Разработка метода получения и исследование карбоксильного ионообменного полимера поликонденсационного типа

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Актуальность работы. Современное развитие науки и техники требует создания ионообменных полимеров, обладающих высокими показателями эксплуатационных свойств, а также разработки научных основ управления свойствами природных и синтетических полимеров используемых в качестве основного сырья при синтезе ионитов. Необходимость исследований в области создания ионообменных полимеров обусловлена решением многих технических задач, а также расширением сырьевой базы для их получения. Однако, несмотря на достигнутые успехи в области синтеза ионитов многие из них, особенно, поликонденсационного типа не удовлетворяют задачи и требования, таких отраслей промышленности, как водоподготовка, гидрометаллургия и др., по доступности, эффективности и избирательности действия, что вызывает необходимость поиска получения новых ионообменных полимеров. Проблемы получения новых ионитов на основе отходов промышленности и регулирование их свойств, в частности, при очистке различных вод, должны обеспечить повышение технико-экономических показателей, условий работы соответствующих отраслей промышленности и имеет экономическое, экологическое и социальное значение. В свете сказанного, исследования по утилизации производственных отходов, получение новых ионообменных полимеров на их основе, с дальнейшим использованием их в процессах очистки производственных и сточных вод является главной задачей для организации безотходных технологических процессов. В этом плане большую актуальность представляет использование в качестве основного мономера при синтезе ионитов продукта гидролизной промышленности-фурфурола. Исходя из вышеизложенного, синтез новых ионообменных полимеров на основе вторичного сырья- фурфурола, исследование сорбционных и эксплуатационных свойств их, а также изыскание конкретных объектов практического и эффективного использования для очистки производственных и сбросных вод различных химических производств, в том числе, гидрометаллургических, представляет большой научно-технический и практический интерес.

Степень изученности проблемы. Синтезирован, ранее не описанный в литературе, карбоксильный катионит с применением химических методов анализа (алкалометрическое титрование, элементный анализ и др.) в сочетании с физико-химическими методами анализа (полярография, потенциометрия, фотоколориметрия, инфракрасная (ИК)-спектрометрия и др.) подробно изучен способ получения катионита, исследованы его эксплуатационные свойства и установлены оптимальные условия его получения.

Связь диссертационной работы с тематическими планами НИР. Данная работа является одним из разделов научно-исследовательской работы кафедры «Промышленная экология» - Очистка сточных, производственных и сбросных вод от сопутствующих и мешающих ионов некоторых металлов методом ионообменной хроматографии.

Цель исследования: Получение, изучение свойств и применение карбоксильного катионита.

Задачи исследования:

· совместной поликонденсацией акриловой кислоты с фурфуролом в присутствии катализаторов Фриделя-Крафтса получение монофункционального карбоксильного катионита;

· выявление влияния температуры реакции, соотношения исходных веществ, концентрации катализатора и др. на свойства синтезированного катионита;

· выявление оптимальных условий синтеза карбоксильного катионита;

· исследование сорбционных и основных физико-химических свойств: обменная емкость, монофункциональность, степень диссоциации функциональных групп, сорбция ионов меди, никеля, кальция, магния, уранила и др., механическая прочность и термо-химостойкость;

· изыскание и оценка возможности практического применения синтезированного катионита на конкретных объектах.

Объект и предмет исследования. Синтезирован карбоксильный катионит путем поликонденсации акриловой кислоты и фурфурола, обладающий высокими показателями свойств: достаточно высокая обменной емкость к ионам натрия, кальция, магния, меди, никеля, уранила и др. при высоких показателях термо-химостойкости и механической прочности.

Использование синтезированного катионита в процессах очистки производственных и сбросных вод гидрометаллургических производств и в водоподготовке в процессах умягчения технических и бытовых вод.

Методы исследования: Химические методы анализа - элементный анализ, трилонометрия, йодометрия, алкалометрическое титрование, физико-химические методы-фотоэлектроколориметрия, ИК-спектрометрия, потенциометрическое титрование, рН-метрия, полярография, термогравиметрия, нефелометрия и др.

