RU2141377C1 - Гетерогенный комплексообразующий сорбент - Google Patents
Гетерогенный комплексообразующий сорбент Download PDFInfo
- Publication number
- RU2141377C1 RU2141377C1 RU98123081A RU98123081A RU2141377C1 RU 2141377 C1 RU2141377 C1 RU 2141377C1 RU 98123081 A RU98123081 A RU 98123081A RU 98123081 A RU98123081 A RU 98123081A RU 2141377 C1 RU2141377 C1 RU 2141377C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sorbent
- pani
- values
- solution
- content
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области химии. Гетерогенный комплексообразующий сорбент состоит из дисперсного или волокнистого инертного носителя органической или неорганической природы в количестве 85-99,6 мас.% и активного сорбирующего полимерного слоя, представляющего собой полианилин, полученный окислительной полимеризацией анилина на носителе, в количестве 0,4-15 мас.%. Сорбент эффективен для извлечения благородных и тяжелых металлов из растворов. 1 табл.
Description
Изобретение относится к гетерогенным комплексообразующим сорбентам и может быть использовано для извлечения благородных и тяжелых металлов из технологических и сбросовых стоков и концентрирования следов ценных металлов из разбавленных сред.
Известен гетерогенный сорбент, представляющий собой силикагель, покрытый полимером с иминодиацетатными функциональными группами (Suzuki Toshishige, Itabashi Osamu, Goto Tomio, Yokoyama Toshiro, Kimyra Tetsuo. Bull.Chem.Soc. Jap. , v.60,N8, p.p.2839-2842 (1987)). Для получения сорбента, активного по отношению к ионам металлов, 100 г сферических частиц силикагеля для хроматографии с удельной поверхностью 350 м2/г выдерживают в 100 мл ДМФ, содержащего 66 г хлорметилстирола, 0,7 г дивинилбензола и 1 г N,N-азобисизобутиронитрила, охлаждают ниже 0oC и отфильтровывают. Модифицированный силикагель помещают в автоклав и нагревают при 80oC в течение 5 час. Покрытые полимером гранулы промывают бензолом, высушивают и затем проводят взаимодействие с диэтилиминодиацетатом в диоксане в течение 48 час. Готовый сорбент промывают водой, этанолом, диэтиловым эфиром и сушат в вакууме. Для определения сорбционной емкости (CE) 1 г сорбента помещают в 80 мл 0,02 М раствора, содержащего ионы металлов из ряда Cu, Pb, Ni, Zn, Cd, Ca, Hg. Суспензию перемешивают при комнатной температуре в течение ночи и добавляют воды до 100 мл. CE определяют методом атомно-адсорбционной спектроскопии (AAC). Максимальные значения CE составляют 0,3-0,4 ммоль/г.
Недостатками этих сорбентов являются сложный метод приготовления, включающий использование токсичных реагентов и растворителей, невысокие значения CE, а также невозможность регенерации сорбента.
Наиболее близким по техническому решению является гетерогенный комплексообразующий сорбент, представляющий собой полиэтиленимин, иммобилизованный на кремнеземе или силикате (Пат. США N 5190660, 02.03.93). Для получения сорбента 200 г кремнезема или силиката с размером частиц >74 мкм перемешивают 4 часа в 1600 мл ксилола и 40 мл воды, добавляют 200 мл хлорпропилсилана (3- хлортриметоксисилана) и нагревают при перемешивании 6 час при 80oC. Модифицированный носитель отфильтровывают и высушивают. 15 г полиэтиленимина (ПЭИ) в 15 мл MeOH (сорбент 1) или 1,5 г ПЭИ в 45 мл MeOH (сорбент 2) приливают к 15 г модифицированного носителя. Суспензию кипятят в атмосфере азота 22 часа. Сорбент 1 промывают MeOH и сушат в вакууме при 50oC. Сорбент 2 промывают последовательно 2 раза 50 мл 0,05 М HCl, 50 мл 0,05 М NaHCO3, 50 мл H2O, 50 мл этанола, 50 мл ацетона и сушат в вакууме при 50oC. Для определения CE 0,1-0,5 г сорбента загружают в 2-5 мл водного раствора (конц. 0,0005-0,3 моль/л) нитрата металла из ряда Cu, Ni, Zn, Pb, Na, К, Ca, Mg, перемешивают 15 мин. Методом AAC определяют концентрацию ионов, оставшихся в растворе.
Недостатками этого сорбента являются экологически небезопасный сложный метод получения, включающий использование токсичных реагентов и растворителей, а также невысокие значения сорбционной емкости.
