Спосіб одержання сорбентів

1. Спосіб одержання сорбенту обробкою силікагелю, що містить прищеплені амінопропільні групи, похідною речовиною тіоціанової кислоти в органічному розчиннику при нагріванні з наступ 3 пропілтіосечовини", Доповіді АН УССР. - Сер.Б. 1989. - № 11, с. 48-51]. АПТСС успішно використовують для концентрування та наступного визначення благородних та важких металів. Розроблено ряд сорбційноінструментальних методів визначення паладію, платини, золота, срібла, міді, кадмію та цинку в розчинах. Завдяки різній стійкості поверхневих комплексів благородних і перехідних металів за допомогою цього сорбенту вдається розділяти їх 4 6 навіть при 10 -10 -кратному перевищенні вмісту останніх у розчині [Скопенко В.В., Трохимчук А.К., Яновська Э.С. «Концентрирование палладия(ІІ) и отделение его от цветных и платиновых металлов с помощью силикагеля, модифицированного производными тиомочевины», Укр. хим. журнал. 1993. - Т.59, № 5. С. 549-553]. Автори статті синтезували та застосували АПТСС, що містив Nпpoпил-N'-алілтіосечовинні групи у кількості 0.1 ммоль/г і мав сорбційну ємність за паладієм(ІІ) 0.05 ммоль/г та за сріблом(І) - 0.05 ммоль/г. Однак, до істотних недоліків відомого способу одержання сорбенту АПТСС слід віднести високу вартість модифікаторів та тривалість процесу синтезу сорбенту, що обмежує його використання при хімічному аналізі розчинів. Автори корисної моделі вирішували завдання спрощення та здешевлення процесу синтезу сорбенту на основі кремнезему з прищепленими молекулами алкілтіосечовини, що забезпечить його доступність і масове використання в хімічному аналізі продуктів різних виробництв. Поставлене завдання вирішено у способі одержання сорбенту шляхом обробки силікагелю, що містить прищеплені амінопропільні групи, похідною речовиною тіоціанової кислоти в органічному розчиннику при нагріванні з наступним відокремленням одержаного сорбенту від розчинника промиванням в апараті Сокслета, висушуванням та видаленням залишків розчинника у вакуумі, причому як похідну тіоціанової кислоти застосовують роданід амонію і проводять процес в октиловому спирті при 150-160 °С протягом 30-70 хвилин. Як вихідний силікагель можна використовувати кремнезем, попередньо модифікований амінопропільними або діетилдіамінопропільними групами. Як показано у нижченаведених прикладах здійснення способу, що пропонується, одержаний сорбент за сорбційними властивостями не поступається відомому високоякісному сорбенту. У той же час досягається значне скорочення тривалості процесу, що поряд з використанням більш доступних і дешевих реагентів (тіоціанат амонію, октиловий спирт) забезпечує його спрощення та здешевлення синтезованого сорбенту. Нижче наведено приклади одержання зразків нового сорбенту способом, що пропонується, з використанням як вихідного -амінопропільного сорбенту (-АПС) (приклад 2), або діетилдіамінопропільного сорбенту (ДЕДАПС) (приклад 4). Наведено також приклади одержання зразків вихідних модифікованих аміногрупами силікагелів відомими способами (приклади 1 та 3), 61107 4 та приклади визначення основних якісних показників синтезованих сорбентів (приклади 5, 6, 7 та 8). Приклад 1 Синтез -амінопропільного сорбенту (у-АПС). Синтез силікагелю, хімічно модифікованого амінопропільними групами, здійснюють за відомою методикою [Коллоидный журнал. - 1980. -Т.52, № 2. - с. 223-229]: силікагель "Silica 60" фірми Merck 2 (питома площа поверхні ~ 260 м /г, середній діаметр пор 12 нм, фракція 0,16-0,2) заливають (краще під вакуумом) 5 %-вим розчином -АПТЕС у воді так, щоб повністю просочити і покрити рідиною шар порошку; витримують при кімнатній температурі протягом 30 хв., видаляють надлишок рідини декантацією або на воронці Бюхнера; висушують зразок при 100 °С, промивають 20-ти кратним об'ємом (до об'єму зразка) дистильованою водою і знову висушують. Приклад 2 Синтез пропілтіосечовинного сорбенту (ТСС). До наважки -АПС, одержаного за прикладом 1, в круглодонну колбу додають розчин