Основные положения, выносимые на защиту:

· Синтез и исследование нового монофункционального карбоксильного катионита;

· влияние различных факторов (температуры реакции, концентрации катализатора и исходных веществ и др.) на свойства синтезированного катионита;

· подробное изучение сорбционных и физико-химических свойств полученного катионита с целью изыскания конкретных объектов его практического применения в некоторых областях различных производств.

Личный вклад автора состоит в непосредственном синтезе нового карбоксильного катионита поликонденсационного типа, в проведении лабораторных экспериментов по определению основных физико-химических и сорбционных свойств, анализе и обобщении результатов, в разработке предполагаемой технологической схемы получения карбоксильного катионита.

Научная новизна работы заключается в следующем:

· предложены научные основы синтеза нового, ранее неописанного в литературе, карбоксильного катионита путем использования в качестве основного мономера для его получения фурфурола;

· проведено комплексное исследование химических закономерностей получения карбоксильного катионита в зависимости от температуры реакции, концентрации катализатора и исходных веществ и др.;

· установлены оптимальные условия получения катионита: используя химические методы анализа в сочетании с физико-химическими методами анализа (ИК-спектрометрия, потенциометрия, фотоколориметрия, термогравиметрия, хроматография и др.);

· установлено, что полученный катионит, слабокислотный, монофункциональный, содержит только карбоксильные группы, исследованы сорбционные, селективные и физико-химические свойства синтезированного катионита;

· показано, что синтезированный карбоксильный катионит отличается достаточно высокой обменной емкостью как в статических, так и в динамических процессах сорбции ионов некоторых щелочных, редкоземельных и цветных металлов, термо-химостойкостью и механической прочностью.

Научная и практическая значимость результатов исследования. Полученные данные по исследованию и изучению свойств карбоксильного катионита свидетельствуют о существенной практической значимости синтезированного катионита, который может быть использован в различных процессах поглощения ионов кальция, магния, меди, никеля, уранила из производственных и сбросных вод многих химических и гидрометаллургических производств, а также в процессах умягчения технических и бытовых вод нашей республики. Результаты лабораторных исследований по синтезу карбоксильного катионита позволили разработать технологическую схему синтеза катионита и на его основе технологический регламент получения катионита.

Реализация результатов. Выпущена опытная партия данного карбоксильного катионита в технологической лаборатории Института общей и неорганической химии Академии наук Республики Узбекистан. Полученная опытная партия была отдана для испытания в процессах умягчении воды на Кунградском содовом заводе, на экспериментальном заводе «Бектемир-спирт» и Алмалыкском горно-металлургическом комбинате.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях: научно-практическая и техническая конференция студентов Ташкентского химико-технологического института (Ташкент, 1997 г.), научно-практическая и техническая конференция профессорско-преподавательского состава, аспирантов и научных сотрудников Ташкентского химико-технологического института (Ташкент, 1998 г.), Республиканская научно-техническая конференция посвященная 70-летию академика А.Г.Ганиева (Термез, 2002 г.), республиканская научно-техническая конференция «Технологии переработки местного сырья и продуктов» (Ташкент, 2009 г.), республиканская научно-практическая конференция «Актуальные проблемы химии высокомолекулярных соединений» (Бухара, 2010 г.), международная научно-техническая конференция «Современная техника и технология горно-металлургической отрасли и пути их развития» (Наваи, 2010 г.), республиканская научно-техническая конференция “Актуальные проблемы инновационных технологий химической, нефтегазовой, и пищевой промышленности» (Ташкент-Кунград, 2010 г.), научно-техническая конференция «Гармонично развитое поколение - основа развития науки» (Ташкент, 2010 г.), «Умидли кимёгарлар-2011» XX-научно-техническая конференция молодых ученых, магистрантов и студентов бакалавриата (Ташкент, 2011 г.), работа обсуждалась на семинаре при Специализированном Совете Д.067.24.02 при Ташкентском химико-технологическом институте.

