RUS ENG

НАМ 18 ЛЕТ!

ГРУППА AMT&C - ФИНАЛИСТ РЕЙТИНГА «ТЕХНОУСПЕХ»


 

 


Пористый магнитный сорбент





Сверхсшитый полистирол получают, на­пример, сополимеризацией мономеров в растворе с использованием в качестве сшивающих агентов бифункциональных соединений, таких как 4,4'-бисхлорметилдифенил, ксилендихло-рид, монохлордиметиловый эфир (см., напри­мер, М.П.Цюрупа. Сверхсшитый полистирол -новый вид полимерных сеток. Автореферат дисс. Докт. хим. наук, М., 1985, 48 с.). В част­ности, в заявленном изобретении в качестве по­ристой матрицы используется сверхсшитый по­лимер стирола, полученный набуханием сти-ролдивинилбензольных сополимеров б хлорсо-держащем органическом растворителе, введени­ем бифункциональных соединений, взаимодей­ствующих по реакции Фриделя-Крафта, нагре­ванием реакционной смеси, фильтрованием и промывкой полимера при отношении бифунк­циональных соединений к сополимеру стирола (0,5-1):1 и нагревании в изотермическом режиме при 70-140°С в течение 6-11 часов (RU 2089283, 10.09.1997). Конечный продукт представляет собой пористые гранулы полимерной матрицы сверхсшитого полиситирола с удельной поверх­ностью 1400-1900 м2/г и размером гранул 0,5-1 мм, со степенью сшивки >100% и содержанием открытых пор от 60 до 90%. В качестве магнитного наполнителя использу­ют, например, магнитные порошки с размером частиц 1 нм - 10 мкм, состоящие из Fe, Co, Ni, Сг, редкоземельных и других металлов, различ­ных ферритов, таких как ферриты типа MFe2O4 (M=Mn, Ni, Cu), Ni-Zn феррит, гексаферрит ба­рия, другие ферриты, сплавы железо-никель, железо-кобальт, сплавы на основе редкоземель­ных металлов Nd-Fe-B, Sm-Co; Fe-B-Co-R (R -редкоземельный элемент). Указанные магнит­ные наполнители могут быть получены различ­ными известными методами: распылением и испарением металлов и их сплавов в вакууме, измельчением больших частиц металлов или их сплавов с помощью соответствующих устройств (коллоидные мельницы, ультразвуковые генера­торы и т.д.), химическими методами: восстанов­лением в растворе ионов металлов до атомов в условиях, благоприятных последующему фор­мированию малых металлических кластеров или агрегатов (химические восстановители - гидра­зин, боргидриды, водород; радиационные и электрохимические восстановители); синтезом в мицеллах в растворах сополимеров; термиче­ским разложение металлсодержащих соедине­ний (карбонилов, формиатов, ацетатов и т.д.) в расплавах и растворах полимеров. При исполь­зовании химических методов в качестве поверх­ностно-активных веществ применяют как низ­комолекулярные вещества (например, жирные кислоты, такие как олеиновая кислота, стеари­новая кислота в виде 0,1-0,5%-ного раствора в углеводородном растворителе, а также высоко­ молекулярные соединения, такие как белки, карбоксиметилцеллюлоза, поливинилпирролидон, блок-сополимеры, например, состоящие из блоков             полиэтиленоксида,          поли(4-винилпиридина), полистирола, полиэталеними-на, в любом сочетании, как в растворе, так и в сухом состоянии. Перечисленные методы полу­чения частиц известны и описаны в литератур­ных источниках [например, Топорко А.В. и др. -Журнал физической химии, 1996, т.70, №10, 1894; Пилени М. и др. Наноразмерные частицы в коллоидных системах. - Лангмюр, 1997, т. 13, 3266; Помогайло А.Д., Розенберг А.С., Уфлянд И.Е. Наночастицы полимеров в металлах. - М.: Химия, 2000, 672 с.; Nanomaterials: Synthesis, Properties and Applications (Eds.: Edelstein A.S. and Cammarata R.C.).- Institute of Physics Publish­ing (Bristol and Philadelphia, 1998)]. Например, наночастицы металлического железа получают восстановлением соединения железа водородом (при 250-400°С) с последующей стабилизацией в 0,1-0,5%-ном растворе олеиновой или стеари­новой кислоты в углеводородном растворителе (например, гексане, ксилоле, бензоле, ацетоне, метаноле), фильтрацией, промывкой и сушкой конечного продукта.

Магнитный сорбент по заявленному изо­бретению получают путем последовательного набухания пористой полимерной матрицы в растворителе (этанол, изопропанол, ацетон, аце-тонитрил), например, при 50-70°С, и насыщения его в набухшем состоянии магнитным наполни­телем, который заполняет часть каналов поли­мерной матрицы. При насыщении пористой по­лимерной матрицы магнитным наполнителем часть наполнителя заполняет каналы пор матри­цы, а часть их не проникает в поры, а оседает на стенках полимерной пористой матрицы, что оп­ределяется как размером полимерной матрицы, так и размером частиц магнитного наполнителя.

Приведенные ниже примеры иллюстриру­ют, но не ограничивают существо предлагаемо­го изобретения.


Пример 1. Готовится смесь растворов со­лей, содержащая 38 мас.% FеSО4х7Н2О, 24 мас.% СоС12х6Н2О и 38 мас.% блок-сополимера полиэтиленоксид-блок-полиэтиленимин в смеси вода-этанол (концентрация полимера 7,5 г/л). Растворы готовятся в герметичном сосуде в ат­мосфере аргона при непрерывном перемешива­нии. Навеска сверхсшитого полистирола (степень сшивки >100%, удельная поверхность 1000 м2/г, содержание открытых пор 100%) помеша­ется в герметичный сосуд, вакуумируется и за­полняется аргоном. Смесь растворов солей до­бавляется к навеске сверхсшитого полистирола так, чтобы обеспечить полное набухание поли­мера, однако не допуская избыточного количе­ства раствора. После полного набухания поли­мера, растворитель упаривается в вакууме. Для увеличения содержания металлов в образце ис­пользуются последовательные сорбции. Затем полимер высушивается и на воздухе добавляет­ся смесь 16 мас.% 40%-ного водного раствора метиламина и 84 мас.% этанола до полного на­бухания сверхсшитого полистирола. В результа­те воздействия метиламина на соли металлов в порах полимера формируются наночастицы феррита кобальта. Образец сушится в вакууме в течение 2-3 часов. Получают макропористый магнитный сорбент с хорошей плавучестью, механической прочностью, высокой поглощаю­щей способностью по отношению к нефтепро­дуктам (количество поглошенной нефти и ди­зельного топлива с водной поверхности 98%), намагниченность насыщения 530 Гс.



Страница 3 - 3 из 4
Начало | Пред. | 1 2 3 4 | След. | Конец Все

Возврат к списку патентов