RU2175268C2 - Method of preparing carboxy-containing cationite - Google Patents

Method of preparing carboxy-containing cationite Download PDF

Info

Publication number
RU2175268C2
RU2175268C2 RU99126530A RU99126530A RU2175268C2 RU 2175268 C2 RU2175268 C2 RU 2175268C2 RU 99126530 A RU99126530 A RU 99126530A RU 99126530 A RU99126530 A RU 99126530A RU 2175268 C2 RU2175268 C2 RU 2175268C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
polymer
content
carboxyl
groups
cationite
Prior art date
Application number
RU99126530A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU99126530A (en
Inventor
Г.Р. Гаджиев
О.И. Тужиков
Т.В. Хохлова
Е.А. Зауэр
С.Н. Бондаренко
В.А. Лукасик
Original Assignee
Волгоградский государственный технический университет
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 Волгоградский государственный технический университет filed Critical Волгоградский государственный технический университет
Priority to RU99126530A priority Critical patent/RU2175268C2/en
Publication of RU99126530A publication Critical patent/RU99126530A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2175268C2 publication Critical patent/RU2175268C2/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/141Feedstock
    • Y02P20/143Feedstock the feedstock being recycled material, e.g. plastics
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62Plastics recycling; Rubber recycling

Landscapes

  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)

Abstract

FIELD: chemical industry. SUBSTANCE: described is synthesis of carboxy-containing cationite by grafted copolymerization of acrylic and methacrylic acid with polymer-rubber crumb pretreated with tert- butylhydroperoxide in acid medium for 8-16 h at rubber crumb to tert- butylhydroperoxide weight ratio of 1:1-2.5, copolymerization being carried out at 60-70 C in the presence of peroxide group decomposition activator and at polymer to vinyl monomer weight ratio of 1:1-1.5. Cationite contains carboxy groups (from 9.7 to 12.4%) which make it possible to extract ions of heavy metals, particularly, copper, nickel, cobalt and mercury from aqueous solutions of salts thereof. EFFECT: more efficient preparation method. 18 ex, 4 tbl

Description

Изобретение относится к способу получения карбоксилсодержащего катионита, который может быть использован в химической и металлургической промышленности для очистки сточных вод от ионов меди, никеля, кобальта, ртути. The invention relates to a method for producing carboxyl-containing cation exchanger, which can be used in the chemical and metallurgical industries for wastewater treatment from copper, nickel, cobalt, and mercury ions.

Известен способ получения карбоксилсодержащего катионита путем алкилирования монохлорацетальдегидом привитого сополимера целлюлозы с поли-2-метил-5-винилпиридином с последующим окислением альдегидных групп до карбоксильных. (Короткова А.Я., Кряжев Ю.Г., Роговин З.А. [Целлюлоза и ее производные] // Высокомолекулярные соединения - 1964. - N 6). A known method of producing a carboxyl-containing cation exchange resin by alkylation of a grafted copolymer of cellulose with poly-2-methyl-5-vinylpyridine with monochloroacetaldehyde, followed by oxidation of the aldehyde groups to carboxyl. (Korotkova A.Ya., Kryazhev Yu.G., Rogovin Z.A. [Cellulose and its derivatives] // High-molecular compounds - 1964. - N 6).

Недостатками предложенного метода являются значительное количество образующегося гомополимера, низкое содержание карбоксильных групп в катионите, а также недостаточная статическая обменная емкость, что приводит к снижению сорбционных свойств. The disadvantages of the proposed method are a significant amount of the resulting homopolymer, a low content of carboxyl groups in the cation exchange resin, as well as insufficient static exchange capacity, which leads to a decrease in sorption properties.

Известен способ получения карбоксилсодержащего катионита путем предварительного термического окисления полимера или воздействием на него ионизирующим облучением, с последующим термическим или каталитическим разрушением образующихся при окислении гидропероксидов (Сирота А.Г. Модификация структуры и свойств полиолефинов. -Л.: - Химия, 1984. - 146 с.). A known method of producing carboxyl-containing cation exchange resin by preliminary thermal oxidation of the polymer or by exposure to ionizing radiation, followed by thermal or catalytic destruction of the hydroperoxides formed during the oxidation (Orphan A.G. Modification of the structure and properties of polyolefins. -L .: - Chemistry, 1984. - 146 from.).

