RU2266927C2 - Способ получения полигалоидных анионообменных смол - Google Patents
Способ получения полигалоидных анионообменных смол Download PDFInfo
- Publication number
- RU2266927C2 RU2266927C2 RU2004108479/04A RU2004108479A RU2266927C2 RU 2266927 C2 RU2266927 C2 RU 2266927C2 RU 2004108479/04 A RU2004108479/04 A RU 2004108479/04A RU 2004108479 A RU2004108479 A RU 2004108479A RU 2266927 C2 RU2266927 C2 RU 2266927C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- anion
- water
- exchange resin
- anion exchange
- exchange resins
- Prior art date
Links
Landscapes
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
Abstract
Изобретение относится к получению полигалоидных сильноосновных анионитов гелевой и макропористой структуры, предназначенных для обеззараживания воды в замкнутых экологических объектах, бытовой питьевой воды и воды из непроверенных источников. Получают полигалоидные анионообменные смолы из сильноосновных четвертичноаммониевых анионитов в хлоридной форме путем йодирования их раствором I2 в KI при перемешивании, термостатировании и отмывке. Йодирование проводят раствором трийодида на кондиционированных сильноосновных анионитах в хлоридной форме с содержанием сильноосновных групп не менее 80% при мольном соотношении анионит:трийодид, равном 1,0:1,1-1,5. Готовый продукт дополнительно выдерживают при 20-55°С. Технический результат состоит в получении полигалоидных анионообменных смол, характеризующихся высоким ресурсом по обеззараживанию воды при одновременном снижении йодовыделения в обеззараживаемую воду при сохранении высоких обеззараживающих характеристик. 1 табл.
Description
Изобретение относится к получению полигалоидных сильноосновных анионитов гелевой и макропористой структуры, предназначенных для обеззараживания воды в замкнутых экологических объектах, бытовой питьевой воды и воды из непроверенных источников.
В последние годы для этих целей широкое распространение получили ионообменные смолы, содержащие в своем составе анионные комплексы йода и йодсодержащие анионы [Аксененко Н.В. и др. Химия и технология воды, 1989, №2, с.181-182]
Известны способы получения полигалоидных смол [Lambert J.L., Fina G.T. Ind. Eng. Chem. Prod. Res. Dev., 1980, 19, p.p.256-258; Hatch G.L., Lambert J.L. Ind. Eng. Chem. Prod. Res. Dev., 1980, 19, p.p.259-263; Hatch G.L. Ind. Eng. Chem. Prod. Res. Dev., 1981, 20, p.p.382-385], которые включают сложную предподготовку - кватернизацию исходного анионита диметилсульфатом, отмывку непрореагировавшего реагента этанолом и деионизованной водой. Полученный анионит йодируют раствором I2 в KI при мольном соотношении 1:1-0,8 в аппарате с механической мешалкой в течение 24 часов, затем отмывают от контактного раствора и далее обрабатывают смолу в псевдоожиженном слое циркулирующим водным раствором I2 при температуре 60-80°С не менее 24 часов. Полученный полигалоидный анионит содержит комплексные соединения йода следующего состава I3 -, I5 -, I7 - и обеспечивает обеззараживание значительных объемов воды.
Однако данные способы получения имеют серьезные недостатки. Предподготовка исходного анионита сложна и сопровождается образованием большого количества агрессивных сточных вод. Последующая операция йодирования многоступенчата, длительна, требует специального технологического оборудования.
Известен способ получения полигалоидных ионитов [US, 4594392, С 08 F 8/22, 1986] путем обработки четвертичноаммониевого анионита раствором I2 в KI при постоянном перемешивании не менее 24 часов. При этом соотношение анионит (в расчете на полную обменную емкость):I2:KI составляет 1,0:1,0-1,2:0,7-1,0. Полученный анионит отмывают от избыточного йода 2-4 объемами деионизованной воды на один объем анионита. Получаемый таким способом полигалоидный анионит содержит в своем составе различные анионные формы йода, включая HIO, обладает высокими антибактериальными свойствами.
Основным недостатком данного способа является высокий расход I2 и KI и длительность процесса йодирования.
Известен способ получения полигалоидного анионита [RU, 2061703, С 08 F 8/22, 1996] для дезинфекции воды. Способ включает достаточно громоздкую стадию кондиционирования полимера, последующее йодирование анионита раствором полийодида в определенной степени насыщения, соответствующей степени насыщения конечного продукта, при этом реакционную смесь дополнительно выдерживают при нормальной температуре 8-10 часов. Основными недостатками этого способа являются его длительность, сложность и опасность работы с растворами йода при температуре 80-85°С в указанной степени насыщения йодирующего реагента. Кроме того, большие расходы йодирующего реагента требуют дополнительной отмывки конечного продукта от избыточного йода 0,5 М раствором KI и деионизованной водой.