Технической задачей изобретения является упрощение способа получения, увеличение сорбционной емкости по отношению к тяжелым и благородным металлам таким, как Cu, Au, Pt, Ag, Cd, Zn, Sr, Ni, Mn, Mg, Cr, расширение возможностей использования сорбента как в водных, так и в органических средах при температурах до 100oC и получение многократно используемого сорбента.
Поставленная задача достигается тем, что гетерогенный комплексообразующий сорбент состоит из активного сорбирующего слоя, которым является полианилин (ПАНи), имеющий следующую химическую структуру:
ПАНи получают окислительной полимеризацией анилина (J.-C. Chiang, A.G. MacDiarmid. SynthMet. 1986. v. 1.p. 193; A.G.MacDiarmid, J.-C.Chiang, A.F. Richter, N. L. D. Somasiri, AJ. Epstein. In: "Conducting Polymers: Special applications"(ed. L. Alcacer). D.Reidel, Dordrecht 1987, p. 105; A.G.MacDiarmid, A.Epstein. J.Chem.Soc., Faraday Trans. 1989. v.5. p.1] на поверхности дисперсного или волокнистого носителя. Полимеризацию анилина проводят в слабо кислой водной среде при 0-5oC, соотношение мономер (анилин):окислитель (персульфат аммония)= 1:1. Содержание ПАНи в сорбенте составляет от 0,4 до 15 мас. %. В качестве носителя предлагается использовать силикагель, окись алюминия, стеклянные микросферы, целлюлозные волокна, полисорб-1 и др.
ПАНи получают окислительной полимеризацией анилина (J.-C. Chiang, A.G. MacDiarmid. SynthMet. 1986. v. 1.p. 193; A.G.MacDiarmid, J.-C.Chiang, A.F. Richter, N. L. D. Somasiri, AJ. Epstein. In: "Conducting Polymers: Special applications"(ed. L. Alcacer). D.Reidel, Dordrecht 1987, p. 105; A.G.MacDiarmid, A.Epstein. J.Chem.Soc., Faraday Trans. 1989. v.5. p.1] на поверхности дисперсного или волокнистого носителя. Полимеризацию анилина проводят в слабо кислой водной среде при 0-5oC, соотношение мономер (анилин):окислитель (персульфат аммония)= 1:1. Содержание ПАНи в сорбенте составляет от 0,4 до 15 мас. %. В качестве носителя предлагается использовать силикагель, окись алюминия, стеклянные микросферы, целлюлозные волокна, полисорб-1 и др.
Экономическая эффективность предлагаемого решения определяется тем, что получение сорбента осуществляется в водной среде с использованием дешевого отечественного сырья (анилин - мономер, персульфат аммония - окислитель, соляная кислота). Кроме того, в качестве носителя могут быть использованы отходы различных производств, в частности деревообрабатывающей, целлюлозно-бумажной, химической промышленности.
Предлагаемое решение иллюстрируется следующими примерами:
Пример 1.
Пример 1.
а) В реакционный сосуд загружают 50 г Al2O3, приливают раствор 10 г анилина в 300 мл 0,5 М HCl, охлаждают в течение 5 мин при Т=0-5oC. Затем приливают раствор 24,49 г (NH4)2S2O8 в 237 мл 0,5 М HCl. Перемешивают в течение 4 час при Т=0-5oC. Образовавшийся осадок отфильтровывают, промывают 300 мл 0,5 М HCl и 500 мл H2O, вновь отфильтровывают, приливают 100 мл дистиллированной воды и при перемешивании в течение 30 мин прикапывают NH4OH (150 мл H2O+50 мл NH3). Полученный сорбент промывают водой до нейтральной реакции и сушат 2 суток в вакууме над NaOH.
б) 2 г сорбента перемешивают 5 час при комнатной температуре в 1 л 0,1 М водного раствора CuCl2•2H2O, отфильтровывают, отжимают и сушат в вакууме до постоянного веса. CE определяют методом AAC.
Содержание ПАНи в сорбенте, значение CE указаны в таблице.
Пример 2.
а) Готовят сорбент по п.1а. Загружают 50 г SiO2, приливают раствор 2 г анилина в 130 мл 0,5 М HCl, охлаждают в течение 5 мин при Т=0-5oC, приливают раствор 4,9 г (NH4)2S2O8 в 84 мл 0,5 М HCl.
б) CE определяют по п. 1б, используют 1 л 0,1 М водного раствора CuSO4•5H2O.
Содержание ПАНи в сорбенте, значение CE указаны в таблице.
Пример 3.
