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.