RU2363537C1 - Способ получения полимерно-глинистой композиции для очистки и обеззараживания воды - Google Patents
Способ получения полимерно-глинистой композиции для очистки и обеззараживания воды Download PDFInfo
- Publication number
- RU2363537C1 RU2363537C1 RU2007141415/04A RU2007141415A RU2363537C1 RU 2363537 C1 RU2363537 C1 RU 2363537C1 RU 2007141415/04 A RU2007141415/04 A RU 2007141415/04A RU 2007141415 A RU2007141415 A RU 2007141415A RU 2363537 C1 RU2363537 C1 RU 2363537C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bentonite
- organic acid
- unsaturated organic
- clay
- polymer
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
- Graft Or Block Polymers (AREA)
- Water Treatment By Sorption (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу получения полимерно-глинистой композиции, которая может быть использована в качестве сорбента для очистки и обеззараживания воды в различных отраслях промышленности. Способ заключается в том, что к водной суспензии бентонитовой глины добавляют активатор поверхности гуанидинсодержащую соль с четвертичным атомом азота. Далее обрабатывают активированную поверхность непредельной органической кислотой, акриловой или метакриловой кислотой, в присутствии радикального инициатора полимеризации персульфата аммония. Нагревание проводят при температуре 60-70°С при перемешивании до полимеризации непредельной органической кислоты. Активированную бентонитовую глину и непредельную органическую кислоту берут в массовом соотношении 1:1÷2. Изобретение позволяет упростить процесс активации поверхности бентонита, повысить сорбционную активность, улучшить эксплуатационные качества бентонитовой глины, а также придать композиции биоцидные свойства. 3 табл., 1 ил.
Description
Изобретение относится к области получения химически модифицированных глин, которые могут быть использованы в качестве сорбентов для очистки и обеззараживания воды в различных отраслях промышленности.
Бентонит, относящийся к слоистым глинистым минералам группы смектитов, широко применяется при изготовлении материалов для различных отраслей промышленности: нефтедобычи, металлургии, очистки воды. Возможности бентонита, как исходного сырья для получения новых материалов многоцелевого назначения, далеко не исчерпаны. Высокое содержание в бентоните монтмориллонита, структурными элементами которого являются алюмосиликатные слои толщиной 1 нм, обеспечивает весьма значительный научно-технологический потенциал этого минерала. В настоящее время, в связи с утратой богатых монтмориллонитом месторождений Закавказья, актуальным является вовлечение в промышленное использование российских бентонитов и создание физико-химических основ получения и применения полимерсиликатных композиций с необходимым комплексом технологических свойств.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ получения органоминерального катионита [Е.Е.Ергожин, A.M.Акимбаева, А.Д.Товасаров. Пластические массы, №10, 2005].
Способ его получения заключается в том, что бентонит Монракского месторождения (Казахстан), основным породообразующим минералом которого является монтмориллонит, активируют 20% серной кислотой при нагревании в течение 6 часов на водяной бане. Затем бентонит обрабатывают раствором перекиси бензоила в качестве инициатора и высушивают в вакууме до постоянного веса. Высушенный бентонит помещают в реакционную колбу, добавляют водный раствор акриловой кислоты и продувают инертным газом. Реакционную систему при перемешивании нагревают при температуре 60-70°С. При этом получается активированный полиакриловой кислотой бентонит, который проявляет свойства слабокислотного катионита.
Недостатком данного способа получения активированного бентонита является то, что обработка глинистых минералов неорганическими кислотами приводит к глубокому изменению их структуры и свойств. Эти изменения, прежде всего, выражаются в значительном разрушении октаэдрических слоев в результате растворения оксидов алюминия, магния и железа. При этом Н-форма бентонита переходит в Al-форму, особенно при нагревании и увлажнении, что сопровождается значительной потерей активности. Кроме того, данный способ отличается многостадийностью и длительностью процесса.
Задача, решаемая изобретением, - использование бентонитовой глины российского месторождения, упрощение процесса активации поверхности бентонита, повышение сорбционной активности, улучшение эксплуатационных качеств бентонитовой глины, придание композиции биоцидных свойств.
Заявляемый способ заключается в том, что для получения химически активированной поверхности бентонитовой глины, глинистый минерал российского месторождения «Герпегеж» (Кабардино-Балкарская республика), содержащий 80% монтмориллонита подвергают активированию гуанидинсодержащими солями, что приводит к гидрофобизации частиц глины и лучшему совмещению с органическими материалами. В качестве активатора используют биоцидную гуанидинсодержащую соль с четвертичным атомом азота, например: диаллилгуанидинацетат (ДАГА), диаллилгуанидинтрифторацетат (ДАГТФА), метакрилатгуанидин (МАГ), акрилатгуанидин (АГ).
