SU999535A1

SU999535A1 - Способ получени фосфоновокислотных полиэлектролитов

Info

Publication number: SU999535A1
Application number: SU813299993A
Authority: SU
Inventors: Е.Е. Ергожин; Б.А. Мухитдинова; Т.Я. Смирнова; З.К. Дюсенбенова; А.И. Колесникова
Original assignee: Институт химических наук АН КазССР
Priority date: 1981-04-03
Filing date: 1981-04-03
Publication date: 1992-03-15

Description

Изобретение относитс к синтезу хелатообразующйх фосфорсодержащих полиэлектролитов , содержащих дее активные координационные группы, способные к комплексообразоваНИИ с ионами драгоценных и т желых металлово

Известен способ получени фосфорсодержащих ионитов путем фрсфорилироваг ни полифениленэтила треххлористым фосфором в присутствии хлористого алюмини при 60°С в течение 5 ч. Полученный растворимый полимер имеет СОЕцад 3,75 мг-экв/г. Недостатком этого способа вл етс то, что после гидролиза и сушки полимер тер ет растворимость что свидетельствует о протекании сшивки макромолекул пoлифeниJ;lёнэтилa..

Наиболее близким к предлагаемому способу пл етс способ получени фосфорсодержащих полиэлектролитов фосфорилированием поливинилфенилового эфира треххлористым фосфором в присутст; вии хлористого алюмини с последуюСО СО щим гидролизом и окислением азотной кислотой поливинилфенилового эфира.

сд

Однако полученные- полиэлектролиты

САЭ {имеют ограниченную растворимость (растСД :вор 10тс в 2 и. растворе щелочи),что fie позвол ет их использовать дл сорбции т желых и переходных металлов.

При окислении, азотной кислотой происходит частичное расщепление полиэлектролита из-за наличи в полимерной цепи простых эфирных св зей, что влечет за собой усложнение процесса (требуетс очистка от продуктов окислени ) и уменьшение входа целевого продукта.

Цель изобретени - увеличение емкости по ионам переходных и т желых металлов, упрощение технологии синтеза и повышение выхода целевых продуктов „

Поставленна цель достигаетс тем, что в способе получени фосфоновокислотных полиэлектролитов фосфорилированием полимеров треххлористым фосфором в присутствии хлористого алюмини с последующим гидролизом и окисление . полученного соединени в качестве исходных полимеров используют сополимеры стирола с бензонитрилом и фосфорилирование провод т при 60-70 С в течение 6-8 ц при мольном соотношении сополимер:треххлористый фосфор:хлористый алюминий, равном 1:3-5:0.15-0,2„

Дл синтеза используют сополимеры стирола с бензонитрилом различного состава (87:17,77; 23,50:50,75-25; 90:10) Образцы с более высоким содержа нием фосфора (12,5-13,1%) получе ны дл сополимеров с содержанием бензонитрила не более 17-23 мас

Способ получени полиэлектролитов осуществл ют, следующим образом.

К раствору Сополимера стирола с бензонитрилом в диметилформамиде добавл ют при 60-70°С избыток треххлористого фосфора. Реакцию ведут в присутствии хлористого алюмини в течение 6-8 U при мольном соотношении сополимер: AlCl, равном 1:3 5:0,15-0,2. Продукт реакции гидролизуют и окисл ют водным раствором Дл очистки и перевода ионита в H-форму водный раствор полимера пропускают последовательно через колонки с анионитом АВ-17 в ОН -форме и катионитом КУ-2 в H-формео Дл ис-. следовани структуры и состава ионита полимер высаживают в этиловый или ме гиловый спирт, образовавшийс темнокоричневый порошок сушат до посто нного веса в вакуум-сушильном шкафу при 50-60 С определ ют элементный состав статическую обменную емкость (СОЕ) по 0,1 Но раствору NaOH, сорбционную способность по ионам т желых и драгоценных металлов, снимают ИК-спектрЫо Продукт реакции содержит 11,8-13.1 Р СОЕ по 0,1 Не paiCTBOpy NaOH 7,3 8,7 мг-экв/г. В ИК-спектрах фосфорсодержащего ионита присутствуют полосы оглои ени валентных колебаний Р О св зи в области. 1190 Р - ОН

групп - 1020 - ЮАО и 960 см1 Сорбционна способность по ионам р да ме- ; таллов представлена в таблице.

