Избирательный экстрагент солей металлов из растворов — SU 1773432 (original) (raw)
)5 В 01 О 11/00 ОПИСАНИЕ ИЗСБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ь, КИ л,Пес в и воистцгп ОСУДДРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР(56) Хираока М, Краун-соединения.ва и применение. М.: Мир, 1986.Ге 9 епЬацт ЮММсЬе В.Н.Роубег, Зс. А, 9; 1971, с.817,Изобретение относится к области создания материалов, способных избирательно зкстрагировать соли металлов из растворов,Эта способность у известных полимерных материалов обусловлена наличием в составе их молекул макроциклических фрагментов краун-эфиров. Взаимодействие этих групп с ионами металлов происходит путем образования координационных связей катиона с содержащимися в макроцикле электронодонорными атомами кислорода, Избирательность связана с тем, что достаточно сильное взаимодействие происходит в тех случаях, когда диаметр катиона близок к внутреннему диаметру соответствующего макроцикла.Известны материалы, содеркащие макроциклы в объеме или на поверхности пленок или частиц, Так, краун-полиамид, содеркащий чередующиеся звенья дибензо-крауни бензола, связанные амидогруппали, обладает экстрагирующей способностью (из 20% горячих водных растворов хлоридов металлов) и селективвостью, Лучше других металлов(54) ИЗБИРАТЕЛЬНЫЙ ЭКСТРАГЕНТ СО. ЛЕЙ МЕТАЛЛОВ ИЗ РАСТВОРОВ(57) Использование; для избирательной экстракции соли металлов из растворов. Сущность: линейные и сшитые полиэфируретаны и полизфируретанмочевины, содержащие в основной цепи полиоксиэтиленовые и/или полиоксизтиленпропиленовые отрезки с молекулярной массой 1700-5000, используют в качестве экстрагента для избирательной экстракции солей металлов К, Ка, ЯЬ, Сг, А 9, РЬ, Ва из растворов, 4 табл. экстрагируется калии, степень захвата хлорида которого полимером составляет 23% от массы полимера. В данном случае захват ионов осуществляется во всем объеме полимерной пленки, которая хорошо набухает в горячей воде, Планка обладает селективностью: степень захвата уменьшается в ряду Кча.Известен экстрагирующий материал, который наносится на поверхность инертных твердых порошков или пленок, Полимер образуется путем реакции диаминодибензо-краунс эпоксидной смолой, В процессе синтеза он наносится в виде тонкого слоя на частицы или пленки различного химического состава. Экстрагирующая способность такого материала очень мала (0,03 от массы материала), поскольку активный полимер находится только на поверхности частиц.Известен полиэфируретан, содержащий 18-краунв уретановой части молекулы. Недостатком его является то, что в материале краун-эфирные фрагменты молекул капсулированы в уретановые ликрооб 1773432ласти, не набухающие в воде и метаноле,Поэтому экстракционная способность егоничтожна.Все эти материалы как экстрагенты солей металлов из растворов обладают следующими недостатками.Реакционноспособные производныекраун-эфиров, необходимые для синтеза активных полимеров, очень дороги, промышленное производство осуществить внастоящее время невозможно,Способность к захвату голей металловограничена необходимостью существования звеньев, связывающих между собойкольца 18-краун, но не обладающих способностью к захвату солей, Так, теоретическая способность к захвату К полимером наоснове дибензо-краунс метиленовойсвязующей группой составляет 45 от массы полимера.Целью изобретения является расширение ассортимента материалов, избирательно экстрагирующих соли металлов израстворов при сохранении экстрагирующейспособности, а также возможность реализации в промышленном масштабе.Цел ь достигается и риме не н ивм известного полимерного материала, например линейных и сшитых полиэфируретанов иполиуретанмочевин, содеркащих в основной цепи полиоксиэтиленовые и/или полиоксиэтиленпропиленовые отрезки смолекулярной массой 1700 - 5000 впервые вкачестве материала, избирательно экстрагирующего соли металлов из растворов.Известны линейные или сшитые полиэфируретаны и полиэфируретанмсчевины,содержащие в основной цепи полиоксиэтиленовые и/или полиоксиэтиленпропиленовые отрезки, которые используются в видепленок для облицовок емкостей и трубопроводов, а также в виде пеноматериалов длятеплоизоляции, в качестве амортизирующих изделий и упаковочных уплотнительных материалов,Было обнаружено, что эти полимеры,хорошо набухающие в воде, метаноле и других полярных жидкостях, обладают высокойэкстрагирующей способностью по отношению к солям ряда металлов; К, Иа, ВЬ, Сг, А 9,РЬ, Ва, а также иону МН,П р и м е р 1. Используется пленка излинейного полиэфируретана на основе полиоксиэтиленгликоля ММ 1700, дифенилметандиизоцианата и гидразингидрата.Содержание олигоэфира 68-70 мас.(пленка ч. 1). Пленка предварительно высушивается, взвешивается и погружается в известное количество метанольного растворасоли заданной концентрации. После оыдерживания в течение 30 мин пленка извлекается, высушивается и взвешивается. По изменению массы вычисляется процентное содержание соли в ней (степень извлечения соли из раствора), Катион дополнительно идентифицируется методом пламенной фотометрии. Результаты опытов сведены в табл.1.