SU537086A1 - Method of producing ion exchangers - Google Patents
Method of producing ion exchangersInfo
- Publication number
- SU537086A1 SU537086A1 SU2126573A SU2126573A SU537086A1 SU 537086 A1 SU537086 A1 SU 537086A1 SU 2126573 A SU2126573 A SU 2126573A SU 2126573 A SU2126573 A SU 2126573A SU 537086 A1 SU537086 A1 SU 537086A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- hours
- meq
- solution
- ion
- soy
- Prior art date
Links
Description
1one
Данное изобретение относитс к области получени иопитов, селективных по отношению к катионам поливалентпых металлов, а также апионитов, обладающих повышенной термостойкостью в ОН-форме.This invention relates to the field of obtaining iopites, selective with respect to cations of polyvalent metals, as well as apionites possessing enhanced heat resistance in OH-form.
В насто щее врем в гидрометаллургии, ионообменной хроматографии, аналитической практике широкое применение наход т иониты , обладающие повышенной сорбционной способностью к катионам поливалентных металлов , например, иО , . Наибольшее распространение дл указанного назначени нашли различные фосфорсодержащие иониты.Nowadays, in ion hydrometallurgy, ion-exchange chromatography, and analytical practice, ionites having a high sorption capacity for polyvalent metal cations, for example, IO, are widely used. The most widely used phosphorus-containing ion exchangers for this purpose have been found.
Однако с помощью известных фосфорсодержащих ИОНИТОВ, например, катионитов с фосфоновьши группами не удаетс решить техническую задачу по разделению поливалентпых металлов в азотнокислых средах.However, using known phosphorus-containing IONITES, for example, cation exchangers with phosphonyl groups, it is not possible to solve the technical problem of the separation of polyvalent metals in nitric acid media.
Коэффициент разделени катионов UOl , от катионов редкоземельных элементов (РЗЭ) составл ет 3-7, а U02 от - не более 5 и вл етс недостаточным дл использовани катионитов этого типа дл решени указанной технической задачи.The separation coefficient of the UOl cations from rare earth cations (REE) is 3-7, and U02 from is no more than 5 and is insufficient for using this type of cation exchangers to solve the indicated technical problem.
Не удаетс также добитьс разделени катионов в азотнокислых ср.едах и при помощи известных амфотерных ионитов, например, ионита с пиридиновыми и фосфоновыми групнами (коэффициенты разделени составл ют 3-7).It is also not possible to achieve the separation of cations in nitric acid supplements and with the aid of known amphoteric ion exchangers, for example, an ion exchanger with pyridine and phosphonic groups (separation coefficients are 3-7).
Другой важной технической задачей вл етс создание высокоосновных материалов с повышенной термической стабильностью в ОН-форме. Существующие высокоосновные аниониты выдерживают в ОН-форме кратковременное нагревание при температуре 60°С. При более высоких температурах (90-100°С) происходит полное разрушение групп четвертичных аммониевых оснований с переходом их, главным образом, в третичные.Another important technical task is the creation of highly basic materials with enhanced thermal stability in OH-form. The existing highly basic anion exchangers withstand short-term heating in the OH-form at a temperature of 60 ° C. At higher temperatures (90-100 ° C) complete destruction of groups of quaternary ammonium bases occurs, with their transition mainly to tertiary ones.
Известен способ получени ионитов путем хлорметилировани и фосфорилировани сополимеров стирола и дивинилбензола смесью хлорметилирующего реагента и треххлористого фосфора в присутствии, например безводного четыреххлористого олова, безводного хлористого цинка.A known method of producing ion exchangers by chloromethylation and phosphorylation of styrene and divinylbenzene copolymers with a mixture of chloromethyl reagent and phosphorus trichloride in the presence of, for example, anhydrous tin tetrachloride, anhydrous zinc chloride.
Катиониты этого типа про вл ют повышенную сорбционную способность по отношению к катионам UOl, редкоземельных элементов (РЗЭ) при сорбции из азотнокислых сред, коэффициент распределени по , например достигает 70000. Однако как уже отмечалось , с использованием указанных катионитов не удаетс при сорбции из азотнокислых сред отделить катионы поливалентных металлов (, ) от РЗЭ (коэффициент разделени 3-7) и разделить указанные поливалентные металлы между собой (коэффициент разделени не более 5).Cation exchangers of this type exhibit an increased sorption capacity with respect to the UOl cations, rare earth elements (REE) during sorption from nitric acid media, and the distribution coefficient in, for example, reaches 70,000. However, as already noted, using these cation exchangers is not possible during sorption from nitric acid media. to separate polyvalent metal cations (,) from REE (separation factor 3-7) and to divide these polyvalent metals among themselves (separation factor not more than 5).