Для получения полимерно-глинистой композиции к водной суспензии бентонитовой глины добавляют активатор поверхности гуанидинсодержащую соль с четвертичным атомом азота, обрабатывают активированную поверхность непредельной органической кислотой, акриловой (АК) или метакриловой (МАК) кислотой, в присутствии радикального инициатора полимеризации персульфата аммония, при этом активированную бентонитовую глину и непредельную органическую кислоту берут в массовом соотношении 1:1÷2, далее нагревают при температуре 60-70°С при перемешивании до полимеризации непредельной органической кислоты.
Способ осуществляется следующим образом:
Пример 1. В суспензию бентонита, содержащую 10 г глины и 50 мл воды, приготовленную перемешиванием при комнатной температуре на магнитной мешалке в течение 30 минут, добавляют диаллилгуанидинацетат и перемешивают еще 2 часа при комнатной температуре. Соотношение гуанидинового соединения и бентонитовой глины 15:85 мас.%. Полученную органоглину промывают водой многократной декантацией и высушивают при комнатной температуре. Затем 40 мл водной суспензии, содержащей 5 г органоглины, помещают в четырехгорлую колбу объемом 0,5 л, снабженную мешалкой, обратным холодильником, термометром, приливают 5 мл метакриловой или акриловой кислоты и персульфат аммония так, чтобы его концентрация в общем растворе объемом 50 мл составляла 5×10-3 М. Реакционную смесь перемешивают при 60-70°С до полимеризации непредельной органической кислоты. Полученный продукт извлекают из колбы, многократно промывают дистиллированной водой и сушат при комнатной температуре 48 часов.
Пример 2. В суспензию бентонита, содержащую 10 г глины и 50 мл воды, приготовленную перемешиванием при комнатной температуре на магнитной мешалке в течение 30 минут, добавляют диаллилгуанидинтрифторацетат и перемешивают еще 2 часа при комнатной температуре. Соотношение гуанидинового соединения и бентонитовой глины 15:85 мас.%. Полученную органоглину промывают водой многократной декантацией и высушивают при комнатной температуре. Затем 40 мл водной суспензии, содержащей 5 г органоглины, помещают в четырехгорлую колбу объемом 0,5 л, снабженную мешалкой, обратным холодильником, термометром, приливают 8 мл метакриловой или акриловой кислоты и персульфат аммония так, чтобы его концентрация в общем растворе объемом 50 мл составляла 5×10-3 M. Реакционную смесь перемешивают при 60-70°С до полимеризации непредельной органической кислоты. Полученный продукт извлекают из колбы, многократно промывают дистиллированной водой и сушат при комнатной температуре 48 часов.
Пример 3. В суспензию бентонита, содержащую 10 г глины и 50 мл воды, приготовленную перемешиванием при комнатной температуре на магнитной мешалке в течение 30 минут, добавляют акрилатгуанидин или метакрилатгуанидин и перемешивают еще 2 часа при комнатной температуре. Соотношение гуанидинового соединения и бентонитовой глины 15:85 мас.%. Полученную органоглину промывают водой многократной декантацией и высушивают при комнатной температуре. Затем 40 мл водной суспензии, содержащей 5 г органоглины, помещают в четырехгорлую колбу объемом 0,5 л, снабженную мешалкой, обратным холодильником, термометром, приливают 10 мл метакриловой или акриловой кислоты и персульфат аммония так, чтобы его концентрация в общем растворе объемом 50 мл составляла 5×10-3 М. Реакционную смесь перемешивают при 60-70°С до полимеризации непредельной органической кислоты. Полученный продукт извлекают из колбы, многократно промывают дистиллированной водой и сушат при комнатной температуре 48 часов.
Технический результат достигается за счет применения для активации глины биоцидных гуанидинсодержащих солей с четвертичным атомом азота, повышения потребительских свойств за счет увеличения сорбционной активности и придания биоцидных свойств, упрощения процесса благодаря сокращению времени модификации глины.
Исследование сорбционной активности у полученных композиций осуществляли традиционными способами, которыми обычно пользуются для оценки активности сорбентов: по адсорбции метиленового синего и йода из водного раствора, в статических условиях. Равновесную концентрацию метиленового синего определяли фотоколориметрическим методом. Равновесную концентрацию йода определяли титрованием раствором тиосульфата натрия. Адсорбционную активность материала осуществляли через определение адсорбционной емкости в мг×г-1 (таблица 1).
Возможность извлечения синтезированными композиционными материалами 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 2.
Проверка эффективности очистки модельной сточной воды от токсичных органических соединений показала, что предлагаемый материал обладает высокой поглотительной способностью к токсичным органическим соединениям, в частности к фенолу. Равновесную концентрацию фенола определяли фотоколориметрическим методом. Были построены изотермы адсорбции фенола из его водных растворов при комнатной температуре. Данные исследования показывают, что поглощательная способность полученных сорбентов по отношению к фенолу увеличивается для композиционных материалов, которые были получены при обработке более высокой концентрацией акриловой или метакриловой кислоты. При содержании фенола менее 1 мг/л его извлечение из раствора составляет 80-95% (см. чертеж).
