Синтетические ионообменные материалы - Зубаков Л.Б.
Скачать (прямая ссылка):
124
солей металлов, фенола и его производных, цианистых, мышьяковистых и сернистых соединений [305—-307].
Все большее применение находит ионитовая очистка газовых выбросов промышленных предприятий [308—310]. Наряду с гранулированными ионитами для этих процессов целесообразно использовать ионообменные ткани и волокна.
Широко используют катиониты, аниониты и полиамфолиты в качестве катализаторов ряда химических процессов [311—313].
С помощью ионообменного синтеза [314, 315] можно получать электролиты с разнообразными свойствами. Реакции с участием иоиитов используются в производствах основной химии, цветной металлургии, органическом синтезе и др.
Большое значение имеют иониты в аналитической химии [45, 259, 316—320].
Особую группу ионитов представляют собой окислительно-восстановительные полимеры (редокс-полимеры) и электроноионообменникй, получившие в последнее время широкое применение.
Постепенно завоевывают признание и минеральноорганические сорбенты, которые могут использоваться в хроматографии и в химическом катализе.
Применение ионитов в медицине, биологии и фармацевтической промышленности. Важной областью применения ионитов является производство, выделение и очистка антибиотиков (пенициллина, стрептомицина, биомицина и других) [3, 321, 322]. В биологии иониты применяются для разделения аминокислот, деионизации и очистки продуктов гидролиза белков. Создана новая ионитовая технология производства алкалоидов — морфина, кофеина, кодеина и др. Весьма перспективно применение комплексообразующих анионитов в процессах выделения ванилина, гваякола, салициловой кислоты из производственных вод [325].
В последние годы появилось большое число работ, посвященных созданию новых полимерных носителей с функциональными группами для иммобилизации ферментов [326, 327].
В медицине [328—330] иониты используются для извлечения из крови токсических веществ [328]. Для
125
очистки крови применяются в основном катиониты, которые удаляют из нее кальций, увеличивая сроки хранения крови и позволяют консервировать без ввода антикоагулянта. Синтезированы специальные иониты для сорбции антигенов, антител, протромбина и др. Велика роль ионитов в регулировании электролитного состава крови.
Сделаны попытки выделения и очистки вирусов с помощью ионитов. Внедрен в производство метод деионизации и нейтрализации антитоксичных сывороток с помощью катионитов и анионитов,
Глава Н ИОНИТОВЫЕ МЕМБРАНЫ
Еще одним видом ионообменных материалов являются ионитовые мембраны. Опреснение соленых и очистка промышленных сточных вод, удаление радиоактивных продуктов, концентрирование растворов кислот и солей, очистка сахарных сиропов, витаминов, создание мембранных электродов, топливных элементов— вот далеко не полный перечень областей применения ионитовых мембран.
Первые сообщения о синтезе ионообменных мембран появились в 1950 г. [331]. Эти мембраны были получены прессованием ионита с порошком полистирола или полиметилметакрилата. Мембраны бывают трех типов: гомогенные — однофазные мембраны,
ионообменный компонент которых представляет собой сплошную непрерывную фазу;
гетерогенные — двухфазные мембраны, ионообменный компонент которых диспергирован в инертном связующем;
интерполимерные — мембраны, получаемые совмещением ионообменника и связующего.
Наиболее перспективным типом мембран являются гомогенные ионитовые мембраны. В гомогенных мембранах ионообменный компонент образует одну сплошную фазу, что обусловливает высокие показатели электрохимических свойств и их стабильность в процессе эксплуатации.
По способу получения гомогенные ионитовые мембраны можно разделить на следующие группы [332]: поликонденсационные; полимеризационные;
активированные (получаемые химической обработкой инертных полимерных пленок); к этой группе мембран относятся также и гомогенные ионитовые мембраны на основе привитых сополимеров.
127
I,
Поликонденсационные мембраны получают поликонденсацией полиэтиленполиаминов [333], ж-фени-лендиамина [334], этиленимина и других первичных и вторичных аминов с формальдегидом и эпихлоргид-рином. Эти мембраны имеют неудовлетворительные электрохимические характеристики и низкую механическую прочность и не находят практического применения.
Полимеризационные мембраны получают полимеризацией или сополимеризацией ненасыщенных соединений, одно из которых содержит либо ионогенные группы, либо такие функциональные группы, как эфирные, амидные и др. При синтезе мембран этого типа наиболее часто применяют винилпиридины [335], в качестве структурирующего агента применяют дивинилбен-зол. Для получения сильноосновных мембран поливи-нилпиридин алкилируют хлористым метилом, иодистым метилом, галогеналкилами, диметилсульфатом и др.
Гомогенные мембраны получены взаимодействием поливинилбензилтриметиламмонийхлорида с вторичными диаминами [336], а также полимеризацией и сополимеризацией аллильных соединений. В последнем случае хлористый аллил сополимеризуют с дивинилбензолом, выливают на гладкую поверхность, отверждают при нагревании и аминируют триметиламином [337].
