的基于n-烷基-d-葡糖胺的大孔聚合物冷冻凝胶
Stachera et al. Tuning the acid recovery performance of poly (4-vinylpyridine)-filled membranes by the introduction of hydrophobic groups
CA2409615C (en) Modified sulfonamide polymers
PL212800B1 (pl) Sposób wytwarzania jonitów polimerowych do sorpcji renu
CN104558515A (zh) 多孔聚合物的制备方法
AU2001264921A1 (en) Modified sulfonamide polymers
AU2001264921A2 (en) Modified sulfonamide polymers
Zhang et al. Synthesis and characterization of an amphoteric resin for use in membrane-free electrodeionization
CN112979946A (zh) 一种苯并咪唑阴离子交换膜及其制备方法
Qu et al. Reversible adsorption and sieving of trace NH3 from NH3‐H2 fuel cells systems using sulfonated porous polydivinylbenzene
CN103965506A (zh) 偶氮聚氨酯多孔材料的制备方法
Tang et al. Pillar [5] arene-based ionic polymers for efficient γ-butyrolactone separation in liquid-phase NMP systems
Wang et al. Recent progress of ionic microporous organic networks and their composites in solid phase extraction
Bhardwaj et al. Future Roadmap of Organic Polymers

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Decisions on the lapse of the protection rights

Effective date: 20111208