RU2368711C1 - Способ получения анионообменного волокнистого материала, обладающего способностью извлекать ионы хрома ( vi ) из водных растворов - Google Patents
Способ получения анионообменного волокнистого материала, обладающего способностью извлекать ионы хрома ( vi ) из водных растворов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2368711C1 RU2368711C1 RU2008108252/04A RU2008108252A RU2368711C1 RU 2368711 C1 RU2368711 C1 RU 2368711C1 RU 2008108252/04 A RU2008108252/04 A RU 2008108252/04A RU 2008108252 A RU2008108252 A RU 2008108252A RU 2368711 C1 RU2368711 C1 RU 2368711C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fiber
- nitron
- solution
- anion
- mixture
- Prior art date
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 238000005349 anion exchange Methods 0.000 title claims abstract description 7
- JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N chromium(6+) Chemical compound [Cr+6] JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 title abstract description 4
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- CWGBFIRHYJNILV-UHFFFAOYSA-N (1,4-diphenyl-1,2,4-triazol-4-ium-3-yl)-phenylazanide Chemical compound C=1C=CC=CC=1[N-]C1=NN(C=2C=CC=CC=2)C=[N+]1C1=CC=CC=C1 CWGBFIRHYJNILV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- NAQMVNRVTILPCV-UHFFFAOYSA-N hexane-1,6-diamine Chemical compound NCCCCCCN NAQMVNRVTILPCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 claims abstract description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 8
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N diethanolamine Chemical compound OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 8
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 6
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 6
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 claims description 5
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 3
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 claims description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract description 21
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N chromate(2-) Chemical class [O-][Cr]([O-])(=O)=O ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 abstract description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 abstract description 2
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 abstract 1
- 239000010985 leather Substances 0.000 abstract 1
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 12
- 229910001430 chromium ion Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000003957 anion exchange resin Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 3
- NWZSZGALRFJKBT-KNIFDHDWSA-N (2s)-2,6-diaminohexanoic acid;(2s)-2-hydroxybutanedioic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O.NCCCC[C@H](N)C(O)=O NWZSZGALRFJKBT-KNIFDHDWSA-N 0.000 description 2
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AVXURJPOCDRRFD-UHFFFAOYSA-N Hydroxylamine Chemical compound ON AVXURJPOCDRRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- IKDUDTNKRLTJSI-UHFFFAOYSA-N hydrazine monohydrate Substances O.NN IKDUDTNKRLTJSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 2
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 2
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 2
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 1
- 125000000320 amidine group Chemical group 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000010668 complexation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- -1 dichromate ions Chemical class 0.000 description 1
- UXGNZZKBCMGWAZ-UHFFFAOYSA-N dimethylformamide dmf Chemical compound CN(C)C=O.CN(C)C=O UXGNZZKBCMGWAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000009854 hydrometallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 1
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 description 1
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 125000002560 nitrile group Chemical group 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологии получения новых волокнистых ионообменных материалов и может быть использовано в гидрометаллургии, для извлечения ионов металлов, очистки сточных и промышленных растворов от токсических ионов металлов. Способ получения анионообменного волокнистого материала включает взаимодействие активированного полиакрилонитрильного волокна нитрон и 30-70% модифицирующего агента - смеси диэтаноламина с 10-30% масс. гексаметилендиамина в водном 5%-ном растворе диметилформамида. Активацию нитрона осуществляют в 3-6%-ном водном растворе щелочи в течение 3-5 мин при 90-95°С. Использование изобретения позволяет легко получить анионит волокнистого типа и использовать для эффективной очистки сточных вод кожевенных производств и гальванических цехов от ионов шестивалентного хрома, а также для концентрирования и выделения хроматов из производственных растворов. 1 табл.
Description
Изобретение относится к области химии высокомолекулярных соединений, в частности к созданию новых волокнистых ионообменных материалов, нашедших применение в гидрометаллургии, для извлечения ионов металлов, очистки сточных и промышленных растворов от токсических ионов металлов.
Известны способы получения анионообменных волокнистых материалов путем модификации полиакрилонитрильного волокна нитрон гидроксиламином и гидразином (Кулинский Д.А., Емец Л.В., Котецкий В.В., Вольф Л.А. Модифицирование полиакрилонитрила и волокон на его основе гидроксиламином. // Хим. волокна. - 1976. - №6. - С.21-22. Караиванова С., Димов К., Бадев А. Модификация полиакрилонитрильных волокон гидразингидратом // Хим. и инд. - 1983. - №1).