П. Р и м е Р 1. В трехгорлый реа.ктор , снабженный термометром, механической мешалкой и обратным холодильником , загружают 50 г сополимера стирол с бензонитрилом, растворенного в 1500 мл диметилформамида (ДМФА). Ре .акционную смесь нагревают до , добавл ют 12,5 г А1С1з и 170 мл РС1з (мольное соотношение сополимер : PCl AlClg 1:4:0,2) и перемешивают в течение 6 ч„ Продукт реакции гидролизуют . и окисл ют .водным раствором азотной кислоты, затем водный . раствор полимера последовательно пропускают через колонки с анионитом АВ-17 в ОН -форме и катионитом КУ-2 в Н -форме„ Сополимер раствор етс в воде и органических растворител х термически устойчив на воздухе до 220с. Определ ют элементный состав, снимают ИК-спектры, СОЕ по 0,1 н. раствору NaOH и ионам различных металлов. Основные показатели ионита: Содержание. Р 12,3%. X СОЕНоон 8,3 мг-экв/г

СОЕсеЯ-1,23 мг-экв/г

СОЕрр-ь -2,31 мг-экв/г

СОЕуд4г2,7б мг-экв/г

COEL,gifO,98 мг-экв/г

СОЕд„ 1,3 мг-экв/г

П Р и м е Р 2о Способ осуществл ют по примеру 1 при мольном соотношении сополимер: РС1 :АСС15 1:5:0,15 Реакцию ведут в течение 7ч при 60°С„. Полученный продукт обрабатывают по примеру 1, Содержание фосфора в полимере 11,8%,

7 мг-экв/г

COE jg|i-2,1 мг-экв/г

0,89 мг-экв/г

СОЕсе - 1,05 мг-экв/г

СОЕр 2,03 мг-экв/г I Термическа устойчивость 220с„ ПримерЗ.В трехгорлый реактор -загружают 80 г сополимера, растворенного в мл ДМФА, и при 70С добавл ют 20 г AlCl., и 272 мл- PClj, перемешивают в течение 8 ч„ Реакцию провод т при мольном соотношении сополимер: А1С1 1:3:0,17. Обработ ,ку продукта осуществл ют по примеру -1, Содержание фосфора в ионите 1311 %,

8,7 мг-экв/г,

СОЕсе + 1,25 мг-экв/г.

COEpfM- 2,38 мг-экв/г,

COEuo - 2,85 мг-экв/г,

СОЕцдЗ 0,99 мг-экв /г

СОЕ 1,2 мг-экв/г,

Термическа устойчивость , Известные промышленные иониты КФН и КФ-21 из-за трехмерной структуры макромолекул и, следовательно, плохой доступности ионогенных групп обладают низкой скоростью обмена. Так, дл достижени равновеси между раствором сорбируемого металла и смолой необходимо выдерживание растворов в течение ; 15.дней при , затем прикомнатной температуре в течение 2 мес цев

Кроме того, дл успешного протекани процесса в случае трехмерных сополимеров необходимо предварительное вйдерживание их в среде органических растворит(апей, что вредно дл таких производств, как очистка антибиотиков, витаминов и других веществ Кроме того , это усложн ет технологические

процессы получени ионитов, I

В отличие от известных фосфорсодержащих ионитов сорбци ионов металлов синтезированными водорастворимыми полимерами протекает в течение 10-15 мин сопровожда сь выпадением комплекса в осадок. Кроме того, они обладают повышенной термической устойчивостью (до 220С) по сравнению с фосфорсодержащими ионитами на основе полистирола,

Claims

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ Ф0СФ0Н080КИСЛОТНЫХ ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТОВ. фосфорилированием полимеров треххлористым фосфором в присутствии хлористого алюминия с последующим гидролизом и окислением полученного соединения, о т 'личающийся т.ем, что, с целью увеличения емкости по ионам Переходных и тяжелых металлов, упрощения технологии синтеза и повышения выхода целевых продуктов, в качестве исходных полимеров используют сополимеры стирола с бензонитрилом и фосфорилирование проводят при 6О-7О°С в течение 6-8 ч при мольном соотношении сополимер: треххлористый фосфор: хлористый алюминий, равном 1:3-5:0,15-0,2.