Способ изготовления электроноионообменников

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

29I927

OOioi Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

МПК С 081 27i04

С 08д 53720

Заявлено ЗО.Х11.1955 (№ 463157i23-5) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 06.1.1971. Бюллетень № 4

Дата опубликования описания 11.П1.1971

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

i Ä Ê 661 183 123(088 8) Авторы изобретения T И. Вехотко, И. В. Вольф, А. С. Моисеев, П. В. Корыстин и А, В. Кожевников

Заявитель

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ЭЛЕКТРОНОИОНООБМЕННИКОВ

Известен способ получения электронопонообменников путем введения при синтезе в структуру высокополимерных смол функциональных групп, обладающих окислительновосстановительным свойством. Такие электроноионообменники могут применяться для окислнтельно-восстановительных процессов, но они не обладают способностью к ионному обмену.

Цель изобретения — разработка способа пз- 10 готовлсния электроноионообменников, облада ющих способностью к ионному обмену.

Предлагаемый способ получения электроноионообменников заключается в том, что иониты (например, сульфоуголь КАВ-7, КУ-2, КУ-1, 15

ЭДЭ-10п и др.) обрабатывают растворами, содер>кащими ионы металлов переменной валентности (например, ионы железа, меди, мар ганца и др.).

В результате такой обработки иониты приобретают ярко выраженную восстановительную способность по сильным окислителям (например, по КМп04 в кислой среде) и слабую— по кислороду, растворенному в воде. Зти формы ионитов не могут применяться для одновременного обескислоро>кивания и умягчения воды как вследствие их недостаточной активности к поглощению кислорода, так и вследствие того, что их функциональные группы 30 насыщены восстановительными катионами, которые при умягчении и обсссолив 3нип воды будут вытесняться содержащимися в ней ионами.

Для освобождения функциональных групп от восстановительных ионов и одновремс3333ого превращения последних в труднорастворимыс соедине33ия, а также для повьш>ения активности понитов к поглощешпо кислорода, иониты, загруженные в фильтры, обрабатывают водными растворами щелочей, например едкого патра. В результате такой обработки ионообменные группы насыщаются катионами щелочных металлов, а на зернах и в порах ионитов образуются труднорастворимые гидрозакиси, прочно связанные с зернами ноннтов.

Установлено, что для одновременного обескислороживания и умягчения воды на одном и том же материале наиболее высокими качествами обладают элсктроноионообменники, содер>кащие двухвалентное железо. Реакции получения таких электронопонообменнпков схематически могут быть выражены следующими уравнениями: а) Получение жслсзозакисной формы катионита:

291927 б оз,, К,Ре Fe(OH),+2NaOH— SOГ ,SOçNa

-+ К, SO,Na. 2Fe(OH), Образующиеся на зернах катионитов гидра10 ты окислов металлов не отделяются от ионита в виде шламма при фильтровании воды.

Лучшими электроноионообменными свойствами обладает форма анионита, в которой

15 носителем восстановительных свойств является не гидрат закисного железа, а его сульфид.

Реакции получения этих форм схематически могут быть выражены следующими уравнения20 ми:

ын,— он ын, К +FeSO, К ЯО,- Ре(ОН),.

NH,— OH NH, б1 1 з, пК,, 80, Fe(OH),+IINa,S—

NH3б

11Н, 11Н,— ОН гпК .Я (и — m)К, (n — m)FeS mFe(OH),+Na,SO, NH, NH,— OH

Восстановительная способность ряда электроноионообменников, например сульфоугольного, определяемая по поглощению кислорода, растворенного в воде, значительно превышает емкость, рассчитанную по количеству введен- 25 ного восстановителя, что свидете.чьствует об участии органической части некоторых катионитов в поглощении кислорода и об активизировании восстановительных свойств этих ионитов соединениями железа, меди, марганца 30 и т. п.

Ионообменная емкость полученных электроноионообменников практически равна обменной емкости исходных ионитов, а восстановительная емкость по окислителям, в частности 55 по кислороду, растворенному в воде, до момента его проскока в фильтрат в зависимости от вида ионита и характера обработки составляет от 2,5 до 20 кг О /лР набухшего материала. 40

В случае необходимости регенерация отработанных электроноионообменников достигается последовательной обработкой их кислотами, растворами солей, содержащими восстановительные ионы, и щелочами или сульфида- 45 ми щелочных металлов.

Предлагаемые электроноионообменники изготовляются путем обработки товарных ионитов недорогими и общедоступными реагентами, что имеет большое значение для различ- 50 ных областей техники и народного хозяйства.

Предмет изобретения

3 ,зо н яо, К. +FeSO, — К,, Fe+H,SO, $0Н SO. б) Обработка железозакисной формы катионита щелочью ,ЗО,,ЯО,Na

К.. Fe+2NaOH — К, SO3 SO,Na Ре(ОН,)

Восстановительная способность полученных электроноионообменников может быть повышена путем повторной обработки ионитов растворами закисных солей и щелочи:

SO,Na

К

SO,Na Fe(OH),+FeSO,,б -13; —.-К,Ре Fe(OH),+Na,SO, SO, В частности, они могут быть применены для одновременного умягчения и обескпслороживания питательной воды для котлов, а также при получении обескислороженной воды для лабораторных химических, бактериологических исследований.

Предлагаемые электроноионообменникп дают возможность осуществлять не только обескислороживание и умягчение воды, но также и другие окислительно-восстановительные и ионообменные процессы при исследовании в различных областях науки и 1ехники.

1. Способ изготовления электроноионообменников на основе существующих ионитов, отличающийся тем, что, с целью приобретения ионитами окислительно-восстановительных свойств и одновременно сохранения ионообменных свойств, иониты обрабатывают растворами, содержащими восстановительные иОны, например иОны железа, с последующим превращением этих ионов в труднорастворимые соединения, например гидрозакиси и сульфиды.

2. Способ по и. 1, отгичающийся тем, что, с целью повышения восстановительной способности полученных электроноионообменников, иониты повторно обрабатывают растворами. закисных солей и щелочи.