Недостатком этих волокон является то, что из-за разрушения в кислых средах в присутствии сильных окислителей они не способны извлекать ионы хрома (VI) из растворов.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ получения анионообменного волокнистого материала (анионита) из полиакрилонитрильного волокна нитрон путем модификации его водным раствором гидразингидрата (Гафурова Д.А., Мусаев У.Н., Хакимжанов Б.Ш., Мухамадиев М.Г. Синтез ионообменных волокнистых материалов на основе нитрона и их применение // Вестник ТашГУ, Ташкент. - 1999. - №2. - С.27-29).
Недостатком полученного этим способом анионита является то, что он не способен очищать промышленные воды от ионов шестивалентного хрома.
Задачей изобретения является создание доступного упрощенного способа получения волокнистого анионита, позволяющего извлекать из кислых агрессивных растворов ионы металлов, в частности ионы шестивалентного хрома.
Поставленная задача решается способом получения анионообменного волокнистого материала, включающего взаимодействие полиакрилонитрильного (ПАН) волокна нитрон и модифицирующего агента (МА) в водном растворе, в котором в отличие от прототипа в качестве модифицирующего агента используют смесь диэтаноламина (ДЭА) и гексаметилендиамина (ГМДА) с содержанием последнего в смеси (10-30) масс.% и концентрацией смеси (30-70) %, причем волокно нитрон перед модификацией активируют в (3-6)% водном растворе щелочи в течение (3-5) мин при температуре (90-95)°С, а реакцию модификации проводят в 5% водном растворе диметилформамида (ДМФА).
ГМДА в данной реакции используется как сшивающий агент, предотвращающий растворение волокна. При таком способе удается получить ионообменное волокно, применимое для очистки сточных вод промышленных производств от ионов шестивалентного хрома. Предварительное активирование ПАН волокна раствором щелочи осуществляют для повышения эффективности реакции.
Способ получения волокнистого анионообменного материала заключается в следующем.
Реакцию модификации проводят в 5% водном растворе диметилформамида - ДМФА. Активированное волокно помещают в реактор, содержащий раствор МА 30-70%, раствор нагревают при температуре 95-100°С в течение 1-3 часа, при этом модуль ванны составляет - 50.
Модифицированное волокно извлекают, промывают водой и сушат до воздушно-сухого состояния. Статическая обменная емкость (СОЕ) по НСl составляет 1-3 мг-экв/г волокна.
В ИК-спектрах модифицированных активированных образцов ПАН волокон по сравнению с исходными модифицированными волокнами наблюдается уменьшение интенсивности полосы поглощения при 2240 см-1, соответствующей валентным колебаниям нитрильных групп, появляются новые полосы поглощения при 3500-3600 см-1, соответствующие валентным колебаниям -NH и -ОН групп, при 3370 см-1, соответствующие -C=NH группам, и при 1660 см-1 относящиеся к валентным колебаниям С=O карбоксильной группы. Наличие сильноосновных амидиновых групп способствует комплексообразованию с ионами шестивалентного хрома.
На основании ИК-спектроскопических исследований строение ионита можно представить следующей схемой:
Для доказательства способности полученных анионитов сорбировать ионы шестивалентного хрома была определена динамическая обменная емкость (ДОЕ) сорбентов по ионам бихромата. Полученные данные представлены в таблице.
Примеры способов получения волокнистого анионита:
1. Волокно нитрон обрабатывают 4% водным раствором едкого натра при 90°С в течение 3 минут. Затем навеску 0,5 г активированного волокна помещают в реактор, содержащий 25 мл 30% раствора МА в 5% водном растворе ДМФА, и нагревают в течение 3 часов при температуре 95-100°С. Полученное волокно отжимают, промывают водой и сушат до воздушно-сухого состояния. СОЕ по НСl составляет 1,1 мг-экв/г волокна.
2. Волокно нитрон обрабатывают 4% водным раствором едкого натра при 90°С в течение 3 минут. Затем навеску 0,5 г активированного волокна помещают в реактор, содержащий 25 мл 50% раствора МА в 5% водном ДМФА, и нагревают в течение 2 часов при температуре 95-100°С. Полученное волокно отжимают, промывают водой и сушат до воздушно-сухого состояния. СОЕ по НСl составляет 1,9 мг-экв/г волокна.