П р и м е р 2, Используется пленка при 10 глера 1. Масса пленки 0,421 г. Пленка погружается в метанольный раствор, 0,1 М по Ки 0,1 М по Ка (100 см ), После выдерживания в растворе в течение 30 мин пленкаизвлекается, отмывается водой и высушива 15 ется. Процесс повторяли 9 раз, после чегоанализировали раствор, Концентрация Кснизилась до концентрации 0,05 М, Ма осталась практически неизменной,П р и м е р 3. Используется пленка из20 линейного полиэфируретана на основе полиоксиэтиленгликоля ММ 2000, дифенилметандиизоцианата и бутандиола.Содержание олигоэфира 61 мас.(пленкаМ 2). Пленка предварительно высушивает 25 ся, взвешивается и погружается в известноеколичество метанольного или водного раствора соли заданной концентрации. Послевыдерживания в течение 30 глин пленка извлекается, высушивается и взвешивается,30 По изменению массы вычисляется процентное содержание соли в ней. Катион дополнительно идентифицируется методомпламенной фотометрии. Результаты опытовсведены в табл.2,35 П р и м е р 4. Используется порошок изсшитой полиэфируретанмочевины на основе смеси полиоксизтиленпропилендиолов итриолов молек.масс 2500 и 3500 с содержанием оксиэтильных звеньев 66,5 по отно 40 шению к массе полимера. В реакцииобразования полимера использовали толуилендиизоцианат и воду. Масса порошка1,456 г. Порошок заливают 0,3 М глетанольным раствором К (100 см ). После выдержиз45 вания в течение 30 мин раствор сливается,порошок высушивается и взвешивается,Приращение массы составило 35 , Калий впорошке был идентифицирован количественно методом пламенной фотометрии,50 П р и м е р 5. Используется пенопластиз сшитой полиэфируретанмочевины на основе смеси полиоксиэтиленпропилендиолов и триолов молек.масс 3000 и 3500 ссодерканием оксиэтильных звеньев 32 по55 отношению к массе полимера, В реакцииобразования полимера участвуют вода и толуилендиизоцианат. Масса образца0,0703 г, Пенопласт погружают в 100 см0,3 М метанольного раствора К. После выдерживания в течение 30 глин пенопласт1773432 Таблица 1 Экстракция солей металлов из метанольных растворов пленкой К. 1 извлекают из раствора, высушивают и взвешивают. Приращение массы составляет 25 по отношению к массе полимера,П р и м е р б, Используется пенопласт примеа 5. Пенопласт погружается в 100 см 0,1 М метанольного раствораС и выдерживается в течение 30 мин. Затем образец извлекают, высушиваот и взвешивают, Приращение массы составляет 0.П р и м е р 7. Используется пенопласт из сшитой полиэфируретанмочевины на основе полиоксиэтилентриола молек,массы 5000, дифенилметандиизоцианата и воды. Масса образца пенопласта 0,0674 г. Образец погружают в 100 см 0,3 М метанольного раствора К и выдерживают в течение 30 мин. Затем образец извлекают, высушивают и взвешивают. Приращение массы составляет 55 ,П р и м е р 8. Используется порошок полиэфируретана из примера 1. В ячейку .кондуктометра помещают 25 см 0,01 М расзтвора соли. Измеряют электропроводность раствора при 25 С, Затем в раствор помещают 0,5 г порошка полиэфируретана, перемешивают в течение 30 мин и вновь измеряют электропроводность раствора, По уменьшению электропроводности раствора рассчитывали экстракцию соли полимером,Результаты измерений для различных солей приведены в табл.3,П р и м е р. 9. Используется пленка примера 3. Образцы пленки предварительно высушиваются, взвешиваются и погружаются в водные растворы Л 9 КОз или К заданных концентраций. После выдеркивания в течение 30 мин образец извлекается,высушивается и взвешивается, Г 1 о приращению массы вычисляется процентное содержание соли в образцах, Результаты опытов5 сведены в табл.4,Использование заявляемого материалав качестве материала для изготовления пленок, порошков, пенопластов, металлов израстворов позволяет расширить ассорти 10 мент материалов, избирательно экстрагирующих соли металлов из растворов присохранении экстрагирующей способности,и осуществить промышленное производство, так как ранее известные материалы15 очень дороги. Он может применяться дляпостроения технологических устройств, вкоторых реализуется контакт экстрагирующего материала с потоком раствора солей.В таких устройствах может осуществляться20 экстракционное обессоливание жидкостей,выделение солей ряда металлов К, Ма, ВЬ,Ва, Сг А 9, РЬ, а также иона КН 4 из растворов, содержащих смеси солей, разделениесмеси солей на колоннах, набитых порош 25 ком или пенопластом из предлагаемого материала, а также использованиепредлагаемых материалов в мембраннойтехнологии,Формула изобретения30 Применение полимерного материала -линейных и сшитых полиафируретанов и полиэфируретанмочевин, содержащих в основной цепи полиоксиэтиленовые и/илиполиоксизтиленпропиленовые отрезки с35 мол.массой 1700-5000, в качестве избирательного экстрагента солей металлов из1773432 Таблица 2Экстракция солей металлов из метанольных и водных растворов пленкой К. 2 Таблица 3 Экстракция солей металлов из метанольных растворов низкой кон- центрации Таблица 4 кстракция ЛцйОз и О из водного раствора в процентах от массы полимеров)ставитель Г. Разумохред М.Моргентал Редак ектор И. Шмако Заказ 3883 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Про нно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород. ул,Гагарина,