Используемый метод контроля бактерицидного материала по плотности влажного анионита не совсем корректен, т.к. йодирование может идти и по другим (не только четвертичным) аммониевым группам, увеличивая плотность анионита.
Анализ современного уровня техники показывает, что наиболее близким к предлагаемому способу получения полигалоидного анионита является способ получения полигалоидных анионообменных смол [RU, 2083604, С 08 J 5/ 20, 1997]. Способ заключается в обработке сильноосновного четвертичноаммониевого анионита, предварительно переведенного в С1-форму и высушенного до остаточной влажности 5-15% раствором I2 в KI при мольном соотношении анионит:I2:KI, равном 1,0:0,8-1,2:0,7-1,0, его термостатировании в том же растворе при температуре 45-55°С и последующей отмывке 4-мя объемами деионизованной воды.
Основным недостатком прототипа является высокое йодовыделение, особенно в первых порциях обеззараживаемой воды (17,0-13,0 мг/л), что обуславливает необходимость разработки системы последующей очистки воды от йода. Кроме того, получаемый продукт, обладая обеззараживающей эффективностью, имеет ограниченный ресурс по очистке воды от бактерий (от 1000 до 3000 об/об), кроме того, сушка анионита до остаточной влажности ниже 10% приводит к серьезному разрушению гранул анионита.
В связи с изложенным возникла техническая задача - разработка способа получения полигалоидных анионообменных смол, характеризующихся высоким ресурсом по обеззараживанию воды при одновременном снижении йодовыделения в обеззараживаемую воду при сохранении высоких обеззараживающих характеристик.
Поставленная задача решается тем, что получение полигалоидных анионообменных смол проводят путем йодирования при перемешивании раствором трийодида кондиционированных сильноосновных анионитов в хлоридной форме с содержанием сильноосновных групп не менее 80% при мольном соотношении анионита к трийодиду 1,0:1,1-1,5 с последующими термостатированием и отмывкой водой, а готовый продукт дополнительно выдерживают при 45-55°С.
Принципиальным отличием предлагаемого способа от прототипа и аналога является прежде всего использование в качестве исходной смолы кондиционированных сильноосновных гелевых и макропористых анионитов промышленного производства с содержанием сильноосновных групп не менее 80%, а йодирующего реагента в виде раствора трийодида при определенных соотношениях, а также выдерживание готового продукта при 45-55°С.
При использовании таких смол не требуется дополнительная очистка смолы от органических примесей, ее дополнительная кватернизация. Использование анионита с таким количеством сильноосновных групп исключает избыточное образование полигалоидных форм на ионогенных группах низкой и средней основности, которые не обладают бактерицидными свойствами. Это приводит к получению бактерицидного анионита со стабильными обеззараживающими свойствами.
Для определения содержания сильноосновных групп в исходном анионите используют известные методы испытания. Полную статическую обменную емкость (ПСОЕ) определяют по ГОСТ 20255.1-84 в 0,1 н. растворе соляной кислоты.
Равновесную статическую обменную емкость (РСОЕ) определяют по ГОСТ 20255.1-84 в 0,1 н. растворе хлористого натрия.
Процентное соотношение РСОЕ и ПСОЕ характеризует содержание сильноосновных групп в анионите.
В качестве исходного анионита используются сильноосновные четвертичноаммониевые аниониты на основе стирола с дивинилбензолом гелевой и макропористой структуры типа АВ-17 (ГОСТ 20301-74) или его химические аналоги зарубежного производства, например аниониты марок NRW-400, NRW-505 (фирмы Пьюролайт, Великобритания).
Согласно предлагаемому способу йодирующий реагент представляет собой раствор трийодида, что позволяет упростить процесс его приготовления (4-6 часов вместо нескольких суток по прототипу) и снизить температуру приготовления йодирующего реагента до 45-50°С (вместо 80-85°С по аналогу). Для получения предлагаемой полигалоидной анионообменной смолы предлагается йодирование проводить при мольном соотношении анионит : трийодид, равном 1,0:1,1-1,5 на анионите в хлоридной форме с известной влажностью.
Дополнительная выдержка способствует стабильности выделения йода на протяжении всей работы материала.
Нижеследующие примеры иллюстрируют предлагаемый способ.
Пример 1.
Приготовление йодирующего реагента.