1. Исследование закономерностей образования поликонденсацион- ного карбоксильного катионита на основе акриловой кислоты и фурфурола

катионит карбоксильный поликонденсация катализатор

Представлялось целесообразным установить оптимальные условия синтеза катионита с помощью кинетических исследований, было изучено влияние температуры, концентрации катализатора и соотношения акриловой кислоты и фурфурола на процесс поликонденсации.

Для выявления влияния температуры реакции на процесс поликонденсации акриловой кислоты с фурфуролом, реакцию проводили при температуре 60,70,80 єС. Мольное соотношение акриловой кислоты к фурфуролу было 1:1 , количество катализатора ZnCl2 соответственно 0,05 молей на 1 моль фурфурола.

На рис. 1 представлена зависимость степени превращения полимера от продолжительности реакции при различных температурах.

Рис. 1. Зависимость степени превращения (F) поликонденсации акриловый кислоты с фурфуролом от продолжительности реакции при различных температурах

На основании полученных данных был определен характер логарифмической зависимости изменения концентрации реагирующих веществ по времени при различных температурах. Для расчета принимались результаты степени превращения до 20 % (рис. 2). Линейный характер зависимости, представленный на рис.2 свидетельствует о том, что реакция поликонденсации акриловой кислоты с фурфуролом протекает как реакция второго порядка. Из значений констант скоростей реакции поликонденсации при различных температурах и графической зависимости lg K от 1/Т и по уравнению Аррениуса была определена энергия активизации реакции поликонденсации акриловой кислоты с фурфуролом, которая соответствовала 12,8 ккал/моль.

Рис. 2. Изменение логарифма концентрации реагирующих веществ во времени в зависимости от температуры

Было также изучено влияние температуры реакции на продолжительность реакции и на свойства полученного катионита (табл.1) Из данных таблицы 1 видно, что катионит с хорошими показателями свойств получен при температуре t=80 єС.

Таблица 1. Влияние температуры реакции на свойства полученного катионита

Поликонденсацию акриловой кислоты с фурфуролом проводили в присутствии катализатора ZnCl2 c концентрацией 0,025; 0,05; 0,075 молей на моль фурфурола. Реакцию проводили при температуре 80 єС и мольные соотношения акриловой кислоты к фурфуролу было 1:1. Выявлено, что увеличение концентрации катализатора ускоряет процесс поликонденсации. Линейных характер зависимости имеет прямолинейный характер при степени превращения полимера до 20 %.

Фурфурол при взаимодействии с акриловой кислоты является не только конденсирующим агентом, но и мостиобразавателем, поэтому, от его концентрации зависят сорбционные и физико-химические свойства полученных катионитов. Меняя соотношения фурфурола к акриловой кислоте были получены катиониты с различными свойствами (табл.2, рис.3)

Таблица 2. Влияние соотношения исходных веществ на свойства полученного катионита

Рис. 3. Влияние мольного отношения фурфурола к акриловой кислоте на удельный объём ионита (1) и обменную емкость по 0,1 н. раствору NaOH (2)

Из рис. 3 и таблицы 2 видно, что статическая обменная емкость и удельный объем катионита увеличиваются с уменьшением количества фурфурола в реакционной смеси. Увеличение концентрации фурфурола приводит к повышению числа поперечных связей, вследствие чего повышается механическая прочность, но уменьшается обменная емкость. На основании проведенных исследований за оптимальное соотношение в молях акриловая кислота к фурфуролу приняли 1:1, температура - 80єС, количество катализатора 0,05 молей на моль фурфурола, что обеспечивает достаточно хорошие показатели сорбционных и физико-механических свойств.