Недостатком этого метода является протекание частичной деструкции полимера при термическом окислении и ионизирующем облучении, что снижает механическую прочность, эффективность работы катионита и срок его службы. The disadvantage of this method is the partial destruction of the polymer during thermal oxidation and ionizing irradiation, which reduces the mechanical strength, cation exchange rate and its service life.

Известен способ получения карбоксилсодержащего катионита путем гидролиза полиакрилонитрильного волокна, сшитого гидразигидратом. (Энтальпия и термокинетика сорбции ионов 3d-металлов карбоксильным ионообменным волокном ВИОН КН-1/Копылова В.Д, Вальдман А.И., Вальдман Д.И., Портных И.В., Т.И. Иванова // Журнал прикладной химии. - 1996. - N 2. - С. 302). A known method of producing a carboxyl-containing cation exchange resin by hydrolysis of a polyacrylonitrile fiber crosslinked with hydrazihydrate. (Enthalpy and thermokinetics of sorption of 3d-metal ions by carboxyl ion-exchange fiber VION KN-1 / Kopylova V.D., Valdman A.I., Valdman D.I., Portnykh I.V., T.I. Ivanova // Journal of Applied Chemistry . - 1996. - N 2. - P. 302).

Недостатками этого способа является деструкция полимера при его гидролизе, невысокое содержание карбоксильных групп в получаемом катионите, снижение механической прочности и невозможность использовать его в агрессивных средах. The disadvantages of this method are the destruction of the polymer during its hydrolysis, the low content of carboxyl groups in the resulting cation exchange resin, a decrease in mechanical strength and the inability to use it in aggressive environments.

Известен способ получения волокнистых ионообменных материалов путем свободнорадикальной прививки к целлюлозе виниловых мономеров, содержащих ионогенные группы или группы, способные к превращению в ионогенные (Авторское свидетельство СССР N 444773, кл. C 08 С 15/00, 1975). A known method for producing fibrous ion-exchange materials by free-radical grafting of vinyl monomers to cellulose containing vinylogenic groups or groups capable of being converted to ionogenic (USSR Author's Certificate N 444773, class C 08 C 15/00, 1975).

Недостатком этого метода является, то что при прививке к целлюлозе мономеров, таких как, например, акриловая или метакриловая кислота происходит повышение набухаемости, препятствующее многократному использованию волокнистого ионита в процессе сорбции и десорбции. The disadvantage of this method is that when grafting monomers to cellulose, such as, for example, acrylic or methacrylic acid, an increase in swelling occurs, which prevents the repeated use of fibrous ion exchanger in the process of sorption and desorption.

Наиболее близким является способ получения карбоксилсодержащего катионита, заключающийся в предварительной обработке вискозного волокна водным раствором соли Мора с последующей прививкой виниловых мономеров к волокну и обработкой его щелочью (Авторское свидетельство СССР N 806692, C 08 F 251/02, 1981). The closest is a method for producing carboxyl-containing cation exchange resin, which consists in pretreating viscose fiber with an aqueous solution of Mohr's salt, followed by grafting vinyl monomers to the fiber and treating it with alkali (USSR Author's Certificate N 806692, C 08 F 251/02, 1981).

Недостатками этого способа являются многостадийность процесса, образование большого количества гомополимера, что снижает эффективность прививки, большая набухаемость волокна, частичная его деструкция, которая снижает механическую прочность и не позволяет использовать его многократно, а также невозможность использования его в агрессивных средах. The disadvantages of this method are the multi-stage process, the formation of a large amount of homopolymer, which reduces the efficiency of grafting, high swelling of the fiber, its partial destruction, which reduces mechanical strength and does not allow its use repeatedly, as well as the inability to use it in aggressive environments.

Задачей предлагаемого технического решения является разработка нового высокоэффективного способа получения карбоксилсодержащего катионита, способного работать в агрессивных средах, а также многократность его использования. The objective of the proposed technical solution is the development of a new highly efficient method for producing carboxyl-containing cation exchange resin, capable of working in aggressive environments, as well as its repeated use.

Техническим результатом является улучшение технологичности процесса, повышение эффективности прививки, возможность работы катионита в агрессивных средах, способность извлекать ионы тяжелых металлов из растворов, увеличение срока службы катионита. The technical result is to improve the manufacturability of the process, increase the efficiency of grafting, the ability of cation exchanger to work in aggressive environments, the ability to extract heavy metal ions from solutions, increase the life of the cation exchanger.

