RU2331470C2 - Method of obtaining composition for cleaning and disinfection of water - Google Patents
Method of obtaining composition for cleaning and disinfection of water Download PDFInfo
- Publication number
- RU2331470C2 RU2331470C2 RU2006127690/15A RU2006127690A RU2331470C2 RU 2331470 C2 RU2331470 C2 RU 2331470C2 RU 2006127690/15 A RU2006127690/15 A RU 2006127690/15A RU 2006127690 A RU2006127690 A RU 2006127690A RU 2331470 C2 RU2331470 C2 RU 2331470C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- guanidine
- water
- composition
- montmorillonite
- disinfection
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области получения композиционных материалов, обладающих сорбционными и биоцидными свойствами и предназначенных для очистки и обеззараживания воды.The invention relates to the field of production of composite materials with sorption and biocidal properties and intended for the purification and disinfection of water.
Известно, что использование полимерных производных гуанидина для обеззараживания воды по эффективности равносильно ее озонированию или хлорированию, однако, в отличие от последних не оказывает раздражающего действия на слизистые и кожные покровы, не сопровождается накоплением в воде канцерогенных веществ, не вызывает аллергические реакции у людей и коррозию оборудования [К.Е.Скворцова, А.Г.Нехорошева, П.А.Гембицкий, В сб. Проблемы дезинфекции и стерилизации (Под ред. В.И.Вашкова). Вып.24. ВНИИДиС, Москва, 1975. С.58].It is known that the use of polymer derivatives of guanidine for disinfecting water is equivalent to ozonation or chlorination in efficiency, however, unlike the latter, it does not irritate the mucous membranes and skin, is not accompanied by the accumulation of carcinogenic substances in water, and does not cause allergic reactions in humans and corrosion equipment [K.E. Skvortsova, A.G. Nekhorosheva, P.A. Gembitsky, In coll. Problems of disinfection and sterilization (Edited by V.I. Vashkov). Issue 24. VNIIDiS, Moscow, 1975. P.58].
Наиболее известным и изученным аналогом полимера, использованного для получения композиции, является полигексаметиленгуанидин (ПГМГ), который представляет собой высокомолекулярное производное специфического азотистого основания - гуанидинаThe most famous and studied analogue of the polymer used to obtain the composition is polyhexamethylene guanidine (PHMG), which is a high molecular weight derivative of a specific nitrogen base - guanidine
[П.А.Гембицкий, Л.Ф.Бокша, Г.Ф.Болденков, С.И.Мурмыло, Д.С.Жук. Химическая промышленность, №2, 82 (1984)].[P.A. Gembitsky, L.F. Boksha, G.F. Boldenkov, S.I. Murmylo, D.S. Zhuk. Chemical industry, No. 2, 82 (1984)].
Благодаря сочетанию флокулирующих и биоцидных свойств полимерные материалы на основе полигексаметиленгуанидина используются при очистке и дезинфекции бытовых и промышленных сточных вод [В.И.Зотова, М.И.Афанасьева, Н.Ю.Тишкова, П.А.Гембицкий, И.И.Воинцева. Вопросы курортологии, физиотерапии и ЛФК. №2, 48 (1992)].Due to the combination of flocculating and biocidal properties, polyhexamethylene guanidine-based polymeric materials are used in the treatment and disinfection of domestic and industrial wastewater [V.I. Zotova, M.I. Afanasyeva, N.Yu. Tishkova, P.A. Gembitsky, I.I. Vointseva. Questions of balneology, physiotherapy and exercise therapy. No. 2, 48 (1992)].
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ получения биоцидного сорбента клиноцида, представляющего собой природный цеолит (клиноптилолитсодержащий туф), на поверхности которого ПГМГ закреплен с помощью эпихлоргидрина [В.А.Никашина, П.А.Гембицкий, Э.М.Кац, Л.Ф.Бокша, А.Х.Галузинская. Изв. АН. Сер.хим., 1550 (1994)].Closest to the proposed invention is a method for producing a biocidal sorbent of clinocide, which is a natural zeolite (clinoptilolite-containing tuff), on the surface of which PHMG is fixed with epichlorohydrin [V.A. Nikashina, P.A. Gembitsky, E.M. Katz, L. F. Boksha, A.Kh. Galuzinskaya. Izv. AN Ser.chem., 1550 (1994)].
