азотсеросодержащий полимер в качестве сорбента ртути из кислых растворов
Классы МПК: | C08F116/12 простую эфирную B01J20/26 синтетические высокомолекулярные соединения C22B3/24 адсорбцией на твердых веществах, например экстракцией твердыми смолами |
Автор(ы): | Амосова С.В., Шаулина Л.П., Голентовская И.П., Анциферова Л.И., Иванова Н.И. |
Патентообладатель(и): | Иркутский институт органической химии СО РАН |
Приоритеты: |
подача заявки:
1993-02-26 публикация патента:
10.05.1996 |
Использование: сорбция ртути из кислых растворов. Сущность изобретения: сополимер структуры
где n = 15 - 20, получают катионной полимеризацией N, N - бис (винилоксиэтил) тиурамдисульфида. 4 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2
где n = 15 - 20, получают катионной полимеризацией N, N - бис (винилоксиэтил) тиурамдисульфида. 4 табл.
Формула изобретения
Азотсеросодержащий полимер общей формулыгде n 15 20,
в качестве сорбента ртути из кислых растворов.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к химии высокомолекулярных соединений, а именно к новым полимерам структуры-CH где n 15-20, и может быть использовано для сорбции ртути из кислых 1-7 м/л растворов. Известны способы извлечения ртути из азотно- и сернокислых растворов с использованием азот и серосодержащих полимеров. Известен сорбент ртути, содержащий группы
-CH2- гдеR1 и R2 H или алкил (1). Технической задачей изобретения является создание нового сорбента с высокими техническими характеристиками для извлечения ртути из азотно- и сернокислых растворов в широком диапазоне кислотности среды. Эта задача решается тем, что для получения такого сорбента подвергают полимеризации N, N"-бис(винилоксиэтил) тиурамдисульфид (2). Полимеризация осуществляется в катионных условиях при 20-23оС в растворе ССl4 с выходом 98%
Новый пример является высокоэффективным сорбентом ртути из азотно- и сернокислых растворов сложного состава. Так он хорошо сорбирует ртуть из азотно- и сернокислых растворов в широком интервале концентраций от 1 до 7 м/л. Наиболее высокие результаты получены при сорбции ртути из 1-3 м/л растворов (табл. 1). При излучении зависимости извлечения ртути от времени контакта фаз найдено, что уже в первые 10 мин извлекается максимальное количество ртути (табл. 2). Статическая сорбционная емкость, рассчитанная для нового сорбента высока: она составляет 1100 мг /л для 1 м/л растворов азотной кислоты и 990 мг/л для 1 м/л растворов серной кислоты. Кроме того, новый сорбент высокоэффективно и избирательно сорбирует ртуть из растворов сложного состава, содержащих значительные количества железа, меди, никеля и кобальта, извлечение ртути при этом составляет 89-93%
П р и м е р 1. Синтез полимера. К 4 г N,N"-бис(винилоксиэтил)тиурамдисульфида при 20-25оС добавляют при перемешивании 1 мл ССl4, содержащего 0,004 г смеси SnCl4 и FeCl3 в соотношении 3:1. Время реакции 30 мин. Полученный порошкообразный полимерный продукт промывают серным эфиром и хлороформом. После высушивания получают 3,91 г (98%) полимера, растворимого в ДМСО, ДМФА и диоксане, устойчивого при длительном хранении. Mол. м. полимера 5000-67000, определена изопиестическим методом (в качестве эталона использован азобензол). Элементный анализ соответствует элементарному звену. Найдено, C 36,98; H 4,95; S 39,49; N 8,60. C5H8NOS2. Вычислено, C 37,04; H 4,94; S 39,51; N 8,64. В ИК-спектре полимера не обнаружены полосы поглощения винилоксигрупп, к колебаниям оксазолидинового цикла относятся полосы при 870, 920, 950, 1035, 1080, 1110, 1320, 1380, 1400 см-1. В ПМР-спектре слабый сигнал в области 7,38 м.д. свидетельствует о наличии концевых двойных связей при обрыве цепи, что характерно для ионной полимеризации. Наличие оксазолидинового цикла в полимере подтверждает характерный -СН3-СН3 фрагмент, метильная группа которого проявляется четким дублением при 1,31 м.д. Мультиплеты при 4,58 и 4,34 м.д. относятся к ОСН2- и NCH2 фрагментам соответственно. Полученные УФ-спектры полимера в растворе ДМСО подтверждают наличие С= S-групп: максимумы поглощения при 244 нм ( * переход) и при 364 нм (n * переход). П р и м е р 2. Извлечение ртути в зависимости от концентрации кислот. Навеску сорбента 10 мг контактируют в статическом режиме с 20 мл раствора, содержащего 1,76 мг ртути в азотной или серной кислотах различной кислотности в течение 1 ч. Сорбент отделяют от раствора фильтрованием. Остаточное содержание ртути в растворе определяют экстракционно-фотометрическим методом. Содержание ртути в фазе сорбента рассчитывают по разности между исходным и остаточным содержанием. Полученные результаты представлены в табл. 1. П р и м е р 3. Извлечение ртути в зависимости от времени контакта фаз. Навеску сорбента 10 мг контактируют в статическом режиме с 20 мл 1М растворов серной или и азотной кислот, содержащих 1,65 мг ртути в течение определенного промежутка времени. Твердую фазу сорбента отделяют фильтрованием и далее поступают, как в примере 1. Результаты представлены в табл. 2. При увеличении массы сорбента можно достичь 100% извлечения ртути в течение 10 мин. П р и м е р 4. Зависимость извлечения ртути от ее концентрации в растворе. Навеску сорбента 10 мг контактируют в статическом режиме с 20 мл 1М растворов серной или азотной кислот, содержащих различные количества ртути, в течение 30 мин. Сорбент отделяют от раствора фильтрованием и далее поступают, как в примере 1. Полученные данные приведены в табл. 3. Емкость сорбента рассчитывают по формуле
Статическая сорбционная емкость= x 1000
Сорбционная емкость по ртути составляет 1100 и 990 мг для 1М раствором азотной и серной кислот соответственно. П р и м е р 5. Извлечение ртути из растворов сложного состава. Навеску сорбента 50/10/мг контактируют с 1 М раствором серной или азотной кислоты, содержащим микрограммовые количества ртути и значительные количества цветных металлов. Сорбент отделяют от раствора фильтрованием, затем его обрабатывают 7 М раствором соляной кислоты в течение 30 мин и в растворе после фильтрования проводят экстракционно-фотометрическое определение ртути. Результаты представлены в табл. 4. Извлечение ртути составляет 89-93%
Таким образом, в мягких температурных условиях (20-25оС) с высоким выходом синтезирован новый высокоэффективный сорбент ртути из азотно- и сернокислотных растворов в широком диапазоне кислотности среды, который также позволяет отделять ртуть от 103-кратных количеств меди, никеля, железа и кобальта и их смеси.
Класс C08F116/12 простую эфирную
Класс B01J20/26 синтетические высокомолекулярные соединения
Класс C22B3/24 адсорбцией на твердых веществах, например экстракцией твердыми смолами