Поставленный технический результат достигается тем, что синтез карбоксилсодержащего катионита проводят путем привитой сополимеризации винилового мономера с полимером, причем в качестве полимера используют резиновую крошку (РК), предварительно обработанную в течение 8-16 часов трет.-бутилгидропероксидом (ТБГП) в кислой среде при массовом соотношении РК : ТБГП = 1:1-2.5, причем сополимеризацию проводят при температуре 60-70oC в присутствии активатора распада пероксидных групп и массовом соотношении полимера и винилового мономера = 1:1-1.5.The technical result is achieved by the fact that the synthesis of carboxyl-containing cation exchange resin is carried out by graft copolymerization of a vinyl monomer with a polymer, moreover, rubber crumb (PK) is used as the polymer, pretreated for 8-16 hours with tert-butyl hydroperoxide (TBHP) in an acidic medium with mass the ratio of RK: TBHP = 1: 1-2.5, and the copolymerization is carried out at a temperature of 60-70 o C in the presence of an activator of the decay of peroxide groups and the mass ratio of polymer and vinyl monomer = 1: 1-1.5.

Сущность изобретения заключается в следующем. The invention consists in the following.

Взаимодействием ТБГП с РК в кислой среде получают пероксидированную резиновую крошку (ПРК) с содержанием пероксидных групп от 1 до 5.6% (схема 1). Затем добавляют виниловый мономер, акриловую (АК) или метакриловую кислоту (МК) и в присутствии активатора распада пероксидных групп сульфата меди или сульфата железа осуществляют синтез карбоксилсодержащего катионита (схема 2). By the interaction of TBHP with RK in an acidic medium, peroxidized crumb rubber (PRK) is obtained with the content of peroxide groups from 1 to 5.6% (Scheme 1). Then, vinyl monomer, acrylic (AK) or methacrylic acid (MK) is added, and in the presence of an activator for the decomposition of peroxide groups of copper sulfate or iron sulfate, the synthesis of a carboxyl-containing cation exchange resin is carried out (Scheme 2).

Инициирующая способность введенных пероксидных групп была изучена калориметрически, в результате чего было установлено, что прививка винилового мономера к ПРК начинается при температуре не менее 60oC в присутствии активатора распада пероксидных групп, в качестве которого используют сульфат железа или сульфат меди. Также установлено, что образующийся при распаде ПРК трет. -бутоксирадикал способствует образованию гомополимера, а макрорадикал инициирует прививку винилового мономера. Полученный продукт представляет собой слабокислотный катионит.The initiating ability of the introduced peroxide groups was studied calorimetrically, as a result of which it was found that the grafting of the vinyl monomer to PPH begins at a temperature of at least 60 o C in the presence of a decay activator of peroxide groups, which is used as ferrous sulfate or copper sulfate. It was also established that the PRK resulting from the decay of tert. The butoxy radical promotes the formation of a homopolymer, and the macroradical initiates the grafting of the vinyl monomer. The resulting product is a weakly acid cation exchanger.

Такой катионит содержит карбоксильные группы (от 9.7 до 12.4%), которые позволяют извлекать ионы тяжелых металлов из растворов. Such cation exchange resin contains carboxyl groups (from 9.7 to 12.4%), which allow the extraction of heavy metal ions from solutions.

Предложенный метод позволяет получить карбоксилсодержащий катионит с лучшими свойствами. The proposed method allows to obtain a carboxyl-containing cation exchange resin with better properties.

Образование достаточно прочной химической связи между сшитой полимерной матрицей РК с виниловым мономером приводит к увеличению механической прочности катионита, что позволяет использовать его многократно. The formation of a sufficiently strong chemical bond between the cross-linked polymer matrix of the Republic of Kazakhstan with the vinyl monomer leads to an increase in the mechanical strength of the cation exchanger, which allows it to be used repeatedly.

Отметим, что в предлагаемом методе синтеза привитых сополимеров прививка проходит с высокой эффектностью, что позволяет получить катионит с высоким содержанием карбоксильных групп, что подтверждает технологичность предлагаемого способа. Note that in the proposed method for the synthesis of grafted copolymers, grafting is highly effective, which allows to obtain cation exchange resin with a high content of carboxyl groups, which confirms the manufacturability of the proposed method.