Способ его получения заключается в том, что для закрепления ПГМГ в водонерастворимой форме на цеолите используют реакцию поперечного сшивания ПГМГ под действием эпихлоргидрина в присутствии щелочи (0,7-1,5 моль эпихлоргидрина на звено ПГМГ). Реакция происходит по механизму последовательного оксиалкилирования гуанидиновых групп. Клиноцид является сорбентом по отношению к ионам тяжелых и радиоактивных металлов. Клиноцид обладает катионообменной емкостью (1,0-1,5 мг-экв./мл), анионообменной емкостью (0,2-0,3 мг-экв./мл) и биоцидными свойствами [Пат. 2050971, РФ; Б.И.(36), 88 (1995)].The method of its preparation consists in the fact that for the fastening of PHMG in a water-insoluble form on a zeolite, a cross-linking reaction of PHMG using epichlorohydrin in the presence of alkali is used (0.7-1.5 mol of epichlorohydrin per PHMG unit). The reaction occurs by the mechanism of sequential oxyalkylation of guanidine groups. Clinocide is a sorbent in relation to ions of heavy and radioactive metals. Clinocide has a cation exchange capacity (1.0-1.5 mEq. / Ml), anion exchange capacity (0.2-0.3 mEq. / Ml) and biocidal properties [US Pat. 2050971, Russian Federation; B. I. (36), 88 (1995)].
Недостатками способа получения указанной композиции являются необходимость использования эпихлоргидрина для сшивания гуанидинсодержащего полимера и закрепления его на поверхности цеолита, дополнительный расход щелочи, многостадийность и длительность процесса. Недостатком полимерной композиции является низкая ионообменная емкость, так как сорбционными свойствами обладает лишь модифицированная органическим веществом поверхность композиции.The disadvantages of the method of obtaining the specified composition are the need to use epichlorohydrin to crosslink the guanidine-containing polymer and fix it on the surface of the zeolite, the additional consumption of alkali, multi-stage and duration of the process. The disadvantage of the polymer composition is the low ion-exchange capacity, since only the surface of the composition modified by organic matter has sorption properties.
Задачи, решаемые изобретением:The tasks solved by the invention:
- повышение сорбционной активности и упрощение технологии получения сорбентов для очистки и обеззараживания воды;- increasing sorption activity and simplifying the technology of sorbents for the purification and disinfection of water;
- улучшение эксплуатационных качеств бентонитовой глины как сорбента, т.е. придание структуры, позволяющей использовать ее в динамическом режиме очистки воды;- improving the performance of bentonite clay as a sorbent, i.e. giving a structure that allows you to use it in a dynamic mode of water treatment;
- снижение себестоимости полимерных композиционных материалов за счет использования в качестве сырья природных материалов;- reducing the cost of polymer composite materials through the use of natural materials as raw materials;
- расширение возможностей использования сорбентов для извлечения из воды примесей широкого спектра (неорганические примеси, органические вещества, ионы, красители и т.д.).- expanding the possibilities of using sorbents for the extraction of wide spectrum impurities from water (inorganic impurities, organic substances, ions, dyes, etc.).
Заявляемое изобретение отличается тем, что для получения биоцидного сорбента используется слоистый минерал (монтмориллонит) и гуанидинсодержащий полимер, интеркалированный в межслоевое пространство глинистого минерала. В качестве модификатора и гидрофобизатора к водной суспензии бентонитовой глины, в состав которой входит не менее 70% минерала группы монтмориллонита, добавляется мономерная соль на основе метакриловой кислоты и гуанидина формулыThe invention is characterized in that to obtain a biocidal sorbent, a layered mineral (montmorillonite) and a guanidine-containing polymer intercalated into the interlayer space of a clay mineral are used. A monomer salt based on methacrylic acid and guanidine of the formula is added as a modifier and water repellent to an aqueous suspension of bentonite clay, which contains at least 70% of the mineral of the montmorillonite group
где R=СН3.where R = CH 3 .