2. Структура полученного катионита

Ввиду того, что полученный катионит имеет сложную трехмерную структуру при изучении его структуры наряду с химическими методами анализа были использованы физико-химические методы анализа (потенциометрия, ИК-спектроскопия, термогравиметрия, фотоколоримет-рия и др.). Для установления функциональности и степени диссосации ионогенных групп полученного катионита была снята кривая потенциометрического титрования, которая характеризуется монотонно ниспадающей кривой, указывающей, что катионит является слабокислотным, диссоциирующим, в основном, в щелочной среде (рис.4).

Рис. 4. Кривая потенциометрического титрования полученного катионита

Наличие ионогенных групп исследовали также с помощью ИК-спектроскопического исследования катионита. Присутствие карбоксильной группы характеризуется интенсивной полосой поглощения в области 3400 см-1 и слабой полосой в области 3200-2600 см-1. Отсутствие полос поглощения в области 2400-2100 см-1 свидетельствует об отсутствии гидроксильных групп в структуре катионита.

На основании полученных экспериментальных и анализа литературных данных предполагаемую структуру полученного катионита можно представить следующим образом:

3. Физико-химические и сорбционные свойства полученного катионита

Обменная емкость. Одним из основных химических свойств ионитов важное практическое значение имеет ионообменная способность, которая характеризует иониты с целью оценки их эксплуатационных свойств. Величина ее, в основном зависит от количества ионогенных групп и степени их диссоциации, pH среды, природы и концентрации обменивающихся ионов. Теоретическую обменную емкость полученного катионита рассчитывали по формуле:

, мг-экв/г

где, Е - теоретическая обменная емкость, мг-экв/г;

а - молекулярная масса элементарного звена полученного катионита.

Известно, что карбоксильные катиониты обладают относительно слабыми кислыми свойствами и в растворах с pH=3 и ниже находятся в недиссоциированном состоянии. Этим и объясняется отсутствие ионообменной емкости по водным растворам нейтральных солей полученного катионита. По мере уменьшения рН раствора степень диссоциации карбоксильных групп растет, вследствие чего увеличивается обменная емкость катионита. Принимая во внимание, что ионообменные процессы в промышленности проводятся, в основном, в динамических условиях, была также определена динамическая емкость катионита путем пропускания 0,1 н раствора NaOH через слой 100 мл набухшего ионита (табл. 3).

Таблица 3. Обменная емкость полученного катионита

Основные свойства полученного катионита в оптимальных условиях представлены в таблице 4, где для сравнения приведены свойства поликонденсационного катионита на основе салициловой кислоты и фурфурола и полимеризационного катионита КБ-4, полученного на основе дивинилбензола (ДВБ) и метакриловой кислоты.

Таблица 4. Основные свойства катионитов

4. Исследование термической устойчивости синтезированного ионита

Всестороннее изучение термической устойчивости ионитов имеет важное практическое значение, так как позволяет определить допустимые пределы температур, а также рекомендовать ионообменные полимеры для работы при повышенных температурах. Термостойкость полученного ионита исследовали на воздухе, в воде, в водных растворах щелочей и кислот, а также методом дифференциально-термического анализа. Термическую устойчивость определяли по изменению обменной емкости, набухаемости, потери веса катионита, окисляемости фильтрата.

Термическая устойчивость катионита в воде. Образцы катионита подвергалась термообработке в водной среде при температуре кипения воды в течении определенного времени. Мерой термической неустойчивости катионита служила величина относительной потери емкости, рассчитанная по результатам алкалометрического титрования смолы.

где Е0 - обменная емкость катионита до нагревания.

E - обменная емкость катионита после нагревания.

Обменная емкость катионита на основе акриловой кислоты и фурфурола в результате термообработки в течение 30 часов не меняет своего значения, а дальнейшее нагревание в воде снижает величину обменной емкости незначительно (100 часов - потеря емкости ? 1%) и по своей устойчивости к высокой температуре не уступает катиониту на основе салициловой кислоты и фурфурола.

