Получение новых ионитов на основе полиакрилонитрильного волокна Нитрон С

Получены новые волокнистые иониты путем каталитического аминирования нитрильных групп полиакрилонитрильного волокна тетраэтиленпентаамином и пентаэтиленгексаамином. На их основе получены хелатные иониты с аминодиацетатными функциональными группами. Методом потенциометрического титрования определены кислотно-основные параметры функциональных групп ионитов, полученных в оптимальных условиях: исходные полиамфолиты имеют высокую анионообменную емкость (Е_b = 4,5–5,5 м-экв/г), распределенную между тремя видами групп с рК_а равными 3,3, 6,2 и 9,2, и катионообменную емкость Е_а ≈ 1 м-экв/г с рК_а ≈ 10,7; хелатные иониты на их основе содержат три вида кислотных групп с рК_а ≈ 3,5, 6,0, 10,5 и два типа анионообменных групп с рК_а = 2,0 и 6,0. Показана эффективность исходных полиамфолитов при очистке воздуха от примесей кислотной природы (на примере диоксида серы), хелатных ионитов – при очистке воды от ионов тяжелых металлов.

1. Зверев, М. П. Хемосорбционные волокна / М. П. Зверев. – М: Химия, 1981. – 192 с.

2. Волокна с особыми свойствами / под общ. ред. Л. А. Вольфа. – М: Химия, 1980. – 240 с.

3. Chemically active textile materials as efficient means for water purification / V. S. Soldatov [et al.] // Desalination. – 1999. – Vol. 124, № 1–3. – P. 181–192. https://doi.org/10.1016/s0011-9164(99)00103-4

4. Soldatov, V. S. Syntheses and the main properties of FIBAN fibrous ion exchangers / V. S. Soldatov // Solvent extraction and ion exchange. – 2008. – Vol. 26, № 5. – P. 457–513. https://doi.org/10.1080/07366290802301358

5. Kosandrovich, E. G. Fibrous ion exchangers / E. G. Kosandrovich, V. S. Soldatov // Ion exchange technology I: theory and materials / ed. by Inamuddin [et al.]. – London, 2012. – P. 299–371. https://doi.org/10.1007/978-94-007-1700-8_9

6. Egava, Hiroaki. Syntheses of acid cation exchangers fibrous with carboxylic groups / Hiroaki Egava // Chem. Soc. Jap. Ind. Chem. – 1966. – Vol. 68, № 7. – Р. 1304–1306.

7. Синтез аминокарбоксильных ионитов на основе полиакрилонитрильного волокна / И. О. Мельников [и др.] // Вода: Химия и экология. – 2015. – № 6. – С. 29–38.

8. Мясоедова, Г. В. Хелатообразующие сорбенты / Г. В. Мясоедова, С. Б. Саввин. – М.: Наука, 1984. – 171 с.

9. Purification of metal plating rinse waters with chelating ion exchangers / R. Koivula [et al.] // Hydrometallurgy. – 2000. – Vol. 56, № 1. – P. 93–108. https://doi.org/10.1016/s0304-386x(00)00077-3

10. Yoshioko, T. Studies of polystyrene-based ion exchange fiber III. A novel Fiber-form chelating exchanger and its adsorption properties for heavy-metal ions / T. Yoshioko, M. Shimamurа // Bull. Chem. Soc Jpn. – 1985. – Vol. 58, № 9. – P. 2618–2625. https://doi.org/10.1246/bcsj.58.2618

11. Дятлова, Н. И. Комплексы и комплексонаты металлов / Н. И Дятлова, В. Я. Темкина, К. И Попов. – М.: Химия, 1988. – 544 с.

12. Сравнительная оценка волокнистых карбоксильных ионитов как средств очистки воды от ионов тяжелых металлов / А. А. Шункевич [и др.] // ЖПХ. – 2004. – Т. 77, № 2. – С. 253–258.

13. Сорбция ионов тяжелых металлов ионообменными волокнистыми материалами ФИБАН / Т. Н. Омельченко [и др.] // Вес. Нац. акад. навук Беларусi. Сер. хiм. навук. – 1999. – № 3. – С. 63–67.

14. Хелатные сорбенты для очистки воды / В. И. Грачек [и др.] // Экология и промышленность России. – 2005. – № 1. – С. 25–27.

15. Сорбционное концентрирование тяжелых металлов из растворов их солей волокнистым хелатообразующим сорбентом ФИБАН Х–1 / Л. А. Орловская [и др.] // Вес. Нац. акад. навук Беларусi. Сер. хiм. навук. – 2002. – № 4. – С. 22–26.