Повышение сорбционной емкости связано с увеличением количества привитого полимера к полимерной матрице крошки. Сшитая, эластичная, устойчивая к воде полимерная основа катионита позволяет сорбировать ионы металлов в различных средах в широких пределах pH раствора. The increase in sorption capacity is associated with an increase in the number of grafted polymer to the polymer matrix of chips. The crosslinked, elastic, water-resistant polymer base of the cation exchanger allows sorption of metal ions in various media over a wide range of pH of the solution.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

РК с средним размером 1-1.12 мм обрабатывают в течение 8-16 часов при температуре 20oC ТБГП (массовое соотношение РК:ТБГП = 1:1-2.5) в присутствии 65.8% серной кислоты, мольное соотношение ТБГП:H2SO4 = 1:0.13.RK with an average size of 1-1.12 mm is treated for 8-16 hours at a temperature of 20 o C TBHP (mass ratio of RK: TBHP = 1: 1-2.5) in the presence of 65.8% sulfuric acid, the molar ratio of TBHP: H 2 SO 4 = 1: 0.13.

ПРК с содержанием пероксидных групп от 1 до 5.6% подвергают взаимодействию с виниловым мономером (АК или МК) при массовом соотношении 1:1-1.5 соответственно в присутствии сульфата меди или сульфата железа при температуре 60-70oC. Концентрация сульфата меди или сульфата железа в растворе составляет 0.005-0.01 мас.%. Массовое соотношение ПРК:H2O = 1:1. Получение ПРК иллюстрируется следующими примерами.PPH with a peroxide content of 1 to 5.6% is reacted with a vinyl monomer (AK or MK) at a weight ratio of 1: 1-1.5, respectively, in the presence of copper sulfate or iron sulfate at a temperature of 60-70 o C. The concentration of copper sulfate or iron sulfate in solution is 0.005-0.01 wt.%. The mass ratio of PRK: H 2 O = 1: 1. Obtaining PPH is illustrated by the following examples.

Пример 1. К 10 г РК со средним размером 1.12 мм добавляют 10 г ТБГП (мас. соотн. 1:1), 0.71 г серной кислоты с концентрацией 65.8%. Реакционную массу перемешивают при температуре 20oC в течение 8 часов. После окончании реакции реакционную массу экстрагирут в приборе Сокелетта смесью растворителей хлороформа и изопропилового спирта (массовое соотношение 1:1) до полного удаления сорбированного гидропероксида, после чего продукт сушат в вакуумном шкафу при температуре 60-70oC и определяют содержание химически фиксированных пероксидных групп в крошке иодометрическим методом. Содержание пероксидных групп в РК составляет 1,0%.Example 1. To 10 g of PK with an average size of 1.12 mm add 10 g of TBHP (wt. Rel. 1: 1), 0.71 g of sulfuric acid with a concentration of 65.8%. The reaction mass is stirred at a temperature of 20 o C for 8 hours. After completion of the reaction, the reaction mass is extracted in a Sockett device with a mixture of chloroform and isopropyl alcohol solvents (mass ratio 1: 1) until the adsorbed hydroperoxide is completely removed, after which the product is dried in a vacuum oven at a temperature of 60-70 o C and the content of chemically fixed peroxide groups is determined in baby iodometric method. The content of peroxide groups in the Republic of Kazakhstan is 1.0%.

Пример 2. В отличие от примера 1 массовое соотношение РК:ТБГП = 1:1.5. Содержание пероксидных групп в РК составляет 2.4%. Example 2. In contrast to example 1, the mass ratio of RK: TBHP = 1: 1.5. The content of peroxide groups in the Republic of Kazakhstan is 2.4%.

Пример 3. В отличие от примера 1 массовое соотношение РК:ТБГП составляет 1:2, время реакции 16 часов. Содержание пероксидных групп в крошке - 5.6%. Example 3. In contrast to example 1, the mass ratio of RK: TBHP is 1: 2, the reaction time is 16 hours. The content of peroxide groups in the crumb is 5.6%.

Пример 4. В отличие от примера 1 в этом примере массовое соотношение РК: ТБГП = 1: 2.5. Содержание пероксидных групп в крошке при этом составляет 3.0%. Example 4. In contrast to example 1 in this example, the mass ratio of RK: TBHP = 1: 2.5. The content of peroxide groups in the crumb is 3.0%.

Пример 5. В этом примере брали запредельное значение массового соотношения РК:ТБГП = 1:0.5. Содержание пероксидных группа РК уменьшается до 0.6%. Example 5. In this example, the prohibitive value of the mass ratio of RK: TBHP = 1: 0.5 was taken. The peroxide content of the RK group decreases to 0.6%.