При этом происходит гидрофобизация и модификация поверхности глинистого минерала с образованием слоистого столбчатого глинистого материала. Далее к водному раствору модифицированного таким образом бентонита добавляется радикальный инициатор - персульфат аммония, так чтобы общее содержание персульфата аммония в суспензии составило 0,05-0,2 мас.%, и смесь перемешивается 30 минут при температуре 60-70°С. Соотношение гуанидинового соединения и бентонитовой глины (50-85):(15-50), предпочтительно 75:25 мас.%. В результате мономер полимеризуется на поверхности и в межслоевом пространстве глины. В процессе реакции полимеризации мономера в глине образуется композиция, которая представляет собой твердую однородную массу, способную набухать в воде, и обладает свойствами эффективного фильтрующего материала, в том числе и в динамических условиях очистки воды. Ионообменные свойства композиции определяются как свойствами полимера - полиамфолита, так и катионообменными свойствами бентонитовой глины. Данная композиция является сорбентом не только по отношению к ионам тяжелых металлов, но и способна сорбировать различные органические загрязнители типа фенола, красителей и т.д. Одновременно происходит обеззараживание воды.In this case, hydrophobization and surface modification of the clay mineral occurs with the formation of a layered columnar clay material. Then, a radical initiator, ammonium persulfate, is added to the aqueous solution of bentonite modified in this way, so that the total content of ammonium persulfate in the suspension is 0.05-0.2 wt.%, And the mixture is stirred for 30 minutes at a temperature of 60-70 ° C. The ratio of guanidine compound and bentonite clay (50-85) :( 15-50), preferably 75:25 wt.%. As a result, the monomer polymerizes on the surface and in the interlayer space of clay. In the course of the monomer polymerization reaction in clay, a composition is formed which is a solid homogeneous mass that can swell in water and has the properties of an effective filter material, including under dynamic conditions of water purification. The ion-exchange properties of the composition are determined both by the properties of the polymer - polyampholyte, and by the cation-exchange properties of bentonite clay. This composition is a sorbent not only in relation to heavy metal ions, but also capable of sorbing various organic pollutants such as phenol, dyes, etc. At the same time, disinfection of water occurs.
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
Пример 1. В четырехгорлую колбу объемом 0,5 л, снабженную мешалкой, обратным холодильником, термометром, помещают 100 мл дистиллированной воды, 5 г монтмориллонита и перемешивают до получения однородной суспензии. Затем в суспензию добавляют 2,5 г метакрилата гуанидина, 1 мл свежеприготовленного раствора персульфата аммония, в котором содержится 0,12 г (NH4)2S2O8, и поднимают температуру в реакционной среде до 60-70°С. Реакционную смесь перемешивают до образования твердой однородной массы. Полученный продукт извлекают из колбы, многократно промывают дистиллированной водой и сушат при комнатной температуре 48 часов.Example 1. In a four-necked flask with a volume of 0.5 l, equipped with a stirrer, reflux condenser, thermometer, 100 ml of distilled water, 5 g of montmorillonite are placed and stirred until a homogeneous suspension is obtained. Then, 2.5 g of guanidine methacrylate, 1 ml of a freshly prepared solution of ammonium persulfate containing 0.12 g of (NH 4 ) 2 S 2 O 8 are added to the suspension, and the temperature in the reaction medium is raised to 60-70 ° C. The reaction mixture is stirred until a solid homogeneous mass is formed. The resulting product was removed from the flask, washed repeatedly with distilled water and dried at room temperature for 48 hours.
Пример 2. В четырехгорлую колбу объемом 0,5 л, снабженную мешалкой, обратным холодильником, термометром, помещают 100 мл дистиллированной воды, 5 г монтмориллонита и перемешивают до получения однородной суспензии. Затем в суспензию добавляют 1,25 г метакрилата гуанидина, 1 мл свежеприготовленного раствора персульфата аммония, в котором содержится 0,12 г (NH4)2S2O8, и поднимают температуру в реакционной среде до 60-70°С. Реакционную смесь перемешивают до образования твердой однородной массы. Полученный продукт извлекают из колбы, многократно промывают дистиллированной водой и сушат при комнатной температуре 48 часов.Example 2. In a four-necked flask with a volume of 0.5 l, equipped with a stirrer, reflux condenser, thermometer, 100 ml of distilled water, 5 g of montmorillonite are placed and stirred until a homogeneous suspension is obtained. Then, 1.25 g of guanidine methacrylate, 1 ml of a freshly prepared solution of ammonium persulfate containing 0.12 g of (NH 4 ) 2 S 2 O 8 are added to the suspension, and the temperature in the reaction medium is raised to 60-70 ° C. The reaction mixture is stirred until a solid homogeneous mass is formed. The resulting product was removed from the flask, washed repeatedly with distilled water and dried at room temperature for 48 hours.