NH4SCN (у 2-кратному мольному надлишку) в октиловому спирті та нагрівають при 155 °С протягом 1 години. Одержаний пропілтіосечовинний сорбент протягом 6 годин багаторазово промивають в апараті Сокслета етиловим спиртом та водою та висушують в вакуумі. Приклад 3 Синтез діетилдіамінопропільного сорбенту (ДЕДАПС). Синтез силікагелю, хімічно модифікованого діетилдіамінопропільними групами, здійснюють за відомою методикою як описано в прикладі 1, однак як модифікатор замість амінопропілтриетоксісилану використовують діетилдіамінопропілтриетоксісилан та одержують діетилдіамінопропільний сорбент. Приклад 4 Синтез етиленамінопропілтіосечовинного сорбенту (ЕАПТСС). Процес одержання сорбенту проводять як у прикладі 2, однак замість -амінопропільного сорбенту використовують діетилдіамінопропільний сорбент (ДЕДАПС), синтезований за прикладом 3. Отримують етиленамінопропілтіосечовинний сорбент з прищепленими молекулами пропілтіосечовини. Приклад 5 Встановлення концентрації прищеплених аміно- та етилендиамінних груп на поверхні -АПС та ДЕДАПС методом кислотно-основного титрування. Наважки сорбентів ( по 3 зразка) масою 0,5 г 3 заливають по 25 см 0,1 М хлоридної кислоти, витримують, перемішуючи 30 хвилин (час встановлення сорбційної рівноваги), відфільтровують, 3 відбирають аліквотний об'єм 5 см і визначають в ньому рівноважну концентрацію кислоти, титруючи його 0,1 М розчином NaOH з індикатором фенолфталеїном до переходу, забарвлення розчину з прозорого до малинового. Розрахунок кількості (ммоль/г) прищеплених груп проводять за формулою: 0 p 0 CNH2=(C HCl-C HCl)(V HCl/mn), 5 0 p де С НСl та С НСl - молярні концентрації кислоти в вихідному та рівноважному розчинах; 0 3 V HCl - об'єм вихідного розчину кислоти (дм ); n число функціональних груп в прищепленій молекулі; m - маса сорбенту, г. Приклад 6 Встановлення концентрації сірковмісних поверхневих груп на поверхні ТСС та EАПТСС гравіметричним елементним аналізом на сірку. Концентрацію прищеплених пропілтіосечовинних груп на поверхні сорбентів, одержаних за прикладами 2 та 4, встановлюють за відомою методикою [А.К. Бабко, И.В. Пятницкий. Количественный анализ, 3-е изд. М.: Высшая школа, 1968. - 495 с.]: Точні наважки зразків сорбентів ТСС та ЕАПТСС (по 3 зразка) масою 2,0000 г поміщають в 3 кварцеві чашки Петрі та додають 100 см 3 дистильованої води. Додають 5 см 40 % NaOH і нагрівають протягом 30 хвилин до повного розчинення сорбентів. Додають надлишок бромної води 3 порціями по 5 см до пожовтіння розчинів (всього 3 близько по 0,5 дм ) і нагрівають зі збереженням жовтого забарвлення протягом 30 хвилин. Дають охолонути і додають по 15 см концентрованої НСl для утворення гелю кремнієвої кислоти. З метою перетворення гелю кремнієві кислоти у форму, що підлягає фільтруванню, розчини висушують досуха на водяній бані, після чого сухі осади обробля3 ють 20 см концентрованої НСl. Залишають на 15 3 хв. для розчинення солей і додають по 50 см гарячої води. Фільтрують крізь білий фільтр, про3 мивають 100 см гарячої води. Осад кремнієвої кислоти відкидають, вся сірка переходить у 2фільтрат у вигляді SO4 . Фільтрати випарюють до 3 100 см , до гарячих розчинів по краплях при 3 постійному перемішуванні додають 50 см 6 % гарячого розчину ВаСl2. Стакани з осадом залишають на 3 години, перевіряють на повноту осадження і фільтрують через фільтри з синьою стрічкою, промиваючи осади на фільтрах 6-8 разів холодною водою. Фільтри з осадами висушують, вміщують у фарфорові тиглі і прожарюють у муфельній печі при 900 °С з доступом повітря. Кількість прищеплених тіосечовинних груп розраховують за формулою: N (ммоль/г)=10 PS/ASnS, де AS - відносна атомна маса сірки, PS - масовий вміст сірки у %, nS - кількість атомів сірки у прищепленій групі. Приклад 7 Визначення сорбційної здатності сорбентів АПС, ДЕДАПС, ТСС та ЕАПТСС по відношенню до паладію(ІІ). Процес сорбції паладію та аналіз рівноважних розчинів (після завершення процесу сорбції) з 3 низьким вмістом паладію(II) (