3. Волокно нитрон обрабатывают 4% водным раствором едкого натра при 90°С в течение 3 минут. Затем навеску 0,5 г активированного волокна помещают в реактор, содержащий 25 мл 60% раствора МА в 5% водном ДМФА, и нагревают в течение 2 часов при температуре 95-100°С. Полученное волокно отжимают, промывают водой и сушат до воздушно-сухого состояния. СОЕ по НСl составляет 2,6 мг-экв/г волокна.
4. Волокно нитрон обрабатывают 4% водным раствором едкого натра при 90°С в течение 3 минут. Затем навеску 0,5 г активированного волокна помещают в реактор, содержащий 25 мл 70% раствора МА в 5% водном ДМФА, и нагревают в течение 1,5 часов при температуре 95-100°С. Полученное волокно отжимают, промывают водой и сушат до воздушно-сухого состояния. СОЕ по НСl составляет 3,0 мг-экв/г волокна.
| Таблица Значение СОЕ и ДОЕ известных и полученных сорбентов |
|||
| СОЕ по НСl, мг-экв/г | Интервал работы рН | ДОЕ по К2Сг207, мг/г | |
| Прототип | 3 | 1-8 | 0 |
| Пример 1 | 1,1 | 1-8 | 120 |
| Пример 2 | 1,9 | 1-8 | 200 |
| Пример 3 | 2,6 | 1-8 | 250 |
| Пример 4 | 3,0 | 1-8 | 350 |
Как видно из данных таблицы, аниониты, полученные модификацией волокна нитрон смесью ДЭА и ГМДА, в отличие от прототипа эффективно извлекают ионы хрома из растворов в широком интервале рН. Полученные иониты способны к регенерации 5% раствором КОН. При этом они выдерживают десятикратный повтор цикла регенерация - сорбция без практического изменения емкости, что свидетельствует об их большой химической стойкости в сильнокислых растворах в присутствии окислителей.
Таким образом, использование предлагаемого изобретения позволяет легко получить анионит волокнистого типа, который может быть использован для эффективной очистки сточных вод кожевенных производств и гальванических цехов от ионов шестивалентного хрома, а также для концентрирования и выделения хроматов из производственных растворов.
Claims (1)
- Способ получения анионообменного волокнистого материала, включающий взаимодействие полиакрилонитрильного волокна нитрон и модифицирующего агента в водном растворе, отличающийся тем, что в качестве модифицирующего агента используют смесь диэтаноламина и гексаметилендиамина с содержанием последнего в смеси 10-30 мас.% и концентрацией смеси 30-70%, причем волокно нитрон перед модификацией активируют в 3-6%-ном водном растворе щелочи в течение 3-5 мин при температуре 90-95°С, а реакцию модификации проводят в 5%-ном водном растворе диметилформамида.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008108252/04A RU2368711C1 (ru) | 2008-03-03 | 2008-03-03 | Способ получения анионообменного волокнистого материала, обладающего способностью извлекать ионы хрома ( vi ) из водных растворов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008108252/04A RU2368711C1 (ru) | 2008-03-03 | 2008-03-03 | Способ получения анионообменного волокнистого материала, обладающего способностью извлекать ионы хрома ( vi ) из водных растворов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2368711C1 true RU2368711C1 (ru) | 2009-09-27 |
Family
ID=41169568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008108252/04A RU2368711C1 (ru) | 2008-03-03 | 2008-03-03 | Способ получения анионообменного волокнистого материала, обладающего способностью извлекать ионы хрома ( vi ) из водных растворов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2368711C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2531829C1 (ru) * | 2013-03-29 | 2014-10-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Акватория" | Фильтрующий материал, способ его получения и способ фильтрования |
| WO2019039966A1 (ru) | 2017-08-23 | 2019-02-28 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Аквафор" (Ооо "Аквафор") | Волокнистый сорбент |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1578239A1 (ru) * | 1987-04-02 | 1990-07-15 | Московский Текстильный Институт Им.А.Н.Косыгина | Способ получени анионообменного волокна |