Пример 3. В четырехгорлую колбу объемом 0,5 л, снабженную мешалкой, обратным холодильником, термометром, помещают 100 мл дистиллированной воды, 5 г монтмориллонита и перемешивают до получения однородной суспензии. Затем в суспензию добавляют 0,75 г метакрилата гуанидина, 1 мл свежеприготовленного раствора персульфата аммония, в котором содержится 0,12 г (NH4)2S2O8, и поднимают температуру в реакционной среде до 60-70°С. Реакционную смесь перемешивают до образования твердой однородной массы. Полученный продукт извлекают из колбы, многократно промывают дистиллированной водой и сушат при комнатной температуре 48 часов.Example 3. In a four-necked flask with a volume of 0.5 l, equipped with a stirrer, reflux condenser, thermometer, 100 ml of distilled water, 5 g of montmorillonite are placed and stirred until a homogeneous suspension is obtained. Then, 0.75 g of guanidine methacrylate, 1 ml of a freshly prepared solution of ammonium persulfate containing 0.12 g of (NH 4 ) 2 S 2 O 8 is added to the suspension, and the temperature in the reaction medium is raised to 60-70 ° C. The reaction mixture is stirred until a solid homogeneous mass is formed. The resulting product was removed from the flask, washed repeatedly with distilled water and dried at room temperature for 48 hours.
Использование в заявляемом изобретении в качестве гидрофобизатора и модификатора в межслоевом пространстве глины гуанидинсодержащего мономера способного к дальнейшей полимеризации, значительно упрощает методику получения полимерной композиции и уменьшает длительность процесса.The use of guanidine-containing monomer capable of further polymerization as a water repellent and modifier in the interlayer space of the clay of the claimed invention greatly simplifies the method of obtaining a polymer composition and reduces the duration of the process.
Технический результат изобретения выражается в улучшении качества биоцидных сорбентов на основе природных материалов и полимеров, снижении расхода дорогостоящих реактивов, повышении потребительских свойств, отсутствии необходимости создания специальных устройств для очистки и обеззараживания воды.The technical result of the invention is expressed in improving the quality of biocidal sorbents based on natural materials and polymers, reducing the consumption of expensive reagents, increasing consumer properties, there is no need to create special devices for cleaning and disinfecting water.
Возможность извлечения синтезированными полимерными композитами некоторых тяжелых металлов из сточных и природных вод исследовали с использованием модельных растворов. Измерения массовой концентрации металлов в пробах воды до и после обработки композитами проводили атомно-адсорбционным методом с электротермической атомизацией с использованием атомно-адсорбционного спектрометра «МГА-915». Результаты исследований приведены в таблице 1.The possibility of extracting certain heavy metals from wastewater and natural waters by synthesized polymer composites was investigated using model solutions. The mass concentration of metals in water samples was measured before and after treatment with composites by the atomic adsorption method with electrothermal atomization using the MGA-915 atomic absorption spectrometer. The research results are shown in table 1.
Как видно из таблицы, синтезированные гуанидинсодержащие композиционные материалы проявляют достаточно высокую сорбционную активность в отношении изученных металлов.As can be seen from the table, the synthesized guanidine-containing composite materials exhibit a fairly high sorption activity in relation to the studied metals.
Результаты изучения сорбционной активности по йоду и метиленовому синему представлены в таблице 2.The results of the study of sorption activity for iodine and methylene blue are presented in table 2.
мгThe initial mass of the substance
mg
Предварительные исследования бактерицидной активности синтезированных композиционных материалов, проведенные совместно с Бактериологической лабораторией ГСЭН КБР, показали, что они весьма активны и обладают биоцидным действием по отношению к грамположительным и грамотрицательным микроорганизмам.Preliminary studies of the bactericidal activity of the synthesized composite materials, conducted in conjunction with the Bacteriological Laboratory of the GSEN CBD, showed that they are very active and have a biocidal effect in relation to gram-positive and gram-negative microorganisms.