Термическая устойчивость катионита на воздухе. Термическую устойчивость на воздухе карбоксильного катионита исследовали при 150° и 180°С. Для сравнительных данных использовали также карбоксильный катионит на основе салициловой кислоты и фурфурола и сульфокатионит на основе пара-толуолсульфокислоты и фурфурола.

Обменная емкость испытуемого катионита не меняется при температуре 150?С в течение длительного воздействия (24 часа), а незначительные потери веса связаны с выделением сорбированной воды. Заметное изменение свойств синтезированных катионитов наблюдается при температуре 180?С.

В таблице 5 приводятся данные, характеризующие влияние высокой температуры на изменение обменной емкости и набухаемости испытуемых катионитов.

Таблица 5. Зависимость свойств катионитов от длительности термообработки на воздухе при температуре 180?С

Термическую устойчивость полученного катионита на воздухе исследовали также термогравиметрическим методом анализа. Воздушно-сухие образцы синтезированного катионита подвергались дифференциально-термическому анализу на дериватографе системы Паулик-Паулик-Эрдей.

На рис. 5 представлены дифференциально-термические кривая исследуемого катионита. Кривые нагревания характеризуется двумя эндотермическими пиками. Первый эндотермический эффект можно отнести к обезвоживанию ионита который имеет место при 100?С-140?С.

Отщепление функциональных групп катионита начинается при температурах порядка от 280?С до 450? которому соответствует второй эндотермический пик. Каркас катионита устойчив к действию температур. При нагреве катионита до 800?С потери в весе достигают 30-40%.

Рис. 5. Кривая дифференциально-термического анализа полученного карбоксильного катионита

Химическая устойчивость. Химическая устойчивость ионитов является одним из важных показателей при оценке их физико-химических свойств и имеет практическое значение, так как дает возможность заранее определить области применения ионитов, условия их эксплуатации и хранения. Химическая устойчивость исследуемого катионита определяли по изменению обменной емкости после воздействия 5 н. растворов серной кислоты, едкого натрия и 10 % -ного раствора перекиси водорода, а также по окисляемости фильтратов после определения обменной емкости.

Как показало исследование химической устойчивости полученного карбоксильного катионита, величина обменной емкости катионита после обработки 5н. раствором H2SO4 сохраняла первоначальное значение, а после обработки 5н. раствором NaOH потеря емкости составило 2,6%, потеря емкости по 10%-ному раствору H2O2 составила 4,2%. Окисляемость фильтрата после определения обменной емкости по 0,1н. раствору NaOH составила 4,3 мг-O2/г.

Механическая прочность. Изучение механической прочности полученного катионита проводили двумя способами. Первый способ заключается в том, что 10 грамм катионита с диаметром зерна dз=0.25 см. помещали в колбу со 100 мл. дистиллированной воды, затем помещали колбу на вибрационный аппарат и встряхивали в течении 10 часов. Второй способ заключается в том, что 10 грамм катионита с диаметром зерна dз=0.25. см подвергали чередованию процессами сорбции и элюирования (десорбции) и регенерации. Эти процессы чередовали 20 раз. В обоих случаях сравнительную оценку механической прочности производили сопоставлением гранулометрического состава до и после испытания. Гранулометрическую стойкость оценивали в процентах после отсеивания измельченной фракции.

Полученные данные свидетельствуют, о высоких механических показаниях синтезированного катионита.

5. Исследование сорбции ионов некоторых металлов полученным катионитом

Среди известных ионообменных полимеров особое внимание заслуживают карбоксильные катиониты из-за возможности использовать их в процессах избирательной сорбции. Особенностью этих ионитов является ярко выраженная зависимость ионообменных свойств от рН среды и валентности обменивающихся ионов.

На полученном карбоксильном катионите были исследованы сорбционные свойства ионов некоторых металлов в зависимости от ионной формы катионита (табл. 6).

Таблица 6. Сорбция ионов тяжелых металлов карбоксильным катионитом

Из данных таблицы 6 видно, что используемый катионит в Nа-форме обладает большей сорбируемостью к исследуемым ионам, чем в Н-форме, что согласуется с литературными данными.