Пример 6. В отличие от примеров 3 время реакции составляет 18 часов. Как видно из табл. 1 увеличение времени реакции приводит к незначительному увеличению содержания пероксидных групп в крошке (до 5.8%), что нецелесообразно. Example 6. In contrast to examples 3, the reaction time is 18 hours. As can be seen from the table. 1, an increase in the reaction time leads to a slight increase in the content of peroxide groups in the crumb (up to 5.8%), which is impractical.

Увеличение массового соотношения РК: ТБГП больше 1:2.5 не приводит к заметному увеличению содержания пероксидных групп в крошке. The increase in the mass ratio of RK: TBHP more than 1: 2.5 does not lead to a noticeable increase in the content of peroxide groups in the crumb.

Результаты проведенных исследований представлены в табл. 1. The results of the studies are presented in table. 1.

Прививку осуществляют в водных растворах АК или МК. Получение карбоксилсодержащего катионита иллюстрируется следующими примерами. Vaccination is carried out in aqueous solutions of AK or MK. The preparation of a carboxyl-containing cation exchanger is illustrated by the following examples.

Пример 7. Example 7

К 10 г ПРК степени дисперсности 1-1.12 мм с содержанием пероксидных групп 1% добавляют 10 г АК (ПРК:АК = 1:1), 50 мл воды и 0.45 г CuSO4 (0.005% в растворе). Реакционную массу перемешивают в течение 4 часов при температуре 60oC. По мере перемешивания отбирают пробу для контроля изменения концентрации АК в растворе. Для определения образующегося гомополимера концентрацию АК определяют бромид-броматным и алкалиметрическим методом. После окончания реакции продукт отмывают от гомополимера раствором ацетона с водой (массовое соотношение 1:3), сушат до постоянной массы и определяют содержание карбоксильных групп в крошке. В этих условиях содержание карбоксильных групп составляет 9.7 %. Эффективность прививки 92%. Исследование влияния времени реакции показали, что увеличение времени реакции до 4 часов приводит к увеличению привитых карбоксильных групп, дальнейшее повышение времени нецелесообразно, так как не приводит к увеличению привитого полимера.10 g of AK (PRK: AK = 1: 1), 50 ml of water and 0.45 g of CuSO 4 (0.005% in solution) are added to 10 g of PPH of a dispersion degree of 1-1.12 mm with a peroxide content of 1%. The reaction mass is stirred for 4 hours at a temperature of 60 o C. With stirring, a sample is taken to control changes in the concentration of AA in the solution. To determine the resulting homopolymer, the concentration of AA is determined by the bromide-bromate and alkalimetric method. After completion of the reaction, the product is washed from the homopolymer with a solution of acetone with water (mass ratio 1: 3), dried to constant weight, and the content of carboxyl groups in the crumb is determined. Under these conditions, the content of carboxyl groups is 9.7%. Vaccination efficiency 92%. Investigation of the influence of reaction time showed that an increase in reaction time up to 4 hours leads to an increase in grafted carboxyl groups, a further increase in time is impractical, since it does not lead to an increase in grafted polymer.

Пример 8 проводят аналогично примеру 7. Отличием является соотношение ПРК:АК = 1:1.25. Содержание карбоксильных групп в крошке 10.8 %. Эффективность прививки 92%. Example 8 is carried out analogously to example 7. The difference is the ratio of PRK: AK = 1: 1.25. The content of carboxyl groups in the crumb is 10.8%. Vaccination efficiency 92%.

Пример 9. В отличие от примера 7 соотношение ПРК:АК берут 1:1.5. Example 9. In contrast to example 7, the ratio of PRK: AK take 1: 1.5.

Содержание карбоксильных групп в модифицированном продукте 10.3%, эффективность прививки 90%. The content of carboxyl groups in the modified product is 10.3%, and the grafting efficiency is 90%.

Пример 10. В этом примере для увеличения содержания карбоксильных групп в крошке берут 10 г ПРК с содержанием пероксидных групп 5.6%, 10 г АК (ПРК: АК = 1:1), 50 мл воды и 0.67 г CuSO4 (0.075% в растворе). Реакционную массу перемешивают при температуре 70oC, в течение 4 часов. В этих условиях содержание карбоксильных групп в крошке составляет 12,4%, а эффективность прививки - 98%.Example 10. In this example, to increase the content of carboxyl groups in the crumb, 10 g of PRK with a content of peroxide groups of 5.6%, 10 g of AK (PRK: AK = 1: 1), 50 ml of water and 0.67 g of CuSO 4 (0.075% in solution) are taken ) The reaction mass is stirred at a temperature of 70 o C, for 4 hours. Under these conditions, the content of carboxyl groups in the crumb is 12.4%, and the vaccination efficiency is 98%.