Целью данного изобретени вл етс повышение селективности по отношению к катионам поливалентных металлов и повышенные термостойкости ионита в ОН-форме.The purpose of this invention is to increase the selectivity with respect to cations of polyvalent metals and the increased heat resistance of the ion exchanger in the OH form.
Поставленна цель достигаетс тем, что хлорметилирование и фосфорилирование провод т до (содержани хлорметильных групп 0,4-0,9 на ароматическое дро, а после гидролиза полученный фосфорсодержащий катионит подвергают аминированию.This goal is achieved by the fact that chloromethylation and phosphorylation are carried out until (the content of chloromethyl groups is 0.4-0.9 for an aromatic core, and after hydrolysis, the resulting phosphorus-containing cationite is subjected to amination.
В качестве амипирующего агента используют аммиак, первичные, вторичные и третичные амины, ди- и триамины (например, этилендиамин , диэтилентриамин).Ammonia, primary, secondary and tertiary amines, di- and triamines (for example, ethylenediamine, diethylenetriamine) are used as the amyping agent.
Предлагаемый способ позвол ет не только измен ть в широких пределах функциональность введенных аминогрупп, но и легко варьировать соотношение между введенным количеством фосфор - и азотносодержаш,их группировок и тем самым помимо сорбционных измен ть другие физико-химические свойства ионитов, в частности термостойкость.The proposed method allows not only to vary the functionality of the introduced amino groups over a wide range, but also to easily vary the ratio between the introduced amount of phosphorus and nitrogen containing, their groups and, thus, other physical and chemical properties of ion exchangers, in particular, heat resistance, in addition to sorption ones.
Так, амфотерный ионит, полученный по предлагаемому способу и содержащий около 10-20% метиленфосфоновых группировок от общего числа функциональных групп и содержащий в качестве анионообменных четвертичные триметиламониевые группировки, имеет анионообменную емкость по 1 н. раствору NaCl 1,5 мг/экв/г, котора полностью сохран етс после нагревани ОН-формы ионита при 100°С в течение 50 ч, в то врем как ионит, содержащий только триметиламмониевые группировки, в аналогичных услови х полностью тер ет способность к расщеплению нейтральных солей. Таким образом амфотерные иониты, полученные по предлагаемому способу, могут быть использованы в качестве анионообменников, имеющих повышенную термостойкость в ОПформе.Thus, an amphoteric ionite obtained by the proposed method and containing about 10-20% of methylenephosphonic groups of the total number of functional groups and containing quaternary trimethylammonium groups as anion-exchange, has an anion-exchange capacity of 1 n. 1.5 mg / eq / g NaCl solution, which is fully preserved after heating the OH-form ion exchanger at 100 ° C for 50 hours, while the ion exchanger containing only trimethylammonium groups, under similar conditions, completely loses its ability to splitting neutral salts. Thus, amphoteric ion exchangers obtained by the proposed method can be used as anion exchangers having enhanced heat resistance in OPform.
Неизменность структуры ионита после нагревани в указанных услови х подтверждена полной идентичностью ИК-спектров ионитов до и после термообработки.The invariability of the structure of the ion exchanger after heating under the indicated conditions is confirmed by the complete identity of the IR spectra of the ion exchangers before and after heat treatment.
При помощи ионитов, полученных по предлагаемому способу и содержащих примерно равные количества фосфор- и азотсодержащих группировок, удаетс значительно повысить степень разделени поливалентных и редкоземельных элементов (коэффициент разделени увеличиваетс с 3-7 до 1200), а также поливалентных металлов между собой, например, UOV-Fe + (коэффициент разделени с 5 увеличиваетс до 50).Using ion exchangers obtained by the proposed method and containing approximately equal amounts of phosphorus and nitrogen-containing groups, the degree of separation of polyvalent and rare-earth elements (the separation factor increases from 3-7 to 1200) and polyvalent metals with each other, for example, UOV -Fe + (separation factor from 5 increases to 50).