В таблице 4 представлены основные свойства полученного катионита. Из данных таблиц 4 и 6 видно, что полученный катионит обладает достаточно хорошими показателями сорбционных свойств по ионам меди, никеля, кальция и магния. С этой точки зрения, представлял интерес исследование сорбции этих ионов полученным катионитом в зависимости от рН среды и ионной формы ионита. На катионите в Н- и Nа- формах, исследовали сорбцию ионов магния, кальция, меди и никеля с исходной концентрацией этих ионов 1г/л. В таблице 7 приведены результаты сорбции ионов кальция, магния, меди и никеля в зависимости от рН среды.

Таблица 7. Сорбция ионов некоторых металлов катионитом в зависимости рН среды. (С исх=1г/л )

Из данных таблицы 7 видно, что полученный катионит достаточно хорошо сорбирует ионы исследуемых металлов в Na-форме и слабокислых и щелочных растворов. Как видно из таблицы 7 достаточно хорошие показания дают значения величины сорбции по ионам меди. С этой точки зрения нами были изучены влияние рН среды на сорбцию ионов меди.

Таблица 8. Влияние рН среды и формы катионита на сорбцию ионов меди

Из данных приведенных в таблице 8 видно, что с увеличением рН раствора увеличивается величина сорбционной способности катионита с 3,3 до 4,5 мг-экв/г и селективность, о чем свидетельствует значение величины коэффициента распределения (Красп).

Кроме статической обменной емкости, нами также была исследована сорбция ионов меди в динамических условиях, в зависимости от ионной формы катионита, скорости потока и др. Сорбция ионов меди при одной и той же скорости потока в Na-форме больше чем в Н-форме, 170,6 мг/г и 148 мг/г соответственно. Десорбцию поглощенных ионов меди проводили пропусканием через слой ионита, поглощенного ионы меди двунормальный раствор серной кислоты. Десорбции ионов меди составил 92 %.

Данные по исследованию сорбции ионов Mg, Ca, Cu, Ni, свидетельствуют о возможности использования его в процессах сорбции ионов этих металлов из различных вод.

Сорбция ионов уранила на полученном катионите. На полученном катионите в Н и Na-формах исследовали сорбцию ионов уранила, из раствора UO2 (CН3COO)2 в статических условиях. Величина сорбции ионов уранила на катионите составила в H-форме 150 - 200 мг/г, а в

Na-форме 350 - 395 мг/г. Было изучено влияние рН среды на сорбцию ионов уранила катионитом в H и Na - формах.

Рис. 6. Влияние рН - раствора на сорбцию ионов уранила полученным катионитом из 0,1 н. Раствора UO2 (CН3COO)2

Из рис. 6 видно, что катионит в Na - форме достаточно хорошо сорбирует ионы уранила в исследуемом интервале pH, тогда как в Н - форме уранил-ион сорбируется в основном, из щелочных растворов. Максимальная сорбция уранил-иона в Na - форме доходит до 395 мг./г. при pH =4,75. Десорбцию ионов уранила проводили 1 н. раствором соды. При этом, процент элюирования ионов уранила составил 95 %. Полученные, предварительные данные по сорбции ионов уранила говорят о возможности использования синтезированного катионита в процессах извлечения ионов уранила из различных вод.

6. Применение полученного карбоксильного катионита в процессах умягчения некоторых вод

Одним из самых доступных и экономически эффективных способов умягчения различных вод является метод ионообменной хроматографии. Известно, что во многих регионах нашей республики используемая вода (питьевая и бытовая) имеет достаточно высокую жесткость (до 11-13 мг-экв/л).

Нами была сделана попытка умягчить некоторые воды с использованием полученного катионита. Результаты представлены в таблице 9.

Таблица 9. Применение катионита в процессах умягчения некоторых вод

Из данных таблицы 9 видно, что полученный катионит в Na-форме может быть использован в процессах умягчения бытовых и технических вод.