Пример 11. В отличие от примера 7 в этом примере содержание пероксидных групп в РК составляет 2.4%, а массовое соотношение ПРК:АК = 1:1. Содержание карбоксильных групп в продукте после окончания реакции составляет 9.8%. Эффективность прививки 97%. Example 11. In contrast to example 7 in this example, the content of peroxide groups in the RK is 2.4%, and the mass ratio of PRK: AK = 1: 1. The content of carboxyl groups in the product after the reaction is 9.8%. The vaccination efficiency is 97%.

Пример 12. В отличие от примера 7 содержание сульфата меди в растворе составляет 0.67 г (0.075% в растворе), содержание пероксидных групп в крошке - 5.6%. В полученном продукте содержание карбоксильных групп составляет 11.4%. Эффективность прививки 95%. Example 12. In contrast to example 7, the content of copper sulfate in the solution is 0.67 g (0.075% in solution), the content of peroxide groups in the crumb - 5.6%. In the resulting product, the content of carboxyl groups is 11.4%. Vaccination efficiency 95%.

Пример 13. В приведенном примере в отличие от примера 12 количество сульфата меди в растворе составляет 0.01% (0.90 г). Содержание карбоксильных групп в продукте составляет 10.5%, а эффективность прививки - 97%. Example 13. In the above example, in contrast to example 12, the amount of copper sulfate in the solution is 0.01% (0.90 g). The content of carboxyl groups in the product is 10.5%, and the vaccination efficiency is 97%.

Пример 14 и 15. В отличие от примеров 7-13 брали запредельные соотношения ПРК и АК, температуры. Из представленных данных табл. 2 видно, что при массовом соотношении ПРК и АК 1:0.5 снижается содержание карбоксильных групп до 5.8%, а увеличение температуры с 60 до 80oC и соотношения ПРК и АК до 1: 1.75, снижает эффективность прививки, т. е. происходит резкое увеличение количества гомополимера при незначительном увеличении количества привитого полимера.Example 14 and 15. In contrast to examples 7-13, we took prohibitive ratios of PRK and AK, temperature. From the data presented table. 2 shows that when the mass ratio of PRK and AK is 1: 0.5, the content of carboxyl groups decreases to 5.8%, and an increase in temperature from 60 to 80 o C and the ratio of PRK and AK to 1: 1.75 reduces the vaccination efficiency, i.e., a sharp an increase in the amount of homopolymer with a slight increase in the amount of grafted polymer.

Пример 16. В отличие от примеров 7-15 в этом примере в качестве активатора распада пероксидных групп используют сульфат железа. Example 16. In contrast to examples 7-15, in this example, iron sulfate is used as an activator of the decomposition of peroxide groups.

Пример 17, 18. В отличие от примеров 7-16 в этом примере в качестве мономера используют МК. В примере 17 прививку ведут с участием активатора распада пероксидных групп сульфата железа, а в примере 18 - сульфата меди. Example 17, 18. In contrast to examples 7-16, MK is used as a monomer in this example. In example 17, vaccination is carried out with the participation of an activator of the decomposition of peroxide groups of iron sulfate, and in example 18 - copper sulfate.

Из представленных данных видно, что изменение массового соотношения ПРК: АК более или менее 1:1.5 снижает эффективность прививки. Такая же закономерность наблюдается и при увеличении температуры реакции повышение температуры выше 70oC приводит к резкому увеличению гомополимера. Незначительное влияние на содержание карбоксильных групп в РК и на эффективность прививки оказывает количество пероксидных групп и сульфата меди. Лучшие результаты получают при использовании в качестве активатора распада пероксидных групп сульфата меди, а в качестве мономера - АК.From the presented data it is seen that a change in the mass ratio of PPH: AK more or less 1: 1.5 reduces the effectiveness of vaccination. The same pattern is observed with an increase in the reaction temperature, an increase in temperature above 70 o C leads to a sharp increase in the homopolymer. The amount of peroxide groups and copper sulfate has a negligible effect on the content of carboxyl groups in the Republic of Kazakhstan and on the effectiveness of vaccination. The best results are obtained when using peroxide groups of copper sulfate as an activator of decomposition, and AK as a monomer.

