SU850204A1

SU850204A1 - Сорбент дл извлечени ионов пере-ХОдНыХ МЕТАллОВ из PACTBOPOB иХРОМАТОгРАфии

Info

Publication number: SU850204A1
Application number: SU792859258A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Владимирович Кудрявцев; Георгий Васильевич Лисичкин; Юрий Александрович Сапожников; Ростислав Александрович Кузнецов
Priority date: 1979-10-25
Filing date: 1979-10-25
Publication date: 1981-07-30

Description

1

Изобретение относитс к приготовлению сорбентов и может быть использовано дл извлечени ионов металлов из растворов, а также дл разделени металлов в растворах, в частности, методом хроматографии.

Известно использование в качестве сорбентов дл извлечени ионов металлов из растворов и дл хроматографического разделени смесей ионов ионитов , представл ющих собой органическую матрицу, содержащую катионо-или анионообменивающие группы 1.

Известны также сорбенты на основе органических полимеров, содержащие комплексующие группы, в частности группы иминодиуксусной кислоты С2.

Однако вследствие органической природы матрицы, котора обладает гидрофобными свойствами, ионит необходимо длительное врем (завис щее от степени сшивки) вкщерживать в водном растворе дл его набухани , а вследствие медленной диффузии ионов через органическую матрицу врем установлени адсорбционного равновеси исчисл етс часами. К недостаткам ионитов относитс также трудоемкость их получени , недостаточна воспроизводимость их ионообменных свойств,

сильно завис ща от степени сшивки и изменение их удельного объема, происход щее при замене ионов, сильно отличающихс по размерам и обусловливающее гидродинамические затруднени . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату вл етс сорбент дл извлечени ионов мет;зшлов из раство10 ров и их хроматографического разделени , представл ющий собой минеральный носитель (силикагель) с химически привитым к его поверхности комплексообразующим веществом - этилен15 диамином Г 3j.

Недостатками известного сорбента вл ютс малый интервал значений рН, в котором происходит сорбци переходных металлов, например ионы никел ,

20 цинка, марганца и кобальта извлекаютс из раствора рН выше 6, дл ионов мед нижн граница сорбции на-ходитс в районе значени рН 4,0-4,5; невысокие коэффициенты распределени

25 ( Д) ионов, в нвщелочных средах.

Цель изобретени - увеличение адсорбционной е 4кости и расширение Е интервала сорбции.

Поставленна цель достигаетс тем,

30 что в сорбенте, содержащем кремнезем

в качестве носител , ко2 1плексоо6разователь и сшивающий агент, в качестве колшлексообраэующего агента используют иминодиуксусную кислоту, а в качестве сшивающего агента -хлорпропилтрихлорсилан или -аминопропилтриэтоксисил ан при следукицем соотношении ингредиентов, вес. %: Иминодиуксусна кислота1,5-3,0

- .хлорпропилтрихлорсилан или -аминопропилтриэтоксисилам . 8,5-17,0

КремнеземОстальное

Сорбент получают путем нагревани смеси, содержащей кремнезем Силохром С-120 и -аминопропилтриэтоксисилан в количестве 8,5-17,0% с последующей обработкой полученного материала водным раствором монохлоруксусной кислоты при рН 6,0-8,0 и нагревании.

Уменьшение содержани сшивающего агента ниже 8,5% приводит к симбатному уменьшению содержани хелатирующих ШЛинодиацетатных группировок и ухудшению сорбционных характеристик сорбента. При увеличении содержани сшивающего агента выше 17% не происходит увеличени содержани комплексообразующих групп и улучиюни сорбциончых характеристик.

Пример 1. Дл получени сорбента к 10 г кремнезема марки Силохром С-120 приливают раствор 1 мл --хлорпропилтрихлорсилана в 25 мл толуола,смесь перемешивают в течение 15 мин, толуол удал ют, смесь выдерживают в сушильном шкафу при в течение 10 ч. К .10,г полученного таким образом материала прибавл ют раствор 10 г иминодиуксусной кислоты, нейтрализованной 50 мл воды, Суспензию кип т т с обратным холодильником в течение 20 ч, периодичес ки добавл К,садо рН 6,0-8,0. Полученный сорбент прокивают водой, зате 0,01 н. раствором серной кислоты, затем оп ть водой до отрицательной реакции на сульфат-ион. Емкость полученного сорбента по ионам меди 0,05 мг-экв/г, что соответствует 0,7 вес,% комплексообразующего агента .

Пример 2. Дл получени сорбента к 10 г кремнезема марки Силохром С-120 приливают раствор 1мл -аминопропилтриэтоксисилана в 25 мл толуола, смесь перемешивают в течение 15 мин, толуол удал ют, смесь выдерживают в сушильном шкафу при ЮО JB течение 50 ч. К10 г полученного таким образом кремнезема, химически модифицированного fi, -аминопропилтриэтоксисиланом ,; прибавл. ют раствор 10 г монохлоруксусной кислоты, нейтрализованной К2СОу1Ь 50 мл воды. Сус пензиЮ1 кип т т с обратным холодильником в течение 20 ч, периодически добавл К, рН 6-8. Полученный сорбент омывают водой, затем 0,01 у.