Взвешивают 500 г йода (ГОСТ 4159-79), 327 г йодида калия (ГОСТ 4232-74) и отмеряют 490 мл деионизованной воды. Йодид калия растворяют в воде при комнатной температуре, добавляют йод, перемешивают и ставят в электрошкаф сушильный при температуре (47±2)°С. Для лучшего растворения йода раствор периодически перемешивают.
400 г сильноосновного анионита гелевой структуры марки АВ-17-8чС с содержанием сильноосновных групп 95% в хлоридной форме и с остаточной влажностью 15%.
Мольное соотношение анионит : трийодид составляет 1,0:1,1.
Йодирование анионита проводят в реакторе объемом 2 л, в который предварительно помещают йодирующий реагент, затем добавляют указанное выше количество подготовленного анионита, перемешивают и термостатируют в той же емкости при температуре (50±2)°С в течение 2-х часов. Полученный продукт отмывают тремя объемами деионизованной воды, отжимают на фильтре, переносят в банку из желтого стекла и готовый продукт выдерживают при температуре 55°С в течение 6 часов.
Параметры процесса получения полигалоидной анионообменной смолы и показатели качества полученного продукта по примеру 1 представлены в таблице.
Примеры 2-7. Параметры стадий процесса обработки исходного анионита и результаты анализов готового продукта представлены в таблице.
Примеры 2-4 - способ получения аналогичен примеру 1.
Пример 5 - выдержка готового продукта не проводится.
Пример 6 - менее 80% сильноосновных групп.
Пример 7 - соотношение анионита и трийодида меньше меньшего.
Пример 8. Пример по прототипу.
Таблица Показатели параметров процесса и свойств полигалоидных анионообменных смол. |
||||||||||
№ примера | Исходный сильноосновный анионит (С1-форма) | Содержание сильноосновных групп, % | Мольное соотношение анионит : трийодид | Выдержка готового продукта | Концентрация йода в воде, мг/л *) | Ресурс по обеззараживающей способности, об/об **) | ||||
1-й литр | 30-й литр | 60-й литр | 100-й литр | |||||||
Температура,°С | Время, час | |||||||||
1 | АВ-17-8чС гелевый | 95 | 1,0:1,1 | 55 | 6 | 6,0 | 4,3 | 4,0 | 3,1 | 6000 |
2 | АВ-17-10Пч макропористый | 89 | 1,0:1,2 | 55 | 6 | 6,2 | 6,5 | 5,3 | 4,7 | 10000 |
3 | АВ-17-8чС гелевый | 95 | 1,0:1,5 | 50 | 6,5 | 10,0 | 8,8 | 6,2 | 4,5 | 7000 |
4 | АВ-17-10Пч макропористый | 85 | 1.0:1,2 | 45 | 7 | 7,0 | 6,6 | 6,0 | 4,2 | 9600 |
5 | АВ-17-10Пч макропористый | 85 | 1,0:1,2 | Не проводится | 11,2 | 6,3 | 5,5 | Следы | Не определяли | |
6 | АВ-17-10Пч макропористый | 77 | 1,0:1,5 | 55 | 6 | 2,3 | 2,2 | 1,9 | Отсутствует | Не определяли |
7 | АВ-17-8чС гелевый | 95 | 1,0:1,0 | 50 | 6 | 4,2 | 1,9 | <1,0 | Отсутствует | 1000 |
8 | АВ-17-10П макропористый (прототип) | 85 | 1,0:1,0 (соответствует соотношению в прототипе анионит:J2:KJ 1,0:1,0:1,0) | Не проводится | 17,1 | 11,0 | Отсутствует (не работает) | Не определяли | 1000 |
*) В колонку диаметром 12 мм загружалось 10 мл полигалоидной анионообменной смолы и пропускалась деионизованная вода со скоростью (90±10) мл/мин. Массовая концентрация йода в воде определялась фотометрическим методом в экстракте (декан) при λ=540 нм.
**) Обеззараживающее действие проверялось по очистке модельных растворов, приготовленных на водопроводной воде, содержащих кишечную палочку Escherichia coli, концентрация которой составляла 1,2×10/8 м.т./дм3. Модельный раствор пропускался через 10 мл полигалоидной анионообменной смолы. Анализ производился по ГОСТ 2874-82 и МУК 4.2.1018-2001.
В результате проведенных испытаний установлено, что вода, пропущенная через загрузку полигалоидной анионообменной смолы, соответствует требованиям СанПиН 2.1.4.559-96 по микробиологическим показателям.
Таким образом, из представленных результатов видно, что полученная по предлагаемому способу полигалоидная анионообменная смола обеспечивает высокий ресурс по обеззараживанию воды (в 3-10 раз больше по сравнению с прототипом) при значительном снижении остаточного йода в обрабатываемой воде.
