CC BY
89
№ 5 (47)
май, 2018 г.
ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
СИНТЕЗ И СВОЙСТВА НОВЫХ ИОНООБМЕННЫХ СМОЛ
Эшкурбонов Фуркат Бозорович
ст.преподаватель, доктор философии (PhD) по химическим наука, Термезский государственный университет, 190111, Респ. Узбекистана, Сурхандарьинская обл., г. Термез, ул.Ф. Ходжаева дом 43
E-mail: [email protected]
Тураев Хайит Худайназарович
д-р хим. наук, профессор, декан технического факультета, Термезский государственный университет, 190111, Респ. Узбекистана, Сурхандарьинская обл., г. Термез, ул.Ф. Ходжаева дом 43
E-mail: hhturaev@mail. ru
Амонова Нодира Давлатовна
преподаватель, Термезский государственный университет, 190111, Респ. Узбекистана, Сурхандарьинская обл., г. Термез, ул.Ф. Ходжаева дом 43
E-mail: namonova@mail. ru
Атамуродова Дилором Маматмуминовна
преподаватель, Термезский медицинский коллеж, 190111, Респ. Узбекистана, Сурхандарьинская обл., г. Термез, ул. Б. Хушбоков дом 4/4-2
E-mail: [email protected]
Эшкурбонова Муниса Бозоровна
преподаватель, Термезский государственный университет, 190111, Респ. Узбекистана, Сурхандарьинская обл., г. Термез, ул.Ш. Дарвоза дом 17б
E-mail: [email protected]
SYNTHESIS AND PROPERTIES OF ION EXCHANGE RESINS
Furkat Eshkurbonov
Senior Lecturer, PhD (PhD) in Chemical Science, Termez State University, 190111, Rep. Uzbekistan Surhondarinskaya region, Termez, ul.F. Khodjaeva house 43
Hayit Turaev
Professor, Doctor of Chemistry, Dean of the Engineering Faculty of Termez State University, 190111, Rep. Uzbekistan Surhondarinskaya region, Termez, ul.F. Khodjaeva house 43
Nodira Amonova
teacher, Termez State University, 190111, Rep. Uzbekistan Surhondarinskaya region, Termez, ul.F. Khodjaeva house 43
Dilorom Atamurodova
teacher, Termez State University, 190111, Rep. Uzbekistan Surhondarinskaya region, Termez, ul.B. Xushbokov house 4/4-2
Munisa Eshkurbonova
teacher, Termez State University, 190111, Rep. Uzbekistan Surhondarinskaya region, Termez, ul.Sh. Darvoza house 43
Библиографическое описание: Синтез и свойства новых ионообменных смол // Universum: Химия и биология: электрон. научн. журн. Эшкурбонов Ф.Б. [и др.]. 2018. № 5(47). URL: http://7universum.com/ru/ nature/ar-chive/item/5820
A UNIVERSUM:
№ 5 (47)_ЛД химия и биология_май, 2018 г.
АННОТАЦИЯ
В статье изучен синтез ионообменных ионитов, обладающих свойствами селективности и эффективности по отношению к ионам металлов на основе эпихлоргидрина, тиокарбамида, уротропина и полиэтиленполиамина, а также сорбция двухвалентных ионов металлов Cu2+, Ni2+, Co2+ из сложных смесей. Обоснована в таблице степень поглощения, набухаемость и статические обменные емкости ионообменных смол, содержащих ионы металлов в растворах их солей.
ABSTRACT
The paper studied the synthesis of ion-exchange properties of ion exchangers having selectivity and efficacy for the metal ions on the basis of epichlorohydrin, thiourea, hexamine and polyethylene polyamine and, with their help, the sorption of divalent metal ions Cu2 +, Ni2 +, Co2+from complex mixtures. Justified in table degree of absorption, swelling and static exchange capacity of ion exchange resin containing metal ions of salt solutions.
Ключевые слова: Ионообменных смол, ионит, эпихлоргидрин, уротропин, сорбционных свойств, константы, ионы меди, кривые.
Keywords: Ion exchange resins, ion exchanger, epichlorohydrin, urotropine, sorption properties, constants, cuprum ions, curves.
В настоящее время в различных отраслях народного хозяйства широкое применение находят реакци-онноспособные мономеры, олигомеры и полимеры в качестве флокулянтов, коагулянтов, экстрагентов и поверхностно-активных веществ. Большинство этих соединений синтезируют путем химического превращения полимера, содержащего реакционноактивные атомы галоида или аминогруппы. При взаимодействии эпигалогенгидринов с различными азотсодержащими веществами, синтезированы огромные количества соединений, в том числе высокомолекулярные, обладающие комплексом ценных свойств. Наиболее лучше изучены реакции взаимодействия эпигалогенгидринов с аминосоединениями. Они, при взаимодействии с аминосоединениями, способствуют не только образованию новых соединений, отличающихся ценными свойствами, но и тем, что под действием аминов протекает полимеризация эпоксидных соединений. Целесообразно получение полифункциональных полиэлектролитов на основе продуктов взаимодействия эпихлоргидрина с аминосоединениями. Известно, что процесс взаимодействия эпихлоргидрина с полиаминами протекает через стадию химической активации по реакции Мен-шуткина; дальнейший рост цепи макромолекул идет, как реакция «полиприсоединения», протекающая по поликонденсационному механизму [2].