Исследования бактерицидной активности и токсичности синтезированных композиционных материалов, проведенные совместно с Бактериологической лабораторией ГСЭН КБР и фармацевтическим объединением «Эльфарми» (КБР, г.Нальчик), показали, что эти препараты весьма активны и обладают биоцидным действием по отношению к грамотрицательным (E.coli) микроорганизмам, а также обладают невысокой токсичностью (табл.3).
Таким образом, сочетание в полученных материалах высокой бактерицидной активности с повышенной способностью связываться с тяжелыми металлами и органическими поллютантами открывает возможности их использования в качестве эффективных сорбентов для очистки и обеззараживания воды.
Таблица 1 Оценка адсорбционной емкости полимерных композитов |
||||
№/№ | образец | органоглина: АК(МАК) | Адсорбционная емкость, мг×г-1 | |
по йоду | по МС | |||
1 | исходная бентонитовая глина(БГ) | - | 4 | 12 |
2 | БГ/ДАГА+АК | 1:1 | 47 | 72 |
3 | БГ/ДАГА+МАК | 1:1 | 42 | 68 |
4 | БГ/ДАГТФА+АК | 1:1,6 | 52 | 70 |
5 | БГ/ДАГТФА+МАК | 1:1,6 | 50 | 67 |
6 | БГ/МАГ+АК | 1:2 | 63 | 88 |
7 | БГ/МАГ+МАК | 1:2 | 55 | 84 |
8 | БГ/АГ+АК | 1:2 | 66 | 90 |
9 | БГ/АГ+МАК | 1:2 | 64 | 92 |
Таблица 2 Измерения массовой концентрации металлов в пробах воды до и после обработки композитами |
||||
№, п/п | Me2+ | Концентрация металла, мг/л | ||
До очистки | После очистки | Степень сорбции, % | ||
БГ/МАГ+МАК(1:2) | ||||
1 | Сu | 2,91 | 0,372 | 87,2 |
2 | Pb | 1,38 | 0,149 | 89,2 |
3 | Cd | 1,64 | 0,273 | 83,3 |
4 | Ni | 1,52 | 0,370 | 75,6 |
5 | Co | 1,28 | 0,405 | 68,3 |
БГ/МАГ+АК (1:2) | ||||
1 | Сu | 2,91 | 0,107 | 96,3 |
2 | Pb | 1,38 | 0,164 | 88,1 |
3 | Cd | 1,64 | 0,216 | 86,8 |
4 | Ni | 1,52 | 0,460 | 69,7 |
5 | Co | 1,28 | 0,382 | 70,1 |
Таблица 3 Данные по биоцидности и токсичности полимерно-глинистых композиций |
|||||
№ пп | Соединение | органоглина: АК(МАК) | It | Число колоний Е.coli, выросших на 1 см3 воды | Диаметр зоны задержки роста (мм) |
1 | исходная бентонитовая глина | 67,5 | 1206 | 0 | |
2 | БГ/ДАГА+АК | 1:1 | 75,2 | 32 | 10 |
3 | БГ/ДАГА+МАК | 1:1 | 98,8 | 35 | 9,6 |
4 | БГ/ДАГТФА+МАК | 1:1,6 | 122,4 | 12 | 15 |
5 | БГ/ДАГТФА+АК | 1:1,6 | 93,2 | 16 | 13 |
6 | БГ/МАГ+АК | 1:2 | 76,1 | 47 | 6,5 |
7 | БГ/МАГ+МАК | 1:2 | 79,2 | 36 | 9.8 |
8 | БГ/АГ+АК | 1:2 | 100,2 | 39 | 8,2 |
9 | БГ/АГ+МАК | 1:2 | 104,6 | 42 | 7,8 |
Примечание. It - индекс токсичности (нетоксичным считается образец, где 120>It>60) |
Claims (1)
- Способ получения полимерно-глинистой композиции для очистки и обеззараживания воды, заключающийся в том, что к водной суспензии бентонитовой глины добавляют активатор поверхности гуанидинсодержащую соль с четвертичным атомом азота, обрабатывают активированную поверхность непредельной органической кислотой, акриловой или метакриловой кислотой, в присутствии радикального инициатора полимеризации персульфата аммония, при этом активированную бентонитовую глину и непредельную органическую кислоту берут в массовом соотношении 1:1÷2, далее нагревают при температуре 60-70°С при перемешивании до полимеризации непредельной органической кислоты.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007141415/04A RU2363537C1 (ru) | 2007-11-07 | 2007-11-07 | Способ получения полимерно-глинистой композиции для очистки и обеззараживания воды |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007141415/04A RU2363537C1 (ru) | 2007-11-07 | 2007-11-07 | Способ получения полимерно-глинистой композиции для очистки и обеззараживания воды |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007141415A RU2007141415A (ru) | 2009-05-20 |
RU2363537C1 true RU2363537C1 (ru) | 2009-08-10 |
Family
ID=41021274
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007141415/04A RU2363537C1 (ru) | 2007-11-07 | 2007-11-07 | Способ получения полимерно-глинистой композиции для очистки и обеззараживания воды |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2363537C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2622430C1 (ru) * | 2016-01-27 | 2017-06-15 | Майя Валерьевна УСПЕНСКАЯ | Способ получения нанокомпозитного сорбента для засушливых почв |