Достаточно высокое (12.4%) количество карбоксильных групп в крошке позволило использовать этот продукт для извлечения ионов тяжелых металлов. В этой связи нами проведены исследования по извлечению ионов металлов, в частности ионов меди, никеля, кобальта, ртути из водных растворов их солей { Cu(No3)2: NiSO4; CoSO4; Hg(CH3COO)2}.A sufficiently high (12.4%) amount of carboxyl groups in the crumbs allowed the use of this product for the extraction of heavy metal ions. In this regard, we conducted studies on the extraction of metal ions, in particular, copper, nickel, cobalt, mercury ions from aqueous solutions of their salts {Cu (No. 3 ) 2 : NiSO 4 ; CoSO 4 ; Hg (CH 3 COO) 2 }.

Статическую обменную емкость (СОЕ) определяют по стандартной методике (ГОСТ 20255.1-89 Метод определения статической обменной емкости. - Изд-во стандартов, 1989. - 112 c.). The static exchange capacity (SOE) is determined according to the standard method (GOST 20255.1-89 Method for determining the static exchange capacity. - Publishing house of standards, 1989. - 112 p.).

Пример по извлечению ионов металлов осуществляют следующим образом: в коническую колбу помещают раствор, содержащий ионы металла (5 мг/л) и при строго определенном pH добавляют 1 г карбоксилсодержащей крошки. После истечения 24 часов определяют концентрацию раствора по стандартной методике (Салдадзе К. М. , Пашков А.Б., Титов B.С. Ионообменные высокомолекулярные соединения. - М.: Госхимиздат, 1960. - 365 с.). pH изменяют в пределах 3.5-7.8. РК используют с содержанием карбоксильных групп 9.7-12.4%. Результаты проведенных исследований представлены в табл. 3. An example of the extraction of metal ions is carried out as follows: a solution containing metal ions (5 mg / L) is placed in a conical flask and 1 g of carboxyl-containing crumb is added at a strictly defined pH. After 24 hours, determine the concentration of the solution according to the standard method (Saldadze K. M., Pashkov AB, Titov B. S. Ion-exchanged high molecular weight compounds. - M .: Goskhimizdat, 1960. - 365 p.). pH vary in the range of 3.5-7.8. RK is used with a carboxyl group content of 9.7-12.4%. The results of the studies are presented in table. 3.

Из представленных данных видно, что в исследованных условиях образцы карбоксилсодержащей крошки АК имеют более высокую сорбционную емкость в Na-форме, чем образцы в Н-форме. Причем наиболее высокие значения сорбционной емкости наблюдаются по ионам меди. It can be seen from the presented data that under the studied conditions, samples of carboxyl-containing crumbs of AK have a higher sorption capacity in the Na form than samples in the H form. Moreover, the highest values of sorption capacity are observed for copper ions.

Как видно из данных, представленных в табл. 3, предлагаемый катионит способен работать при pH раствора 3.5-7.8. При pH раствора меньше 3.5 наблюдается резкое снижение сорбционной емкости в связи со снижением концентрации координационно-активных (непротонированных) карбоксильных групп. При pH раствора больше 7.8 увеличивается степень набухания катионита, повышается его закомплексованность, что также приводит к снижению сорбционной емкости. As can be seen from the data presented in table. 3, the proposed cation exchange resin is able to work at a solution pH of 3.5-7.8. At a solution pH less than 3.5, a sharp decrease in sorption capacity is observed in connection with a decrease in the concentration of coordination-active (unprotonated) carboxyl groups. When the pH of the solution is greater than 7.8, the degree of swelling of cation exchanger increases, its complexity increases, which also leads to a decrease in sorption capacity.

Важное значение имеет способность ионита сохранять свои свойства после многократных циклов сорбция - регенерация. В табл. 4 представлены данные по извлечению ионов меди из растворов после 6 циклов сорбция - регенерация. Регенерацию проводят 0.1 н. раствором соляной кислоты по стандартной методике (Волжинский А. И., Константинов В.А. Регенерация ионитов. Теория процесса и расчет аппаратов.- Л.: Химия, 1990. - 240 с.). Of great importance is the ability of an ion exchanger to retain its properties after repeated sorption - regeneration cycles. In the table. 4 presents data on the extraction of copper ions from solutions after 6 cycles of sorption - regeneration. Regeneration is carried out 0.1 N. hydrochloric acid solution according to the standard method (Volzhinsky A.I., Konstantinov V.A. Ionite regeneration. Theory of the process and calculation of apparatuses. - L .: Chemistry, 1990. - 240 p.)