Введение дополнительной стадии - выдержки готового продукта - способствует равномерности йодовыделения на протяжении всего ресурса.
Использование исходного сильноосновного анионита с содержанием сильноосновных групп не менее 80% приводит к существенному снижению затрачиваемого количества йода для обеспечения обеззараживающей способности конечного продукта.
Claims (1)
- Способ получения полигалоидных анионообменных смол из сильноосновных четвертичноаммониевых анионитов в хлоридной форме путем йодирования их раствором I2 в KI при перемешивании, термостатировании и отмывке водой, отличающийся тем, что йодирование проводят раствором трийодида на кондиционированных сильноосновных анионитах в хлоридной форме с содержанием сильноосновных групп не менее 80% при мольном соотношении анионит:трийодид, равном 1,0:1,1-1,5, а готовый продукт дополнительно выдерживают при 45-55°С.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004108479/04A RU2266927C2 (ru) | 2004-03-25 | 2004-03-25 | Способ получения полигалоидных анионообменных смол |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004108479/04A RU2266927C2 (ru) | 2004-03-25 | 2004-03-25 | Способ получения полигалоидных анионообменных смол |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004108479A RU2004108479A (ru) | 2005-09-20 |
RU2266927C2 true RU2266927C2 (ru) | 2005-12-27 |
Family
ID=35848730
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004108479/04A RU2266927C2 (ru) | 2004-03-25 | 2004-03-25 | Способ получения полигалоидных анионообменных смол |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2266927C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20130299430A1 (en) * | 2012-05-08 | 2013-11-14 | Water Security Corporation | Methods of producing iodinated anion exchange resins |
-
2004
- 2004-03-25 RU RU2004108479/04A patent/RU2266927C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20130299430A1 (en) * | 2012-05-08 | 2013-11-14 | Water Security Corporation | Methods of producing iodinated anion exchange resins |
US8993643B2 (en) * | 2012-05-08 | 2015-03-31 | Water Security Corporation | Methods of producing iodinated anion exchange resins |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004108479A (ru) | 2005-09-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4187183A (en) | Mixed-form polyhalide resins for disinfecting water | |
US4420590A (en) | Bacteriocidal resins and disinfection of water therewith | |
US4190529A (en) | Mixed-form polyhalide resins for disinfecting water | |
US3817860A (en) | Method of disinfecting water and demand bactericide for use therein | |
US7479229B2 (en) | Method for removing heavy metals from and dissolving calcium and/or magnesium scales in water or aqueous system | |
Wang et al. | The disinfection by-products precursors removal efficiency and the subsequent effects on chlorine decay for humic acid synthetic water treated by coagulation process and coagulation–ultrafiltration process | |
CN103084222A (zh) | 混合床离子交换树脂 | |
WO2023045594A1 (zh) | 一种用于香料生产过程中的水处理剂及其制备方法 | |
Matchett et al. | Tartrates from grape wastes | |
RU2266927C2 (ru) | Способ получения полигалоидных анионообменных смол | |
US5431908A (en) | Method for preparing polyhalide resin disinfectants | |
CN106905445B (zh) | 一种羧甲基-聚胺化壳聚糖脱色剂及其制备方法和应用 | |
ES2244829T3 (es) | Procedimiento para preparar sales de glucosamina. | |
JP2006305411A (ja) | 富栄養人工海水およびその製造方法 | |
US6488924B1 (en) | Vitamin K adduct, particularly suitable as vitamin supplement for feeds | |
CN106984271B (zh) | 用于去除废水中甲基橙和氟离子的复合吸附剂的制备方法 | |
WO2020257930A1 (en) | Stable alkyl benzidine composition and methods of making and using same | |
RU2213063C1 (ru) | Способ приготовления бактерицида | |
RU2083604C1 (ru) | Способ получения полигалоидной анионообменной смолы | |
CN112898449A (zh) | 一种新型絮凝剂cts-dmoap的制备方法 | |
Hongve | Anion exchange for removal of humus from drinking water: Calcium improves the efficiency of the process | |
EP1792876B1 (en) | Use of gamma-polyglutamic compounds for removing heavy metals or scale in aqueous systems | |
Gang | Modeling of THM and HAA formation in Missouri waters upon chlorination | |
CN112194233B (zh) | 一种乙酸铝-氯化铝共聚物-氯化铁复合絮凝剂及其制备方法 | |
RU2167707C1 (ru) | Способ получения биоцидного сорбента для обеззараживания питьевой воды |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170326 |