Количество свободных хлорметильных групп, предназначенных дл использовани в peai-c ции аминировани , регулируетс количеством катализатора. Дл получени амфотерного ионита с преимущественной анионообменной функцией используют катализатор (безводные The amount of free chloromethyl groups to be used in the amination process is controlled by the amount of catalyst. To obtain an amphoteric ion exchanger with a predominant anion-exchange function, a catalyst is used (anhydrous
SnCU, ZnCla) в количестве 0,2-0,3 моль на основомоль сополимера. Дл получени амфотерных ионитов с примерно равным соотношением разнопол рных групп количество катализатора на основоМОль сополимера достигает 0,7 моль. Хлорметилирование и фосфорилирование провод т смесью монохлордиметилового эфира и треххлористого фосфора главным образом в мольном соотношении 1 : 1 (может быть использован избыток того или иного компонента). Температура реакции 45- 60°С, продолжительность 4-12 час, в зависимости от структуры исходного сополимера. После проведени хлорметилировани и фосфорилировани продукт гидролизуют и получают катионит с содержанием метиленфосфоновых группировок от 0,1 до 0,5 на ароматическое дро и 0,9-0,5 хлорметильной группы на ароматическое дро. Полученный промежуточный продукт аминируют по хлорметильным группам и получают амфотерный ионит, содержащий в зависимости от условий синтеза разнопол рные функциональные группы в различном соотношении.SnCU, ZnCla) in an amount of 0.2-0.3 mol per basolom copolymer. To obtain amphoteric ion exchangers with an approximately equal ratio of heteropolar groups, the amount of catalyst on the basis of the copolymer reaches 0.7 mol. Chloromethylation and phosphorylation are carried out with a mixture of monochlorodimethyl ether and phosphorus trichloride mainly in a molar ratio of 1: 1 (an excess of one or another component can be used). The reaction temperature is 45-60 ° C, the duration is 4-12 hours, depending on the structure of the starting copolymer. After carrying out the chloromethylation and phosphorylation, the product is hydrolyzed and a cation exchanger is obtained with a content of methylenephosphonic groups from 0.1 to 0.5 per aromatic nucleus and 0.9-0.5 chloromethyl group per aromatic nucleus. The obtained intermediate product is aminated by chloromethyl groups and an amphoteric ionite is obtained, containing, depending on the synthesis conditions, polarized functional groups in different ratios.
В качестве аминирующих агентов используют аммиак моно-, ди- и триэтаноламин, дии триметиламин, пиридин, ди- и триэтиламин, этилендиамин, гексаметилендиамин, диэтилентриамин и т. п.As aminating agents, ammonia mono-, di- and triethanolamine, di trimethylamine, pyridine, di- and triethylamine, ethylenediamine, hexamethylenediamine, diethylenetriamine, etc. are used.
Строение полученных ионитов помимо данных элементного анализа, которые приведены в примерах, подтверждено данными потенциометрического титровани : иониты с примерно равным содержанием разнопол рных групп характеризуютс одним значением рКа, равным 6,6-6,8, и ИК-спектроскопии: наличием полос, поглощени в области 900, 1060 и ИЗО-1180 см которые могут быть отнесеныThe structure of the obtained ion exchangers, in addition to the elemental analysis data, which is given in the examples, is confirmed by potentiometric titration data: ion exchangers with approximately equal content of heteropolar groups are characterized by one pKa value equal to 6.6-6.8, and IR spectroscopy: the presence of bands, absorption in areas 900, 1060 and IZO-1180 cm which can be referred
О к колебани м св зей в ионе -Р-ОН , что About to vibrations of bonds in the ion —P-OH, that
рактерно дл внутрисолевых форм полиамфолитов , а также наличием полос поглощени в области 1620 и 3200-5500 , характеризующих колебани аминогрупп.It is also known for intra salt forms of polyampholytes, as well as the presence of absorption bands in the region 1620 and 3200-5500, which characterize the vibrations of the amino groups.