а) Готовят сорбент по п.1а. Загружают 50 г Al2O3, приливают раствор 0,27 г анилина в 39 мл 1 М HCl, охлаждают 5 мин при 0-5oC, приливают раствор 0,65 г (NH4)2S2O8 в 18 мл 1 М HCl.
б) CE определяют по п. 1б, используют 1 л 0,1 М водного раствора CuCl2•2H2O.
Содержание ПАНи в сорбенте, значение CE указаны в таблице.
Пример 4.
а) Готовят сорбент по п.2а, в качестве носителя используют стеклянные микросферы марки МС-ВП.
б) CE определяют по п.2б.
Содержание ПАНи в сорбенте, значение CE указаны в таблице.
Пример 5.
а) Готовят сорбент по п.1а, загружают 50 г Al2O3, приливают раствор 1,02 г анилина в 57 мл 0,5 М HCl, охлаждают 5 мин при 0-5oC, приливают раствор 2,44 г (NH4)2S2O8 в 50 мл 0,5 М HCl.
б) CE определяют по п. 1б, используют 1 л 0,1 М водного раствора CdSO4•6H2O.
Содержание ПАНи в сорбенте, значение CE указаны в таблице.
Пример 6.
а) Готовят сорбент по п.5а.
б) CE определяют по п.1б, используют 1 л 1 М водного раствора SrCl2•6H2O.
Содержание ПАНи в сорбенте, значение CE указаны в таблице.
Пример 7.
а) Готовят сорбент по п.5а, в качестве носителя используют SiO2.
б) Ce определяют по п.1б, используют 1 л 1 М водного раствора CoCl2•6H2O в диметилформамиде.
Содержание ПАНи в сорбенте, значение CE указаны в таблице.
Пример 8.
а) Готовят сорбент по п.5а.
б) CE определяют по п. 1б, используют 1 л 1 М водного раствора NiCl2•6H2O, Т=42oC.
Содержание ПАНи в сорбенте, значение CE указаны в таблице.
Пример 9.
а) Готовят сорбент по п.5а.
б) CE определяют по п. 1б, используют 500 мл 0,05 М водного раствора CuSO4•5H2O
Пример 10.
Пример 10.
а) Загружают 300 г Al2O3, приливают раствор 4,5 г анилина в 300 мл 0,5 М HCl, охлаждают 5 мин при 0-5oC. Затем приливают раствор 13,68 г (NH4)2S2O8, перемешивают 4 часа. По окончании реакции сорбент промывают 2 л 0,5 М HCl, переносят в реакционную колбу, приливают 50 мл 0,5 М HCl и оставляют на ночь. Затем приливают раствор 4,5 г анилина в 200 мл 0,5 М HCl, охлаждают, приливают 13,68 г (NH4)2S2O8 в 200 мл 0,5 М HCl, охлаждают до 5-7oC, приливают еще 150 мл 0,5 М HCl. Время реакции 4 часа. Сорбент промывают 6 л 0,5 М HCl и дистиллированной водой до нейтральной реакции. Сорбент переносят в реакционную колбу со 10 мл дистиллированной воды и нейтрализуют раствором NH4OH (200 мл H2O и 200 мл NH3) в течение 40 мин. Сорбент отфильтровывают, промывают дистиллированной водой и сушат в вакууме над NaOH.
б) CE определяли по п.8б при комнатной температуре.
Содержание ПАНи в сорбенте, значение CE указаны в таблице.
Пример 11.
а) Готовят сорбент по п.7а.
б) CE определяют по п. 1б, используют 1 л 0,1 М водного раствора MnCl2•4H2O.
Содержание ПАНи в сорбенте, значение CE указаны в таблице.
Пример 12.
а) Готовят сорбент по п.5а, в качестве носителя используют полисорб-1.
б) CE определяют по п. 1б, используют 1 л 0,1 М водного раствора ZnCl2•H2O.
Содержание ПАНи в сорбенте, значение CE указаны в таблице.
Пример 13.
а) Готовят сорбент по п. 10а.
б) СЕ определяют по п.1б, используют 1 л 0,1 М водного раствора H[AuCl4] •4H2O.
Содержание ПАНи в сорбенте, значение CE указаны в таблице.
Пример 14.
а) Готовят сорбент по п.5а.
б) CE определяют по п.13б.
Содержание ПАНи в сорбенте, значение CE указаны в таблице.
Пример 15.
а) Готовят сорбент по п.10а, в качестве носителя используют SiO2.
б) CE определяют по п. 1б, используют 1 л 0,1 М водного раствора H2PtCl6•6H2O.