EA028314B1 (ru) * | 2015-03-19 | 2017-11-30 | Институт Катализа И Неорганической Химии Имени Академика М. Нагиева Национальной Академии Наук Азербайджана | Способ получения органоглины |
-
2007
- 2007-11-07 RU RU2007141415/04A patent/RU2363537C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Ергожин Е.Е., Акимбаева A.M., Товасаров А.Д. Пластические массы, №10, 2005, с.27-29. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA028314B1 (ru) * | 2015-03-19 | 2017-11-30 | Институт Катализа И Неорганической Химии Имени Академика М. Нагиева Национальной Академии Наук Азербайджана | Способ получения органоглины |
RU2622430C1 (ru) * | 2016-01-27 | 2017-06-15 | Майя Валерьевна УСПЕНСКАЯ | Способ получения нанокомпозитного сорбента для засушливых почв |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007141415A (ru) | 2009-05-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Lazaratou et al. | The role of clays, clay minerals and clay-based materials for nitrate removal from water systems: A review | |
Reeve et al. | Natural and surfactant modified zeolites: A review of their applications for water remediation with a focus on surfactant desorption and toxicity towards microorganisms | |
Mosharaf et al. | Metal-adapted bacteria isolated from wastewaters produce biofilms by expressing proteinaceous curli fimbriae and cellulose nanofibers | |
Khan et al. | Clay-hydrogel nanocomposites for adsorptive amputation of environmental contaminants from aqueous phase: a review | |
Tan et al. | A novel method to prepare chitosan/montmorillonite nanocomposites in the presence of hydroxy-aluminum oligomeric cations | |
EP1838623B1 (en) | Filter media and process to prepare the same | |
US6165485A (en) | Biocidal organoclay | |
KR20120039537A (ko) | 나노구조형 바이오사이드 조성물 | |
RU2363537C1 (ru) | Способ получения полимерно-глинистой композиции для очистки и обеззараживания воды | |
Copcia et al. | Ammonium nitrogen removal from aqueous solution by natural clay | |
Aparicio-Vázquez et al. | Influence of experimental conditions to obtain silver-modified zeolite-rich tuffs on the antimicrobial activity for Escherichia coli suspended in aqueous media | |
AU2005201974A1 (en) | Methods of processing palygorskite or sepiolite for prevention and treatment of algal blooms | |
Tsitsishvili et al. | BACTERICIDAL ADSORBENTS OBTAINED BY ION EXCHANGE MODIFICATION OF NATURAL PHILLIPSITE. | |
Aliabadi et al. | Removal of rhodamine B from aqueous solution by almond shell biosorbent | |
RU2370312C2 (ru) | Способ получения природного сорбента для очистки воды в системе хозяйственно-питьевого водоснабжения | |
Uddin et al. | Adsorption of cefixime trihydrate onto chitosan 10b from aqueous solution: Kinetic, equilibrium and thermodynamic studies | |
Guerra et al. | Use of natural and modified magadiite as adsorbents to remove Th (IV), U (VI), and Eu (III) from aqueous media—Thermodynamic and equilibrium study | |
RU2397809C1 (ru) | Способ получения гибридного органо-неорганического сорбента для очистки различных поверхностей от разливов нефти и нефтепродуктов | |
RU2331470C2 (ru) | Способ получения композиции для очистки и обеззараживания воды | |
Babarinde et al. | Isothermal and thermodynamic studies of the biosorption of Zinc (II) ions by Calymperes erosum | |
RU2424797C1 (ru) | Нанокомпозиционный полимерный материал, способ его получения и дезинфицирующее средство на его основе | |
Heraldy et al. | Synthesis of Mg/Al Hydrotalcite-like from Brine Water and Its Application for Methyl Orange Removal: A Preliminary Study | |
JP7236143B2 (ja) | 鉄を主成分とする水の浄化材及びその製造方法 | |
JP2007237065A (ja) | 光触媒活性を有する抗菌剤及び抗菌処理方法 | |
RU2312705C1 (ru) | Биоцидный полимерный сорбент для обеззараживания водных сред |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091108 |