И.Ф. Самборский с сотрудниками получили ионит конденсацией эпихлоргидрина и полиэтилен-полиаминов в водной среде, при добавлении к смеси мономеров 2-меркаптобензтиазола, обладающего комплексообразующими свойствами и обеспечивающего высокое комплексо образование по ряду элементов (ртуть, никель, мышьяк и др.) Синтезированный ионит может быть использован в гидрометаллургии, для очистки сточных вод, и в других областях ионообменной технологии. Большое внимание, уделяемое синтезу и исследованию водорастворимых полиэлектролитов, обусловлено возможностью их использования в различных областях, например, в гидрометаллургии цветных и редких металлов, при очистке воды в качестве эффективных эмульгаторов, экстрагентов, коагулянтов и флокулянтов, в сельском
хозяйстве, медицине, биохимической и фармацевтической промышленности.
Бурное развитие ядерной техники и атомной энергетики, гидрометаллургии редких и радиоактивных металлов потребовало создания и применения полиэлектролитов в качестве ионообменных материалов, обладающих высокой устойчивостью к воздействию ионизирующих излучений. Поэтому разработка доступных и простых способов получения ионообменных смол с повышенной термической, химической, радиационной устойчивостью, механической прочностью - весьма актуальная проблема.
Известно, что синтез ионообменных материалов осуществляется, в основном, поликонденсацией и химическим превращением полимеров и сополимеров, но эти методы имеют ряд недостатков. Они многостадийны и связаны со сложностью проведения процесса, наличием побочных реакций и т.д. Поэтому несомненный интерес представляет возможность получения ионообменных материалов непосредственной полимеризацией мономеров, имеющих функциональные ионогенные группы. Поэтому в качестве исходных реагентов для синтеза ионообменных материалов целесообразно использовать, уже практикуемые, эпигалогенгидрин и аминосоедине-ния, так как эпигалогенгидрины, вследствие высокой реакционной способности атома галоида, легко замещаются на ^^ ^^ -+МЯ3Ш1" и другие группы, и на их основе можно получить высокомолекулярные соединения, обладающие комплексом ценных свойств. Однако в литературе содержится мало сведений о полимеризации, протекающей при взаимодействии эпигалоидгидринов с аминосоединени-ями, но практически отсутствуют сведения о возможности получения ионообменных материалов путем их самопроизвольной полимеризации.
Нами получены иониты самопроизвольной полимеризацией эпихлоргидрина в присутствии тиокар-бамида и уротропина с полиэтиленполиамином при эквимолярных соотношениях исходных компонентов в широком интервале температур (55 - 120оС). На основе литературных данных [1] в качестве растворителя выбрана вода, она имеет высокую диэлектри-
№ 5 (47)
май, 2018 г.
ческую проницаемость, по сравнению с другими полярными растворителями. Диссоциация сильнополярных групп мономера и растущей цепи в водной среде способствует ускорению реакции.
В результате самопроизвольной полимеризации эпихлоргидрина в присутствие тиокарбамида и уротропина с полиэтиленполиамином получены иониты, обладающие обменной емкостью: тиокарбамид + эпихлоргидрин + полиэтиленполиамином - 1,9 мг-экв/г; уротропин + эпихлоргидрин + полиэтиленполиамином - 0,83 мг-экв/г; второй ионит имеет высокий коэффициент набухания (таблица). Были взяты растворы стандартных солей, в один из них положили
ионит, затем, после поглощения ионов металла иони-тами, изучили оптическую плотность на КФК - 2М, в соотношении с стандартными растворами соли и, после установления равновесия в системе, была определена статическая обменная емкость (СОЕ). Также изучались и сравнивались СОЕ полученных ионитов методами трилонометрического и потенциометрического титрования.
Исследован процесс сорбции ионов меди, никеля и кобальта из их 0,1 н. растворов ионитами. Полученные данные (рис) свидетельствует о том, что синтезированные иониты хорошо сорбируют ионы переходных металлов и могут найти применение в процессах сорбции металлов из растворов.
г
1,6 м
1,5 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 время, мин.
Рисунок 1. Динамическая обменная емкость полученных ионитов по ^2+ во времени
Скорость и сорбцию ионов меди синтезирован- наибольшая скорость сорбции ионов меди наблюда-ными ионитами определяли в 0,1 н. сернистом рас- ется в ионите, полученном на основе тиокарбамида, творе этих металлов. При этом были построены кри- эпихлоргидрина и полиэтиленполиамина. вые изменения сорбции ионов меди во времени. Так
Таблица 1.
Сравнительные данные сорбции двухвалентных металлов из их растворов на ионитах (рН исходных
растворов Си804, N1804, Со804, ^ОИ равна 6,5 - 7)
Иониты на основе Мольное соотношение мономеров Сорбция ионов из 0,1 н. раствора, мг-экв/г. Удельный объем набухшего ионита, мл/г СОЕ по 0,1 н мг-экв/л.
№++
У+ЭХГ+ПЭПА 1:1:1 0,83 0,61 0,82 2,36 200-220
ТК+ЭХГ+ПЭПА 1:1:1 1,9 0,36 0,86 1,74 280-350
Промежуток времени, в котором иониты насыщаются ионами меди, был рассчитан по фактору насыщения F для всех синтезированных ионитов по кинетическим кривым сорбции и максимальной обменной емкости. Установлено, что быстрее, чем другие насыщается ионами меди катионит, полученный на основе тиокарбамида, эпихлоргидрина и полиэтиленполиамина: 80%-ное насыщение ионита происходит в течение 1 часа.
Таким образом, иониты на основе продуктов взаимодействия тиокарбамида, эпихлоргидрина и поли-этиленполиамина обладают относительно лучшими сорбционными свойствами по отношению к двухвалентным ионам ^2+, №2+, ^2+, чем подобные иониты эпихлоргидринового ряда.
Список литературы:
1. Исмаилов И.И., Джалилов А.Т., Аскаров М.А. Химически активные полимеры и олигомеры. Т.: Фан, 1993. 232 с.
2. Шпилевский Б.А. Формирование и регулирование свойств эпоксидных композитов. Т.: Фан, 1979. 16-20 с.
