Приведены некоторые методы получения наиболее перспективных ионообменников и промежуточных продуктов.
Книга рассчитана на работников научно-исследовательских институтов, инженеров и техников, работающих в области изготовления ионообменных материалов, а также может быть использована студентами и аспирантами химико-технологических вузов.
Введение
Иониты находят широкое применение в различных областях науки и народного хозяйства. Они незаменимы при умягчении и деминерализации природных вод, улавливании ценных отходов производства, разделении редких, редкоземельных, трансурановых и других элементов. С большим успехом ионообменные смолы применяются в медицине, биологических и боихимических исследованиях, пищевой промышленности, органическом синтезе и т. д. Первое промышленное производство ионитов было организовано в 1936 г. в Германии фирмой «И. Г. Фарбениндустри» в Вольфене. В настоящее время ионообменные материалы выпускают многие фирмы: «Дау Кемикл», «Ром энд Хаас», «Ке-микл процесс», «Пермутит», «Фарбенфабрик Вольфен», «Фар-бенфабрик Байер» и др.
В Советском Союзе проведены обширные работы по синтезу различных типов ионитов. Наиболее известными являются исследования М. В. Виттиха, А. Б. Пашкова, Е. Б. Тростянской, А. Б. Даванкова, А. А. Ваншейдта, И. Л. Хмельницкой, С. А. Мараджева, К. М. Салдадзе, Ф. Т. Шостака и др. По различным вопросам производства ионообменных материалов и методам приготовления исходных низко- и высокомолекулярных веществ имеются монографии Ф. Т. Шостака и Ю. В. Горохолинского [211], К. М. Салдадзе с соавторами [143], Р. Гриссбаха [34], Ф. Гельфериха [27], Г. Осборна [125], Р. Кунина и Р. Майерса [83], А. А. Герасименко с соавторами [28] и большое число обзорных статей Е. Б. Тростянской, И. П. Лосева и А. Е. Тевлиной, А. Б. Пашкова, В. С. Титова и др.
Исследования в области синтеза ионообменных материалов особенно расширились в послевоенное время в связи с решением ряда специальных задач, поставленных атомной промышленностью.
И если 10—15 лет тому назад основным производителем ионообменных смол были США, то в последние годы в социалистических странах создана крупная промышленность ионообменных материалов. Англия, Голландия, Италия, Япония, ФРГ и некоторые другие капиталистические страны также организовали промышленное производство ионообменных смол,
удовлетворяющее не только собственные нужды, но позволяющее экспортировать эти материалы в другие страны. Одновременно с совершенствованием методов синтеза возрастают и требования, предъявляемые к ионообменным материалам. Помимо основных требований (высокая обменная способность, достаточная скорость ионообмена при сорбции и десорбции, термическая и химическая устойчивость, механическая прочность), выдвигается ряд дополнительных: радиационная устойчивость, морозоустойчивость, селективность или избирательность к отдельным ионам или веществам и т. д. Причем во многих случаях выбор ионита зависит от его способности к селективной сорбции тех или иных веществ. Проблеме создания селективных ионитов в последние годы исследователями многих стран уделяется большое внимание. Первым итогом этой работы можно считать выпуск хелатных катионитов Дауэкс-А-1 и Челекс-100, производство которых организовано в промышленном масштабе.
Являясь разновидностью обычных универсальных ионитов, селективные смолы, естественно, обладают более ярко выраженной избирательностью. Известно, что селективность сорбции определяется условиями, в которых протекают ионообменные процессы, поэтому селективные свойства как универсальных, так и селективных ионитов могут изменяться в значительном диапазоне. Следовательно, нельзя резко разграничить обычные и селективные иониты. Кроме того, методы синтеза, свойства, применение, а также, в некоторой степени, общность сырьевой базы также объединяют эти иониты. Поэтому в книге, с одной стороны, рассматриваются вопросы, связанные с универсальными ионитами (некоторые методы и принципы синтеза, факторы, влияющие на их селективность, и т. д.), а с другой стороны — вопросы, непосредственно связанные с селективными ионообменными и другими сорбентами, т. е. методы их синтеза, структура, ионообменные и комплексообразующие свойства селективных смол, органические и неорганические комплексообразующие материалы, сорбенты, селективные по отношению к органическим и другим неионизированным веществам, а также области применения указанных сорбентов.
Отзывы и пожелания просим направлять по адресу: Киев, 4, Пушкинская, 28, издательство «Техшка».
ОБЩИЕ МЕТОДЫ СИНТЕЗА ИОНИТОВ
Процесс создания ионообменника сводится к получению сетчатой матрицы, содержащей в своем составе активные ионогенные группы. В производстве ионообменных смол, получаемых на основе органических материалов, используются методы химии высокомолекулярных соединений (поликонденсация и полимеризация) и в меньшей степени — некоторые методы полимеранало-гичных превращений. В результате полимеризации (иногда поликонденсации) создается пространственная сетчатая матрица, в структуру которой вводятся ионогенные группы с помощью методов полимераналогичных превращений (сульфирование, фосфорилирование, хлорметили-рование, аминирование и др.). Последние чаще всего используются при синтезе смол полимеризационного типа. При синтезе поликонденсационных ионитов большей частью оба процесса (образование пространственной сетки и введение ионогенных групп) протекают в одну стадию.
Метод поликонденсации
Процесс поликонденсации для синтеза ионитов был впервые применен Б. Адамсоном и Е. Холмсом еще в 1935 г. и с тех пор является одним из основных методов синтеза ионитов. Однако в последнее время полимериза-ционные иониты все в большей степени вытесняют иониты поликонденсационного типа. Кроме того, этот процесс достаточно подробно описан во многих монографиях и обзорных статьях [27, 34, 125, 143, 211 и мн. др.]. По-
СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
Введение 3
Общие методы синтеза ионитов 5
Метод поликонденсации 5
Методы полимераналогичных превращений 7
Метод сополимеризации 15
Методы повышения избирательности ионитов 21
Факторы, влияющие на избирательность ионитов 22
Методы ионообменного разделения металлов 37
Комплексообразующие свойства универсальных ионитов 45
Природа селективных ионитов 50
Требования, предъявляемые к селективным ионитам 59
Основные принципы синтеза селективных ионитов 64
Неорганические селективные иониты 71
Синтез селективных ионитов 74 Иониты с фосфор-, мышьяк-, селен- и борсодержащими
функциональными группами 75
Карбоксилсодержащие Комплексообразующие катиониты 79
Комплексообразующие амфотерные иониты 84
Селективные иониты на основе аминополимеров 98 Сорбенты, селективные по отношению к органическим
веществам 116
Иониты с тпольными и тионными группами 128
Катиониты на основе производных фенола и анилина 132
Катиониты с оксимными группами 135
Катиониты с дикетоновыми группами 137
Смолы с другими хелатными группировками 139
Литература " 143
Цена: 150руб.