16. Орловская, Л. А. Аналитические свойства сорбента ФИБАН Х-1 и его применение для сорбционного концентрирования ионов переходных металлов при анализе водопроводной воды / Л. А. Орловская, В. С. Солдатов, А. А. Шункевич // Вес. Нац. акад. навук Беларусi. Сер. хiм. навук. – 2004. – № 4. – С. 100–104.

17. Взаимосвязь селективности сорбции ионов тяжелых металлов иминодиацетатными группами ионитов и структуры ион-полимерных комплексов / В. М. Зеленковский [и др.] // Докл. Нац. акад. наук Беларуси. – 2007. – Т. 51, № 6. – С. 63–67.

18. Зеленковский, В. М. Квантово-химическое моделирование сорбции ионов свинца, никеля и кальция привитым сополимером полиакриловой кислоты и полипропилена / В. М. Зеленковский, Т. В. Безъязычная, В. С. Солдатов // Вес. Нац. акад. навук Беларусi. Сер. хiм. навук. – 2009. – № 4. – С. 10–14.

19. Хелатные иониты на основе полиакрилонитрильного волокна с аминодиацетатными функциональными группами / Е. Г. Косандрович [и др.] // Химия и технология новых веществ и материалов: сб. науч. тр. Вып. 4. / Ин-т физ.-орган. химии НАН Беларуси; ред. кол. В. С. Солдатов [и др.]. – Минск, 2014. – С. 262–281.

20. Каталитический способ получения полиамфолитов на основе полиакрилонитрильного волокна / П. В. Нестеронок [и др.] // Вес. Нац. акaд. навук Беларусi. Сер. хiм. навук. – 2014. – № 4. – С. 80–87.

21. Способ получения волокнистого полиамфолита: пат. 15904 Респ. Беларусь: МПК С 08 J 5/20 (2006.01), D 01 F 11/06 (2006.01) / В. С. Солдатов, Е. Г. Косандрович, Д. Е. Мицкевич, А. В. Жилинская, Е. М. Полховский, дата публ.: 30.06.2012.

22. Бабко, А. К. Количественный анализ / А. К. Бабко, И. В. Пятницкий. – М.: ГНТИ хим. лит-ры, 1956. – 736 с.

23. Soldatov, V. S. Potentiometric titration of ion exchangers / V. S. Soldatov // React. and Funct. Polym. – 1998. – № 38. – P. 73–112. https://doi.org/10.1016/s1381-5148(98)00018-2

24. Нестеронок, П. В. Метод определения параметров кислотности полиамфолитов / П. В. Нестеронок, В. С. Солдатов // Вес. Нац. акад. навук Беларусi. Сер. хiм. навук. – 2013. – № 2. – С. 31–36.

25. Железосодержащий волокнистый сорбент для очистки питьевой воды от арсенит- и арсенат-ионов / Д. Е. Мицкевич [и др.] // Вес. Нац. акад. навук Беларусi. Сер. хiм. навук. – 2009. – № 4. – С. 21–29.

26. Косандрович, Е. Г. Сорбция аммиака из воздуха волокнистым сульфокатионитом ФИБАН К-1 / Е. Г. Косандрович, В. С. Солдатов // Вес. Нац. акад. навук Беларусi. Сер. хiм. навук. – 2004. – №3. – С. 95–98.

27. Механизм каталитического влияния гидроксиламина на реакцию полиакрилонитрила с азотсодержащими основаниями / Д. А. Гафурова [и др.] // Журн. физ. химии. – 2014. – Т. 88б, № 11. – С. 1851–1854. https://doi.org/10.7868/s0044453714110089.

28. Косандрович, Е. Г. Волокнистый аминокарбоксильный сорбент для очистки воздуха от примесей диоксида серы / Е. Г. Косандрович, О. Н. Дорошкевич // Вес. Нац. акад. навук Беларусi. Сер. хiм. навук. – 2014. – № 1. – С. 91–95.

29. Сорбция никеля (II) и кобальта (II) из аммонийных растворов волокнистым ионитом с иминодиацетатными группами / В. С. Солдатов [и др.] // Вес. Нац. акад. навук Беларусi. Сер. хiм. навук. – 2010. – № 3. – С. 64–69.

30. Yahorava, V. Evaluation of different adsorbents for copper removal from cobalt electrolyte / V. Yahorava, M. Kotze, D. Auerswald // Base Metals Conference 2013 / The Southern African Institute of Mining and Metallurgy. – Johannesburg, 2013. – P. 283–297.