раствором серной кислоты, затем оп ть водой до отрицательной реакции на сульфат-ион.

Емкость полученного сорбента по ионам меди 0,1 мг-экв/г, что соответствует 1,5 вес.% комплексообра|зующего агента.

П р и м е р 3. Дл получени сорбента в услови х примера 2 берут 2 м I -аминопропилтриэтоксисилана. Емкос полученного сорбента по ионам меди 0,2 мг-экв/г, что соответствует 3,0 вес.% комплексообразующего агента .

Пример4, Кинетика сорбции ионов переходных металлов. В 10 скл нок помещают по 20 мл раствора ионов меди, кобальта, марганца, никел или цинка и 0,1 г сорбента. Скл нки встрхивают в течение различных периодов времени, затем анализируют содержааие ,, ионов в растворе спектрофотометрически с ПАР.Врем установлений равновеси во всех изученных системах составл ет 2-10 мин в широком интервале концентраций ионов переходных Металлов (5-0,5 ) .

Пример 5. Зависимость коэффициента распределени от концентрации ионов в растворе. В хроматографическуюколонку диаметром 5 мм помещают 0,2 г сорбента и пропускают 46 мп раствора ZnCBj, содержащего изотоп 2п в качестве радиоактивной метки. Исходную концентрацию ионов, цинка варьируют в интервале ю -10 г/л,рН раствора поддерживают в интервале 6,2-6,3. .В таблице представлена зависимость коэффициента распределени ионов цинка между водным раствором и иминодиацетатным сорбентом от концентрации раствора.

Примерб. Дл извлечени ионов металлов из больших объемов в хроматографическую колонку диаметром 5 мм помещают 1 г сорбента и пропускают 10 л раствора ионов цинка или кобальта с концентраци ми 3 . Скорость пропускани 100 мл/мин см Степень извлечени превышает 90% дл обоих ионов,

П р и м е р 7, Дл хроматографического отделени ионов меди от ионо кобальта, никел , цинка и марганца в хроматографическую колонку диаметром 5 мм помещают 0,2 г сорбента и пропускают 50мл раствора, содержащего смесь ионов меди, цинка, кобальта, никел и марганца (по 100мкг каждого иона) при рН 2,2-2,3. Прогнивают раствором кислоты с тем же рН. Ионы меди элюируют 0,5 н. раствором азотной кислоты. В этих услови х происходит полное: отделение ионов меди от смеси

перечисленных ионов переходных металлов .

примере. Хроматографическое отделение ионов переходных металлов от ионов щелочных и щелочно-земельных металлов. Изучено хроматографкческое отделение ионов переходных металлов - меди, кобальта, цинка, никел и марганца от ионов щелочных металлов - натри и кали . Концентрацию ионов переходник металлов варьируют в интервале 10-10 г/л, щелочных 0 ,1-30 г/л. рН раствора измен ют в интервале 4,0-9,0. В этих услови х возможно полное извлечение ионов переходных металлов из растворов. Полное отделение ионов переходных металлов от щелочно-земельных возможно при рН 4,0-5,0.

Таким образом, предлагаемый сорбент обладает высокими сррбционными свойства ми и может быть использован дл экспрессного выделени и разделени ионов переходных металлов. Введение в сорбент групп иминоДиуксусноИ кислоты позвол ет значительно расШиритб рН интервал работы сорбента (2-9 в отличие от интервала 6-9 дл известного ) ,а также значительно увеличить коэффициент распределени (от 10дл известного до предлагаемого сорбента).

Claims

. Формула изобретени

Сорбент дл извлечени ионов, переходных металлов из растворов и хроматографии , содержащий кремнезем в качестве носител , комплексообразователь и сшивающий агент, отличающийс тем, что, с целью расширени рН интервала сорбции и увеличени адсорбционной емкости, в качес- тве кЪмплексообразующего агента используют иминодиуксусную кислоту, а в качестве сшивающего агента TJ-хлорпропилтрихлорсилан или -аминопропилтриэтоксисилан при следующем соотнетиении ингредиентов, вес.% :

Иминодиуксусна кислота 1,5-3,0 f -хлорпропилтрихлорсилан

или г-аминопропилтриэтоксисилан 8,5-17,0

КремнеземОстальное

Источники информации,

прин тые во внимание при экспертизе

1,Морозов А.Л. Хроматографи в неорганическом анализе. М., высша школа , 1972, с.52.
2.Херинг Р.(Хелатообразующие ионообменники. Мир, 1972, с.51.

3 Авторское свидетельство СССР по за вке 2636001/23-26 кл. В 01 У 1/22, 1978.