7. Описание предполагаемого процесса получения карбоксильного катионита

Изучение сорбционных, физико-химических и механических свойств полученного катионита в лабораторных условиях позволили разработать предполагаемую технологическую схему и на основании этой схемы разработать технологический регламент получения карбоксильного катионита (рис. 7).

Рис. 7. Технологическая схема получения катионита: 1. Мерник акриловой кислоты. 2. Мерник фурфурола. 3. Мерник катализатора ZnCl2. 4. Реактор, снабженный обратным холодильником и терморубашкой. 5. Камера отверждения. 6. Валовые дробилки. 7. Ленточные сушилки. 8. Вибрационные сита. 9. Склад готовой продукции. 10. Перегоночные аппараты для фурфурола и акриловой кислоты. 11. Приёмник

Периодический процесс получения карбоксильного катионита на основе акриловой кислоты и фурфурола состоит из следующих операций:

Перегонка фурфурола и акриловой кислоты, загрузка их в мерники и затем в реактор, в котором протекает реакция взаимодействия фурфурола и акриловой кислоты. Затем перевод образовавшегося геля в сушилку, сушка, грануляция полученного катионита. Акриловая кислота и фурфурол из мерников 1, 2 в определенном количестве подаются в реактор 4, снабженный обратным холодильником и водяной рубашкой для нагрева реакционной смеси. Катализатор хлористый цинк подается в реактор 4 из мерника 3. Затем температуру реакционной массы повышают до 80єС, продолжительность процесса образования катионита составляет 3 часа.

Образовавшаяся гелеобразная масса из реактора поступает в камеру отверждения 5, где отверждения при t = 90-100 єС. Отвержденная масса затем поступает в валовые дробилки 6. После дробилки масса поступает для дополнительной сушки на ленточные сушилки 7. Высушенный ионит поступает в бункер сушки, затем на вибрационные сита 8, а оттуда в склад готовой продукции 9.

Заключение

1. Поликонденсацией акриловой кислоты и фурфурола получен новый катионит с высокими показателями эксплуатационных свойств. Изучено влияние соотношения исходных веществ, температуры реакции поликонденсации на процесс образования катионита и его свойства. На основании проведенных исследований определены оптимальные условия синтеза ионита.

2. Применением химических методов анализа в сочетании с физико-химическими методами анализа (ИК-спектрометрия, потенциометрическое титрование, полярография, фотоколориметрия и др.), установлено, что полученный катионит монофункциональный, содержит только карбоксильные группы.

3. С применением химических методов анализа в сочетании с термогравиметрическим методом анализа установлено, что синтезированный катионит характеризуется повышенной термо-химостойкостью на воздухе, в воде, и водных растворах кислот и щелочей и по своим свойствам не уступает полимеризационному карбоксильному катиониту КБ-4.

4. Исследованы сорбционные свойства полученного катионита к ионам кальция, магния, меди, никеля и уранила в зависимости от ионной формы ионита, рН среды и концентрации исследуемых ионов. Установлено, что полученный ионит обладает достаточно хорошими показателями сорбционных свойств в Na - форме в широком интервале рН среды. Так сорбция ионов меди составляет 3,5-4,0 мг-экв/г, а ионов уранила до 395 мг/г.

5. Исследована и показана возможность практического использования полученного катионита в процессах умягчения вод некоторых регионов нашей Республики с целью дальнейшего использования его в процессах умягчения бытовых и промышленных вод.

6. Лабораторные исследования эксплуатационных свойств полученного катионита, позволили разработать предполагаемую технологическую схему процесса получения карбоксильного катионита и на его основании технологический регламент получения катионита.

Литература

1. Зайнитдинова Б.З., Турсунов Т.Т. Исследование свойств карбоксильных катионитов // ТошКТИ талабаларининг илмий-назарий ва техникавий конференцияси. -Тошкент, 1997. 29 б.