Пример 1. 50 г макропористого сополимера стирола с 10%-ным дивинилбензолом, полученного в присутствии 100% изооктана, выдерживают в течение 30 мин дл набухани в смеси монохлордиметилового эфира (200 мл) и треххлористого фосфора (175 мл), добавл ют смесь 50 мл монохлордиметилового эфира и 11 мл безводного четыреххлористого олова , повышают температуру реакционной смеси до 45-50°С и выдерживают при перемешивании в течение 4 ч.Example 1. 50 g of a macroporous styrene copolymer with 10% divinylbenzene, prepared in the presence of 100% isooctane, incubated for 30 minutes to swell in a mixture of monochlorodimethyl ether (200 ml) and phosphorus trichloride (175 ml), a mixture of 50 ml monochlorodimethyl ether and 11 ml of anhydrous tin tetrachloride, increase the temperature of the reaction mixture to 45-50 ° C and incubated with stirring for 4 hours
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU2126573A SU537086A1 (en) | 1975-04-18 | 1975-04-18 | Method of producing ion exchangers |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU2126573A SU537086A1 (en) | 1975-04-18 | 1975-04-18 | Method of producing ion exchangers |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU537086A1 true SU537086A1 (en) | 1976-11-30 |
Family
ID=20616985
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU2126573A SU537086A1 (en) | 1975-04-18 | 1975-04-18 | Method of producing ion exchangers |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU537086A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4774262A (en) * | 1980-04-21 | 1988-09-27 | Minemet Recherche | Application of diphosphonic derivatives to cation exchange, new diphosphonic derivatives, and production process therefor |
-
1975
- 1975-04-18 SU SU2126573A patent/SU537086A1/en active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4774262A (en) * | 1980-04-21 | 1988-09-27 | Minemet Recherche | Application of diphosphonic derivatives to cation exchange, new diphosphonic derivatives, and production process therefor |
US5156824A (en) * | 1980-04-21 | 1992-10-20 | Compagnie Francaise De Mokta | Application of diphosphonic derivatives to cation exchange, new diphosphonic derivatives and production process therefor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4002564A (en) | Cation-exchange resins having cross-linked vinyl aromatic polymer matrix with attached amino alkylene phosphonic acid groups, their use, and preparation | |
Hatch et al. | Acid retardation. Simple physical method for separation of strong acids from their salts | |
US4479877A (en) | Removal of nitrate from water supplies using a tributyl amine strong base anion exchange resin | |
Liberti et al. | Mass transfer and kinetics of ion exchange | |
US4080290A (en) | Method for removing phosphates from aqueous solutions | |
Weiss et al. | An ion-exchange process with thermal regeneration. II. Properties of weakly basic resins | |
WO1997026065A1 (en) | Processes for deionization and demineralization of fluids | |
US2954276A (en) | Hydrometallurgical process | |
SU537086A1 (en) | Method of producing ion exchangers | |
US3067007A (en) | Separation of strong polybasic acids from their salts | |
US4154801A (en) | Process for purifying alkali metal hydroxide or carbonate solutions | |
Chiarizia et al. | Uptake of metal ions by a new chelating ion exchange resin. Part 8: simultaneous uptake of cationic and anionic species | |
Abe | Synthetic inorganic ion-exchange materials. XX. Ion-exchange properties of crystalline antimonic (V) acid with alkaline earth metal ions | |
US3321521A (en) | Regeneration of chelating solutions | |
SU320504A1 (en) | METHOD OF OBTAINING PHOSPHORUS-CONTAINING COMPLEX-FORMING IONITES | |
US2658042A (en) | Ion exchange resins from formaldehyde and the reaction product of a chloromethylated polynuclear hydrocarbon and a basic tertiary amine | |
SU431184A1 (en) | METHOD OF OBTAINING PHOSPHORUS AND NITROGEN-CONTAINING SYNTHESIS | |
SU994470A1 (en) | Process for producing polyampholyte | |
SU787419A1 (en) | Method of preparing complexing ion-exchange resins | |
SU481628A1 (en) | The method of producing polyampholyte | |
Mohandas et al. | Introduction of bifunctionality into the phosphinic acid ion-exchange resin for enhancing metal ion complexation | |
Yergozhin et al. | Highly permeable nitrogen and phosphorus containing ion exchangers based on macro-lattice styrene copolymers | |
SU385977A1 (en) | METHOD OF OBTAINING IONITE} THE GREAT UNI \\\\\\\\\\\\\\ ^^^ | |
GB2040950A (en) | Phosphorus-containing Ampholytic Polymers | |
US3013994A (en) | Anion exchange and chelate exchange resinous polymers |