SU444785A1 - Способ получени катионитов - Google Patents

Description

1

Известен способ получени  катионитов путем поликопденсадии фурфурола и фенолсульфокислоты .

С целью получени  катионитов, отличающихс  повышенной термической стойкостью и механической прочностью, предлагаетс  способ получени  сульфо- и фосфорнокислого катионитов путем поликонденсации циклогексанона с фурфуролом и последующим введением ионогенных групп сульфированием и фосфорилированием.

При получении катионитов в качестве полимерной матрицы используют продукт поликонденсации фурфурола с циклогексаном. Отсутствие гидроксильной группы в структуре полимера исключает склонность катионита к гидролизу в отличие от катионита на основе фенолсульфокислоты и фурфурола, вследствие чего повышаетс  химическа  устойчивость полученного катионита в концентрированных водных растворах щелочей и окислителей.

Полученные катиониты отличаютс  стойкостью к действию 15%-ного раствора азотной кислоты. Наличие в молекуле циклогек О

санона -С

-группы придает синтезирован R

ным катионитам комплексообразующие свойства .

Нар ду с высокой химической устойчивостью полученные катиониты отличаютс  высокой термостабильностью. Так, нагревание сульфокатионита на воздухе при 150°С не приводит к потере обменной емкости. При сульфировании продукта поликонденсации фурфурола с циклогексаноном полученный катионит нар ду с 5ОзН-группами содержит СООН-группы, которые очевидно, образуютс  в процессе сульфировани  концентрированной серной кислотой за счет раскрыти  фуранового кольца или окислени  карбонильной группы. Присутствие СООН-групп придает катиониту избирательность к ионам меди, никел  и другим металлам.

Полученные фюсфорнокислые катиониты обладают избирательной способностью к ионам двухвалентных металлов. Сорбци  по ионам Си++ и Ni++ доходит до 2,8 и 2,0 мгэкв/г соответственно.

Высока  термохимическа  стойкость, механическа  прочность, достаточно высока  обменна  емкость, селективность к ионам некоторых металлов, полученных сульфо- и фосфорнокислых катиоиитов показывают о возможности использовани  их с успехом в процессах сорбции различных ионов, а также ионов двухвалентных металлов и в качестве катализаторов органического синтеза. Пример. Синтез смолы на основе циклогексанона и фурфурола. В трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой, термометром и обратным холодильником, иомещают 9,8 г (0,1 моль) циклогексанона, при интенсивном перемешивании внос т 5% от веса исходных продуктов ZnCb и повышают температуру до 70°С. При этой температуре осторожно прикапывают 14,4 г (0,2 моль) фурфурола . Через 12 час образуетс  гель, который перенос т в фарфоровую чашку и сушат в термошкафу при температуре 90-100°С. Высушенную смолу дроб т до - 0,5-1 мм и подвергают полимераиалогичным превраш;ени м . а)Получение сульфокатиоиита. К определенной навеске полученной смолы прибавл ют п тикратное количество концентрированной серной кислоты и оставл ют на 24 час. В течение этого времени смола набухает , после чего избыток кислоты отсасывают на фильтре Шотта № 1. Набухшую смолу помеш ,ают в трехгорлую колбу с мешалкой и обратным холодильником, приливают п тикратное количество серной кислоты, после чего смесь иагревают при 70°С в течение 6 час. По окончании реакции смолу отфильтровывают и промывают сначала коицентрироваиной серной кислотой, затем уменьшают концентрацию кислоты последовательно до 50,25 и 10% и, наконец, промывают дистиллированной водой до нейтральной реакции промывных вод. Полученный продукт высушивают при 80°С. б)Получение фосфорнокислого катионита. Пабухшую смолу в треххлористом фосфоре помещают в трехгорлую колбу с мешалкой и обратным холодильииком. Фосфорилирование провод т треххлористым фосфором в присутствии безводного хлористого алюмини  (мольное соотношение реагентов 1:4:2) при 75°С в течение 4 час. Затем фосфорилированную смолу промывают увлажненным этиловым спиртом, уменьшают концентрацию последовательно до 45, 20 и 10% и далее промывают дистиллированной водой до нейтральной реакции промывных вод. После перевода в П+-форму фосфорнокислый катионит высушивают при 80°С. Физико-химические и механические свойства полученных катиоиитов.

.,.4447&. Сульфокатионит Влажность, %22 ГОСТ 10898-64 Насыпной вес, г/мл0,75 ГОСТ 10898-64 Удельный объем набухшего катионита в Н-форме, мл/г 3,35 ГОСТ 13505-68 Статическа  обменна  емкость по 0,1 н. раствору NaOH, мг-экв/г 3,8 ГОСТ 10898-64 Статическа  обменна  емкость но 0,1 и. раствору NaCI, мг-экв/г2 Термостабильность , °С Фосфорнокислый катионит Влажность, %25 ГОСТ 10898 Насьшной вес, г/мл0,68 ГОСТ 10898-64 Удельный объем набухшего катионита в Н-форме, мл/г 3,0 ГОСТ 13505-68 Статическа  обменна  емкость по 0,1 н. раствору NaOH, мг-экв/г Статическа  обменна  емкость по 0,1 н. раствору NaCl, мг-экв/г 0,8 Термостабиль150-180 ность, °С Статическа  обменна  емкость по Си++ из раствора 1,5 (С„сх 5 г/л) CuS04, мг-экв/г по Ni++ из раствора мг-экв/г0,5-0,8 ( г/л). Предмет изобретени  Способ получени  катиоиитов на основе одуктов поликондеисации фурфурола, отчающийс  тем, что, с целью увеличени  рмической и химической устойчивости, прокт поликондеисации фурфурола и цнклоксаиона подвергают сульфированию или осфорилированию.