Список тематических статей

Анионообменные смолы

Полиоснования, смоляные аниониты, сетчатые синтетические полимеры, способные к обмену анионов при контакте с растворами электролитов. В полимерной матрице (каркасе) анионообменные смолы фиксированые положительные электрические заряды, которые компенсируются подвижными анионами, участвующими в обмене. По степени диссоциации ионогенных групп анионообменные смолы делят на слабо (низко)-, средне (промежуточно)- и сильно (высоко)основные.

Смолы первых двух типов содержат первичные, вторичные или (и) третичные аминогруппы, сильноосновные смолы – четвертичные аммониевые, пиридиниевые, фосфониевые или (и) третичные сульфониевые группы. По структуре различают микропористые, или гелевые, и макропористые анионообменные смолы.

Гелевые смолы могут быть гетеро- или изопористыми; в полимерном каркасе последних поперечные связи расположены относительно регулярно, что обусловливает их повышенную проницаемость, способность обратимо сорбировать крупные органические ионы и стойкость к «отравлению» органическими веществами. Макропористые анионообменные смолы имеют губчатую (микрогетерогенную) структуру, пронизанную каналами с надмолекулярными размерами. Пористость таких анионообменных смол, сохраняющаяся и после их высушивания, обеспечивает высокую скорость обменных процессов.

Наиболее распространенный способ получения анионообменных смол – химические превращения сетчатых сополимеров, например: хлорметилирование и последующее аминирование сополимера стирола с дивинилбензолом; действие N-алкилированных алифатических аминов на сополимеры метилакрилата с дивинилбензолом; алкилирование по атому N сополимера 2-винилпиридина с дивинилбензолом. Некоторые анионообменные смолы получают поликонденсацией (например, меламина с формальдегидом или полиэтиленполиаминов с эпихлоргидрином и пиридином), а также сополимеризацией мономеров, содержащих функциональные группы (например, винилпиридинов или аллиламинов), с диенами.

Анионообменные смолы макропористой структуры получают введением при сополимеризации растворителей, не сольватирующих полимер, или веществ, не реагирующих с мономерами (например, полистирола, октиловой кислоты), и их удалением из образовавшегося полимера. Сетку поперечных связей в изопористых анионообменные смолы создают после завершения полимеризации мономеров, образующих основу анионита.

Анионообменные смолы – твердые зернистые продукты от серовато-белого до красновато-коричневого цвета. Размер зерен, которые могут иметь сферическую или неправильную форму, лежит в пределах 0,3-2,0 мм. Химическая и термическая стойкость анионообменных смол ниже, чем у капшонообменных смол. В щелочной среде они подвергаются деструкции. Все анионообменные смолы горючи. Сродство смол к различным анионам определяется их структурой и характером функциональных групп.

Например, для гелевой смолы с четвертичными аммониевыми группами оно увеличивается в ряду: F-, ОН-, Сl-, NO₂-, CN-, Br-, NO₃-, HSO₄-, I-, SON-, СlO₄-, МоО₄-^2-, СrO₄^2-, SO₄^2-, РО₄^3-, AsO₄^3-. Обменная емкость анионообменных смол составляет 0,75-2,6 мг-экв/мл.

Анионообменные смолы применяют при водо подготовке (обычно в сочетании с катионообменными смолами), для очистки сточных вод (в частности, от радиоактивных анионов), извлечения Ge, Re, Mo, U, Au, W и других металлов в гидрометаллургии, удаления красящих веществ и других примесей в гидролизном и сахарном производствах, получения ионитовых мембран, в ионообменной хроматографии, как катализаторы конденсации и гидролиза в органической химии и других.

Гладкова Наталья