SU787419A1 - Способ получени комплексообразующих ионитов - Google Patents

Description

.1 .... Изобретение относитс  к способу получени  ионообменных материалов, способных к комплексообразованию с т желыми металлам, в частности с уранил-ионом. Известен способ получени  комплексообразующих ИОНИТОВ фосфорипированием аминосополимеров 2-хлорметип-5-винилпиридина с дивинилбензолом (ДВЕ). Исходные сополимеры 2-хлорметил-5-бинилпиридина с ДВЕ получают введением хлорметильных групп в мономеры с ионогенными группами (винилпиридин) с последующим аминированием сополимеров первичными .апифатическимИ аминами. Аминосопо плалеры конденсируют со смесью формальдегида и гипофосфата натри  в кислой сре де. Содержание Р 6,8%, . К 9,2% СОЕ по ОД н. МаОН 3,54 мг-экв/г l Однако комплексОобразующие иониты с таким низким содержанием фосфора не будут обладать высокими сорбционными характеристиками по уранил-иону. Известен также способ синтеза комплексообразующих ионитов путем дополнйТельного введени  фосфорильного заместител  к аминогруппе, что значительно повышает средство к Т желым металлам, например уранипу. Содержание Р 15,3%, СОЕ по NaO.H 7, 3 мг-экв/1- 2. Однако известно, что в сополимеры стирола с дивинилбензолом, содержащие ионогенные группы, введение второй функциональной группы в  дро сополимеров маловеро тно. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ получени  ионитов путем модификации аминосололимеров стирола с ДВЕ смесью формальдегида и фосфорноватистой кислоты (гипофосфит NO Ь избытке НСЕ ) в среде этиленгликол . Фосфоонглирование аминосополимеров стирола в « ДВЕ протекает в жестких услови х: при в течение 8-10 ч в среде концентрированной сол ной кислоты. Исходные гелевые -и макропористые сополимеры стирола и ДВБ нитруют смесью кошентрнрованных азотной и серной кислот при 70 8О°С в течение 10-13 и 8-10 ч соответстве} но . Жесткие услови  нитровани  привод т к разрушению сетчатой структуры макромолеку;1ы и увеличению плотности поперечных св зей. Восстановлением нитрованных продуктов получают исходные аминосополимеры стирола с ДВБ дл  последующей конденсации их с фосфорилирующим агентом. Восстановление осуществп  етс  насыщенным водным раствором под давлением в автоклаве при ISO 155°С или металлическим оловом в среде концентрированной сол ной кислоты при 100°С в течение 10-14 ч. При этом, как правило, не все нитрогруппы восстанавливаютс  до аминогрупп, что усложн ет последуюшее их превращение . Таким образом, недостатком данного способа получени  компле.ксообразующих ионитов  вл етс  многостадийность и слож ность синтеза исходного аминополимера. Кроме того, наличие сопр жени  первичной аминогруппы с ароматическим кольцом пЬнижает основность азота аминогруп пы и, следовательно, подвижность атомов водорода. Поэтому такие аминосоединени  вступают в реакции замещени  с трудом. Дл  замены, атомов водорода на активные группы трубетс  высока  температура (120 С) и длительность процесса (8 10 ч). Это отрицательно сказываетс  на физико-химических свойствах конечных продуктов (механической прочности, химической устойчивости и т.д.). Дл  проведени  процессов в таких жестких услови х требуетс  специальна  аппаратура, что ограничивает применение в народном хоз йстве фосфорилиррванных сополимеров стирола и дивинилбенаола.. Цель изобретени  - упрощение процесса , повышение химической устойчивости и сродства к уранил-иону. Поставленна  цель достигаетс  тем, что сополимер винилбензиламина с дивинилбензолом подвергают конденсации с фо мальдегидом и фосфорноватистой кислотой в среде этиленгликол  при 6О-8О С в те чение 4О-60 мин, в качестве аминополимеров используют сополимеры винилбензил амина с дивинилбензолом. Процесс провод т следующим образом. К макропористым сополимерам винилбензиламина с 4 и 8% ДВБ добавл ют эт ленгликоль и нагревают до 60-8О С и при перемешивании обрабатывают смесью из гипофосфита натри  и формальдегида в кислой среде в течение 40-6О мин. Продукты реакции перевод т в соответствующую форму по известной методике. СОЕ по о, 1 н. раствору едкого натра 3,0 4 ,1 мг-экв/г; содержание фосфора в продуктах реакции 11, 0-13,8%. В ИК-спектрах синтезированного ионита присутствуют характеристические полосы поглощени  валентных колебаний Р О св зи (1190 см , 1020-104О и ЭбОсм), соответствующие деформационным колебани м группы. Исследование сорбционных свойств фосфорсодержащего ионига показало, что 1 г сухой смолы сорбирует до 130 мг урана, тогда как по известному способу 75 80 мг урана. В таблице представлены 1 сновные свойства фосфорсодержащего ионита. П р и м е. р 1.К 1,33 г(0,01 моль) сополимера винилбензиламина с 4% ДВБ в 25 мл этиленгликол  добавл ют при перемещивании смесь, состо щую из 8,8 г 0,1 моль гипофосфита натри , 10 мл 37%-ного раствора формалина в сол ной кислоте. Реакцию провод т при 60 С в течение 1 ч. По окончании процесса полимер отфильтровывает, промывают водой, обрабатывают 4%-ным раствором щелочи, затем оставл ют в .5%--ном растворе, сол ной кислоты на сутки. Отмывайт ионит водой до отсутстви  ионов хлора в фильт-. рате. Содержание фосфора. 13,8%. СОЕ по О,1 н. раствору Not ОН составл ет 3,94 ,1 мг-экв/г. Полученный продукт сорбирует 13 О мг урана на 1 г сухой смолы. П р,и м е р 2. 1,23О г сополимера аинилбензиламина с 4% ДВБ обрабатывают по примеру i при б. в течение 40 мин. При этом ввод т 11-,3% фосфора;. СОЕ ионита по 0,1 н. раствору едкого натра

57

2,8-3,4 мг-экв/rj сорбирует до 94 мг урана на 1 г сухой смолы.

Пример 3. 1,33 г сополимера ви нилбензиламина с 8% ДВБ фосфорилируют по примеру 1 при 8О С в течение 40 мин. Полученный ионит с.одержит 12;8% фосфора-; обменна  емкость по 0,1 н. раствору NaOH 3,6-3,8 мг-экв/.г; сорбирует 105 г урана на 1 г сухой смолы.

Исследование кинетики сорбции уранилиона фосфорилированными сополимерами винилбензиламина с ДВБ показало, что насыщение ионита достигаетхз  в течение 810 ч, в то врем  как дл  известных ионитов дл  достижени  равновеси  необходимо 3-7 сут. .

Claims (3)

1.Авторское свидетельство СССР

№ 5167О1, кл. С О8 F 8/40,10.09.74.

2.Авторское свидетельство СССР № 431184,кл. С 08 F 212/14,

С 08 F 8/00, С 08 Т 5/20,05.03,73.

3.Авторское свидетельство СССР № 385977, кл. С О8 F 212/14,

С 08 F 8/4О, С О8 J 5/2О, О1.07.71 (прототип).