2. Зайнитдинова Б.З., Турсунов Т.Т., Назирова Р.А. Исследование сорбции тяжелых металлов карбоксильным катионитом на основе акриловых кислот // ТошКТИ профессор-ў?итувчилари, аспирантлари, илмий ходимларининг илмий-назарий ва техникавий конференцияси. -Тошкент, 1998. 43 б.

3. Зайнитдинова Б.З., Турсунов Т.Т., Назирова Р.А. Карбоксильные катиониты селективные к ионам цветных металлов. //1-Республиканская научно-практическая Конференция посвященная 70-летию акад. А.Г. Ганиева. -Термез, 2002. - с. 165.

4. Зайнитдинова Б.З., Турсунов Т.Т., Назирова Р.А., Муталов Ш.А. Исследование свойств карбоксильного катионита поликонденсационного типа. // Махаллий хом-ашёлар ва махсулотларни ?айта ишлашнинг технологиялари. Республика Илмий-техникавий анжуманининг ма?олалар тўплами. -Тошкент, 2009. 22-23 б.

5. Зайнитдинова Б.З., Турсунов Т.Т., Назирова Р.А. Исследование свойств карбоксильных катионитов на основе продуктов взаимодействия акриловой кислоты с фурфуролом //«Актуальные проблемы химии высокомолекулярных соединений» Республиканская научно-практическая конференция. -Бухара, 2010. -с. 33-34.

6. Зайнитдинова Б.З., Туробжонов С.М., Турсунов Т.Т., Назирова Р.А. Синтез и исследование карбоксильных катионитов на основе продуктов взаимодействия акриловой кислоты с фурфуролом. // «Современные техника и технология горно-металлургической отрасли и пути их развития» Международная научно-техническая конференция. -Навои, 2010. - с. 318-319.

7. Зайнитдинова Б.З., Муталов Ш.А., Турсунов Т.Т., Назирова Р.А. Исследование возможности применения карбоксильного катионита в процессах деминерализации сточных вод. // “Кимё, нефт-газ ?айта ишлашнинг ва ози?-ов?ат саноатларини инновацион технологияларини долзарб муаммолари” Республика илмий-техника анжуманининг ма?олалар тўплами. -Тошкент-?ўн?ирот, 2010. 218-219 б.

8. Зайнитдинова Б.З., Туробжонов С.М,, Турсунов Т.Т., Назирова Р.А. Муталов Ш.А. Карбоксильные катиониты поликонденсационного типа. // Композиционные материалы. -Ташкент, 2010. -№4. - с. 47- 49.

9. Туробжонов С.М., Зайнитдинова Б.З., Муталов Ш.А., Турсунов Т.Т., Назирова Р.А. Исследование кинетики реакции поликонденсации акриловой кислоты с фурфуролом. // Химия и химическая технология. -Ташкент, 2010. -№4. -с. 26-27.

10. Зайнитдинова Б.З., Муталов Ш.А., Турсунов Т.Т., Назирова Р.А. Применение нового карбоксильного катионита в процессах деминерализации сточных вод. // «Баркамол авлод илм-фан тара??иёти таянчи» илмий-техникавий конференцияси материаллари, -Тошкент, 2010. -с.48-49.

11. Зайнитдинова Б.З., Абдуталипова Н.М, Турсунов Т.Т., Назирова Р.А., Ионообменные полимеры на основе вторичных материальных ресурсов // Всероссийский журнал научных публикаций. -Москва. Апрель, 2011. -с. 13-14.

12. Zaynitdinova B.Z.,Yuldashev A.A.Yangi ion almashinuvchi polimerlarni olish va ularni tadqiq qilish. // «Умидли кимёгарлар-2011» ТКТИ ёш олимлари, магистратрантлар бакалавриат талабаларининг XX-илмий-техникавий анжуманининг ма?олалар тўплами “. I том., -Тошкент, 2011. 78-79 б.

Размещено на Allbest.ru