Содержание ПАНи в сорбенте, значение CE указаны в таблице.
Пример 16.
а) Готовят сорбент по п.5а.
б) CE определяют по п.15б.
Содержание ПАНи в сорбенте, значение CE указаны в таблице.
Пример 17.
а) Готовят сорбент по п.5а.
б) CE определяют по п.1б, используют 1 л 0,1 М водного раствора AgNO3.
Содержание ПАНи в сорбенте, значение CE указаны в сорбенте.
Пример 18.
а) Готовят сорбент по п.1а, используют в качестве носителя стеклянные микросферы марки МС-ВП.
б) CE определяют по п. 1б, используют 1 л 0,1 М водного раствора CrCl3•6H2O.
Содержание ПАНи, значение CE указаны в таблице.
Пример 19.
а) Готовят сорбент по п. 5а. Реактивацию сорбента осуществляют путем отмывания сорбента водой до нейтральной реакции с последующей обработкой 100 мл NH4OH в течение 30 мин, промывания дистиллированной водой до нейтральной реакции и высушивания в вакууме до постоянного веса.
б) CE реактивированного сорбента определяют по п.2б.
Содержание ПАНи в сорбенте, значение CE указаны в таблице.
Таким образом предложенное техническое решение позволяет получить эффективный гетерогенный сорбент для тяжелых (Ni, Cd, Mn, Cu, Zn, Cr), благородных (Au, Ag, Pt) и радиоактивных (Sr, Co) металлов, упростить процедуру приготовления сорбента, полностью исключив использование органических растворителей, инертных газов, сложного технологического оборудования.
Claims (1)
- Гетерогенный комплексообразующий сорбент, состоящий из инертного носителя и активного сорбирующего полимерного слоя, отличающийся тем, что сорбент содержит 85 - 99,6 мас.% дисперсного или волокнистого инертного носителя органической или неорганической природы и 0,4 - 15 мас.% активного сорбирующего полимерного слоя, представляющего собой полианилин, полученный окислительной полимеризацией анилина на носителе.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98123081A RU2141377C1 (ru) | 1998-12-25 | 1998-12-25 | Гетерогенный комплексообразующий сорбент |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98123081A RU2141377C1 (ru) | 1998-12-25 | 1998-12-25 | Гетерогенный комплексообразующий сорбент |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2141377C1 true RU2141377C1 (ru) | 1999-11-20 |
Family
ID=20213691
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98123081A RU2141377C1 (ru) | 1998-12-25 | 1998-12-25 | Гетерогенный комплексообразующий сорбент |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2141377C1 (ru) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2813208A1 (fr) * | 2000-08-30 | 2002-03-01 | Commissariat Energie Atomique | Structure complexante, dispositif et procede de traitement d'effluents liquides |
WO2005069310A1 (fr) * | 2004-01-15 | 2005-07-28 | Vladimir Mikhailovich Polosin | Procede de purification de solutions aqueuses radioactives |
WO2005068070A1 (fr) * | 2004-01-15 | 2005-07-28 | Vladimir Mikhailovich Polosin | Sorbant complexant et procede de production et d'utilisation de celui-ci |
CN100395017C (zh) * | 2005-01-26 | 2008-06-18 | 同济大学 | 一种银离子吸附剂及其制备方法 |
RU2472582C1 (ru) * | 2011-08-04 | 2013-01-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "КубГУ") | Способ получения комплексообразующего сорбента (варианты) и его применение для рентгенофлуоресцентного определения тяжелых металлов в воде |
RU2491990C1 (ru) * | 2012-04-16 | 2013-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского" | Способ получения модифицированного сорбента платиновых металлов |
RU2596256C1 (ru) * | 2015-06-24 | 2016-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Способ получения сорбента бихромат-иона |
US10456755B2 (en) | 2013-05-15 | 2019-10-29 | The Regents Of The University Of California | Polyaniline membranes formed by phase inversion for forward osmosis applications |
US10532328B2 (en) | 2014-04-08 | 2020-01-14 | The Regents Of The University Of California | Polyaniline-based chlorine resistant hydrophilic filtration membranes |
-
1998
- 1998-12-25 RU RU98123081A patent/RU2141377C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Anal. Chem, 60, 47-52, 1988. * |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2813208A1 (fr) * | 2000-08-30 | 2002-03-01 | Commissariat Energie Atomique | Structure complexante, dispositif et procede de traitement d'effluents liquides |