| EP0722004A2 (en) * | 1995-01-13 | 1996-07-17 | Japan Exlan Company, Ltd. | Basic gas absorptive fiber and production thereof |
| RU2104779C1 (ru) * | 1991-11-26 | 1998-02-20 | Таджикский государственный университет | Способ получения сорбента для извлечения металлов из растворов |
| RU2262557C1 (ru) * | 2004-04-08 | 2005-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью ООО "Аквафор" (ООО "Аквафор") | Способ получения ионообменного полиакрилонитрильного волокна (варианты) |
-
2008
- 2008-03-03 RU RU2008108252/04A patent/RU2368711C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1578239A1 (ru) * | 1987-04-02 | 1990-07-15 | Московский Текстильный Институт Им.А.Н.Косыгина | Способ получени анионообменного волокна |
| RU2104779C1 (ru) * | 1991-11-26 | 1998-02-20 | Таджикский государственный университет | Способ получения сорбента для извлечения металлов из растворов |
| EP0722004A2 (en) * | 1995-01-13 | 1996-07-17 | Japan Exlan Company, Ltd. | Basic gas absorptive fiber and production thereof |
| RU2262557C1 (ru) * | 2004-04-08 | 2005-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью ООО "Аквафор" (ООО "Аквафор") | Способ получения ионообменного полиакрилонитрильного волокна (варианты) |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ГАФУРОВА Д.А. и др. Синтез ионообменных волокнистых материалов на основе нитрона и их применение. Вестник ТашГУ. - Ташкент: 1999, с.27-29. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2531829C1 (ru) * | 2013-03-29 | 2014-10-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Акватория" | Фильтрующий материал, способ его получения и способ фильтрования |
| WO2019039966A1 (ru) | 2017-08-23 | 2019-02-28 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Аквафор" (Ооо "Аквафор") | Волокнистый сорбент |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101759808B (zh) | 一种多胺改性多孔淀粉的制备方法 | |
| Anirudhan et al. | Adsorption of chromium (VI) from aqueous solutions by glycidylmethacrylate-grafted-densified cellulose with quaternary ammonium groups | |
| CN102886245B (zh) | 一种用于废水处理的聚苯胺/海泡石纳米复合纤维的制备方法 | |
| CN107715846B (zh) | 一种超支化多氨基化合物改性的水稻秸秆纤维素吸附剂及其制备方法 | |
| Gomase et al. | Sequential modifications of chitosan biopolymer for enhanced confiscation of Cr (VI) | |
| RU2010146248A (ru) | Способ и аппарат для получения сорбента, главным образом, для удаления мышьяка из питьевой воды | |
| CN105013447A (zh) | 一种改性纤维素重金属吸附剂的制备方法 | |
| CN107855119B (zh) | 一种可吸附和识别重金属离子的变色鳌合材料的制备方法及其应用 | |
| CN103708669A (zh) | 工业污水处理系统 | |
| CN111229176B (zh) | 一种单宁-聚乙烯亚胺复合材料及其用途 | |
| CN102432084A (zh) | 一种聚间苯二胺吸附剂在处理含六价Cr酸性废水上的应用方法 | |
| Hossain et al. | Investigation of chromium removal efficacy from tannery effluent by synthesized chitosan from crab shell | |
| Hamed et al. | Cellulose powder functionalized with phenyl biguanide: synthesis, cross-linking, metal adsorption, and molecular docking | |
| RU2653037C1 (ru) | Волокнистый сорбент | |
| Caprarescu et al. | Commercial gooseberry buds extract containing membrane for removal of methylene blue dye from synthetic wastewaters | |
| RU2368711C1 (ru) | Способ получения анионообменного волокнистого материала, обладающего способностью извлекать ионы хрома ( vi ) из водных растворов | |
| Shoaib et al. | Amidoxime modification of polyacrylonitrile/Pterocladia capillacea-derived activated carbon composite for adsorption of toxic chromium from aquatic environment | |
| CN105152262B (zh) | 一种利用离子印迹聚合物选择性脱除氯离子的方法 | |
| Sadaoui et al. | Removal of hexavalent chromium from aqueous solutions by micellar compounds | |
| CN104815617A (zh) | 胺化麻黄废渣生物吸附剂的制备方法 | |
| CN113087063A (zh) | 一种高盐度废水中深度除磷的方法 | |
| CN112875848A (zh) | 一种碱预处理活性污泥吸附剂及其制备方法与应用 | |
| CN104773892B (zh) | 高盐工业污水处理工艺及装置 | |
| RU2676044C1 (ru) | Способ получения модифицированного активного угля | |
| CN105565546B (zh) | 一种去除高盐废水中氨氮及硝酸盐氮的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140304 |