Зависимость числа колоний кишечной палочки от концентрации образцаTable 3
The dependence of the number of colonies of Escherichia coli on the concentration of the sample
Таблица 4The diameter of the zone of growth inhibition of microorganisms
Table 4
Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает получение гуанидинсодержащих полимерно-глинистых композиций для очистки и обеззараживания природных и сточных вод, обладающих необходимыми сорбционными свойствами, с использованием дешевого и доступного сырья - бентонитовой глины.Thus, the present invention provides for the production of guanidine-containing polymer-clay compositions for the purification and disinfection of natural and wastewater with the necessary sorption properties, using cheap and affordable raw materials - bentonite clay.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006127690/15A RU2331470C2 (en) | 2006-08-01 | 2006-08-01 | Method of obtaining composition for cleaning and disinfection of water |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006127690/15A RU2331470C2 (en) | 2006-08-01 | 2006-08-01 | Method of obtaining composition for cleaning and disinfection of water |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006127690A RU2006127690A (en) | 2008-02-10 |
RU2331470C2 true RU2331470C2 (en) | 2008-08-20 |
Family
ID=39265771
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006127690/15A RU2331470C2 (en) | 2006-08-01 | 2006-08-01 | Method of obtaining composition for cleaning and disinfection of water |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2331470C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA028334B1 (en) * | 2016-09-16 | 2017-11-30 | Бакинский Государственный Университет | Method for producing hybrid composite sorbent for wastewater treatment |
RU2754222C1 (en) * | 2021-03-03 | 2021-08-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Полимерные композиты" (ООО "Полимерные композиты") | Disinfecting polymer antiseptic |
-
2006
- 2006-08-01 RU RU2006127690/15A patent/RU2331470C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA028334B1 (en) * | 2016-09-16 | 2017-11-30 | Бакинский Государственный Университет | Method for producing hybrid composite sorbent for wastewater treatment |
RU2754222C1 (en) * | 2021-03-03 | 2021-08-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Полимерные композиты" (ООО "Полимерные композиты") | Disinfecting polymer antiseptic |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2006127690A (en) | 2008-02-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU765275B2 (en) | Lanthanide halide water treatment compositions and methods | |
Wang et al. | Adsorption of cationic dye on N, O-carboxymethyl-chitosan from aqueous solutions: equilibrium, kinetics, and adsorption mechanism | |
US20120145639A1 (en) | Modified clay sorbents | |
DE2728106A1 (en) | MICROBIOCID PRODUCT | |
US6165485A (en) | Biocidal organoclay | |
CN101049984A (en) | Purified filtering agent for seawater desalination by using natural mineral | |
Dehvari et al. | Adsorption kinetics and equilibrium studies of reactive red 198 dye by cuttlefish bone powder | |
CN103768643B (en) | A kind of silver ion alginate sustained-release antibacterial gel and preparation method thereof | |
Mojar Alshamusi et al. | Adsorption of crystal violate (CV) dye in aqueous solutions by using P (PVP-co-AAm)/GO composite as (eco-healthy adsorbate surface): characterization and thermodynamics studies. | |
RU2331470C2 (en) | Method of obtaining composition for cleaning and disinfection of water | |
Rubashvili et al. | Adsorptive removal study of the frequently used fluoroquinolone antibiotics-moxifloxacin and norfloxacin from wastewaters using natural zeolites | |
Hanoon et al. | Adsorption of methyl orange from wastewater by using biochar | |
Fiessinger et al. | Alternative methods for chlorination | |
Aliabadi et al. | Removal of rhodamine B from aqueous solution by almond shell biosorbent | |
RU2701530C1 (en) | Method of producing sorbent for extraction of cesium ions | |
RU2363537C1 (en) | Method for preparation of polymer-clayish composition for water purification and decontamination | |
Wibulswas et al. | Removal of humic substances from water by alumina-based pillared clays | |
RU2397809C1 (en) | Method of making hybrid organic-inorganic sorbent for cleaning various surfaces from oil and oil product spills | |
RU2034789C1 (en) | Method of drinking water sterilization | |
Hariani et al. | Removal of Pb (II) using Hydroxyapatite from Golden Snail Shell (Pomacea canaliculata L.) Modified with Silica | |
RU2312705C1 (en) | Biocidal polymeric sorbent for disinfecting aqueous media | |
KR100383454B1 (en) | The method for manufacturing of ion exchange illite | |
RU2172721C1 (en) | Household waste water disinfecting method | |
RU2156163C1 (en) | Adsorbent for treatment of sewage waters | |
Liu | The Fate of Cyanotoxins in Drinking Water Sources and Treatment Processes |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080802 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20100527 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20110210 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110802 |