WO2002018050A1 (fr) * | 2000-08-30 | 2002-03-07 | Commissariat A L'energie Atomique | Structure complexante, dispositif et procede de traitement d'effluents liquides |
WO2005069310A1 (fr) * | 2004-01-15 | 2005-07-28 | Vladimir Mikhailovich Polosin | Procede de purification de solutions aqueuses radioactives |
WO2005068070A1 (fr) * | 2004-01-15 | 2005-07-28 | Vladimir Mikhailovich Polosin | Sorbant complexant et procede de production et d'utilisation de celui-ci |
CN100395017C (zh) * | 2005-01-26 | 2008-06-18 | 同济大学 | 一种银离子吸附剂及其制备方法 |
RU2472582C1 (ru) * | 2011-08-04 | 2013-01-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "КубГУ") | Способ получения комплексообразующего сорбента (варианты) и его применение для рентгенофлуоресцентного определения тяжелых металлов в воде |
RU2491990C1 (ru) * | 2012-04-16 | 2013-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского" | Способ получения модифицированного сорбента платиновых металлов |
US10456755B2 (en) | 2013-05-15 | 2019-10-29 | The Regents Of The University Of California | Polyaniline membranes formed by phase inversion for forward osmosis applications |
US10532328B2 (en) | 2014-04-08 | 2020-01-14 | The Regents Of The University Of California | Polyaniline-based chlorine resistant hydrophilic filtration membranes |
RU2717512C2 (ru) * | 2014-04-08 | 2020-03-23 | Дзе Риджентс Оф Дзе Юниверсити Оф Калифорния | Устойчивые к хлору гидрофильные фильтрационные мембраны на основе полианилина |
RU2596256C1 (ru) * | 2015-06-24 | 2016-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Способ получения сорбента бихромат-иона |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Adeyi et al. | Adsorption of malachite green dye from liquid phase using hydrophilic thiourea-modified poly (acrylonitrile-co-acrylic acid): kinetic and isotherm studies | |
O’Connell et al. | Heavy metal adsorbents prepared from the modification of cellulose: A review | |
US4732887A (en) | Composite porous material, process for production and separation of metallic element | |
JP5590594B2 (ja) | キレート性高分子化合物含有金属吸着材 | |
CN101754809B (zh) | 螯合树脂的生产方法 | |
US5914044A (en) | Immobilized branched polyalkyleneimines | |
Duru et al. | Adsorption of heavy‐metal ions on poly (ethylene imine)‐immobilized poly (methyl methacrylate) microspheres | |
CN108786734A (zh) | 磁性氧化石墨烯/聚乙烯亚胺吸附剂及其制备方法与应用 | |
RU2141377C1 (ru) | Гетерогенный комплексообразующий сорбент | |
Kaya et al. | Development of polymeric and polymer‐based hybrid adsorbents for chromium removal from aqueous solution | |
Zheng et al. | Kapok fiber structure-oriented polyallylthiourea: Efficient adsorptive reduction for Au (III) for catalytic application | |
CN112897627A (zh) | 一种重金属废水的去除方法 | |
Sonmez et al. | Poly (acrylamide) grafts on spherical bead polymers for extremely selective removal of mercuric ions from aqueous solutions | |
Godjevargova et al. | Adsorption of heavy metal ions from aqueous solutions by porous polyacrylonitrile beads | |
US20050070677A1 (en) | Cobalt imprinted polymer composition for selective removal of cobalt, process for preparation thereof, and process for removal of cobalt | |
Say et al. | Adsorption of Ni2+ from aqueous solutions by novel polyethyleneimine‐attached poly (p‐chloromethylstyrene) beads | |
Wang et al. | Oriented functionalization of natural hollow kapok fiber for highly efficient removal of toxic Hg (II) from aqueous solution | |
CN113274991A (zh) | 一种废水中六价铬离子的去除方法 | |
You et al. | Iron-aluminum and aluminum-single impregnated biochar composite for nitrate adsorption in rare earth wastewater: behavior and mechanism | |
JPH0651114B2 (ja) | キトサン―磁性体複合粒子とその製造方法 | |
US6153795A (en) | Ethyleneimine-containing resins, manufacture, and use for chemical separations | |
Akl et al. | Synthesis, characterization and analytical applications of chemically modified cellulose for remediation of environmental pollutants | |
Yayayürük | The use of acrylic-based polymers in environmental remediation studies | |
JPS6248725A (ja) | 金属キレート形成能を有する架橋ポリエチレンイミン系高分子化合物の製法 | |
Denizli et al. | Batch removal of lead ions from aquatic solutions by polyethyleneglycol-methacrylate gel beads carrying cibacron blue F3GA |