Как видно из представленных в табл.4 данных, после 6 циклов сорбции и регенерации СОЕ практически не изменяется, что говорит о возможности многократного использования полученного катионита. As can be seen from the data presented in Table 4, after 6 cycles of sorption and regeneration, the SOE practically does not change, which indicates the possibility of reuse of the obtained cation exchanger.

Claims (1)

Способ получения карбоксилсодержащего катионита путем привитой сополимеризации винилового мономера с полимером, отличающийся тем, что в качестве винилового мономера используют акриловую или метакриловую кислоту, в качестве полимера используют резиновую крошку, предварительно обработанную в течение 8 - 16 ч трет.-бутилгидропероксидом в кислой среде при массовом соотношении резиновой крошки и трет.-бутилгидропероксида 1:1-2,5, причем сополимеризацию проводят при 60 - 70oC в присутствии активатора распада пероксидных групп и массовом соотношении полимера и винилового мономера 1:1-1,5.A method of producing a carboxyl-containing cation exchange resin by graft copolymerization of a vinyl monomer with a polymer, characterized in that acrylic or methacrylic acid is used as a vinyl monomer, rubber crumb is used as a polymer, pretreated for 8-16 hours with tert-butyl hydroperoxide in an acidic medium in bulk ratio of crumb rubber and tert-butyl hydroperoxide of 1: 1-2.5, wherein the copolymerization is carried out at 60 - 70 o C in the presence of activator and peroxygen groups decay mass Aspect Britain and polymer of vinyl monomer of 1: 1-1.5.
RU99126530A 1999-12-14 1999-12-14 Method of preparing carboxy-containing cationite RU2175268C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99126530A RU2175268C2 (en) 1999-12-14 1999-12-14 Method of preparing carboxy-containing cationite

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99126530A RU2175268C2 (en) 1999-12-14 1999-12-14 Method of preparing carboxy-containing cationite

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU99126530A RU99126530A (en) 2001-08-10
RU2175268C2 true RU2175268C2 (en) 2001-10-27

Family

ID=20228211

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99126530A RU2175268C2 (en) 1999-12-14 1999-12-14 Method of preparing carboxy-containing cationite

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2175268C2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4895905A (en) Gel-type chelating resins and a process for removal of multi-valent, alkaline earth or heavy metal cations from solutions
US2992544A (en) Insoluble resinous copolymers of (chloromethyl) styrene and polyvinyl aromatic hydrocarbons and nitrogen-containing derivatives of the copolymers
US5278193A (en) Ion exchange resin beads having aminoalkylphosphonic groups and processes for preparing them
Kuwabara et al. Water‐absorbing characteristics of acrylic acid‐grafted carboxymethyl cellulose synthesized by photografting
JP4790115B2 (en) Process for the production of crosslinked ion exchangers based on unsaturated aliphatic nitriles
Feng et al. The investigation of the specific behavior of a cationic block structure and its excellent flocculation performance in high-turbidity water treatment
CN114763393B (en) Cation exchanger, method for producing same, use thereof and polymer
US7001963B2 (en) Cobalt imprinted polymer composition for selective removal of cobalt, process for preparation thereof, and process for removal of cobalt
JP3239146B2 (en) Modified cellulose fiber and method for producing the same
RU2175268C2 (en) Method of preparing carboxy-containing cationite
JPS59155406A (en) Production of chelate resin
EP0159521B1 (en) Stable boron resins of high selective absorbent power
US4614751A (en) Process for preparing improved weak acid resins and porous weak acid resins
RU2161136C1 (en) Method of metal ions recovery from solutions
RU2355473C1 (en) Method of cationite production
US3457198A (en) Graft polymerization of acrylic acidester mixtures to cellulose
JP2004518016A (en) Method for producing gel-like cation exchanger
US2868738A (en) Preparation of cation-exchange resins by oxidation of vinylalkoxy sulfide polymers
RU2373998C2 (en) Method of producing cationite
RU2355472C1 (en) Method of cationite production
US4886606A (en) Method of purifying condensate waters for steam regenerating equipment
Medyak et al. Features of preparation and properties of FIBAN K-4 fibrous sorbents
Abdel-Razik et al. Heavy metal adsorbents based on chelating amidoximated grafted cellulose
US4551266A (en) Treatment of substantially metallic ion free acrylamide and related compounds
Yu et al. Selective Adsorption and Reusability for Pb 2+ of Chitosan-based Microporous Polymer