Распределение аммиака, моно-, ди- и триэтиламина в системе «водный раствор–газовая фаза»

The equilibrium distribution of ammonia, ethylamine, diethylamine and triethylamine between their aqueous solutions and the gas phase at 25 ± 0.1 °C have been investigated under equilibrium conditions. Based on the results obtained (using the equations of Henry’s law and the ionization constant), Henry’s constants for these substances have been calculated with the consideration of their interaction with water. It was established that Henry’s law is valid, at least, in the range of amine concentrations in the air 0–200 mg/m3.В статических условиях исследовано равновесное распределение аммиака, этиламина, диэтиламина и триэтиламина между их водными растворами и газовой фазой при 25 ± 0,1 °С. На основании полученных результатов, путем комбинирования уравнений закона Генри и констант ионизации, рассчитаны константы Генри указанных соединений с учетом их взаимодействия с водой. Закон Генри соблюдается, по крайней мере, в интервале концентраций аминов в воздухе 0–200 мг/м3

Индикаторные материалы на основе волокнистых ионитов для визуализации ресурса фильтров химической очистки воздуха

On the base of fibrous ion exchangers, indicator materials were obtained for sorbates of an alkaline and acidic nature, intended to visualize the working time of the filter layer during ion exchange air purification. The optimal conditions for their production and operation were determined. The practical applicability for the manufacture of indicator cartridges for filters of deep air purification and personal protective equipment for human respiratory organs and skin with the aim of timely visualizing of the sorption resource depletion, due to the contrast and sensitivity of the color change, was demonstrated.На основе волокнистых ионитов получены индикаторные материалы для сорбатов щелочной и кислотной природы, предназначенные для визуализации времени отработки фильтровального слоя при ионитной очистке воздуха. Определены оптимальные условия их получения и эксплуатации, показана практическая применимость, обусловленная контрастностью и чувствительностью изменения окраски, для изготовления индикаторных патронов фильтров глубокой очистки воздуха в производстве средств индивидуальной защиты органов дыхания и кожных покровов человека с целью своевременного выявления момента отработки волокнистых ионитов в составе ионообменных фильтров различных конструкций

Титрование слабоосновных волокнистых анионитов в присутствии комплексообразующих двухвалентных катионов

Curves of potentiometric titration of fully protonized fibrous ion exchangers with potassium hydroxide against the background of 1 M KCl in the presence of chlorides of Ni2+, Со2+, Сu2+ and Ca2+ were obtained. The ion exchangers were synthesized by modifying of industrial polyacrylonitrile fiber with diethylenetriamine and triethylenetetraamine and predominantly contained functional groups R-CO-NH- (CH2CH2NH)nH (n = 2 or 3) and a small amount of carboxyl groups. The sorption of Ni2+, Со2+, Сu2+ и Ca2+by ion exchangers was calculated from the data obtained depending on the pH of the medium. It was found that the investigated ion exchangers with high selectivity sorb heavy metal ions in a wide range of acidity of solutions (pH 2–9) due to the formation of metal-polymer complexes with polyamine functional groups. The maximum sorption capacity is 1.5–2.7 and 4–5 meq/g for ion exchangers with n = 2 and 3, respectively.Получены кривые потенциометрического титрования полностью протонизированных волокнистых ионитов гидроксидом калия на фоне 1 М KCl в присутствии хлоридов Ni2+, Со2+, Сu2+ и Ca2+. Иониты были получены модификацией промышленного полиакрилонитрильного волокна диэтилентриамином и триэтилентетраамином, преимущественно содержали функциональные группы R-CO-NH-(CH2CH2NH)nH (n = 2 или 3) и небольшое количество карбоксильных групп. Из полученных данных рассчитана сорбция Ni2+, Со2+, Сu2+ и Ca2+ ионитами в зависимости от рН среды. Установлено, что исследованные иониты с высокой селективностью сорбируют ионы тяжелых металлов в широком интервале кислотности растворов (рН 2–9) благодаря образованию металл-полимерных комплексов с полиаминными функциональными группами. Максимальная сорбционная емкость составляет 1,5–2,7 и 4–5 мэкв/г для ионитов с n = 2 и 3 соответственно

Катализатор восстановления оксида азота оксидом углерода

The catalyst for NO reduction by carbon monoxide containing copper chromite, chromium, copper and iron oxides on y-Al2O3, has been developed. NO conversion over the catalyst in the reaction mixture containing 10 vol.% of oxygen is up to 83 % (200 °C, 12 000 h-1). Carbon monoxide oxidation proceeds at the expense of catalyst lattice oxygen, and the resultant reduced sites are oxidized by nitrous oxide or oxygen from gaseous phase.Разработан катализатор восстановления NO оксидом углерода, содержащий хромит меди, оксиды хрома, меди и железа на y-Al2O3. Конверсия NO в его присутствии достигает ~83 % при 10 об.% кислорода в газовой смеси (200оС, 12000 ч-1). Окисление СО идет за счет решеточного кислорода катализатора, а образующиеся восстановленные центры катализатора окисляются оксидом азота или газообразным кислородом

Получение новых ионитов на основе полиакрилонитрильного волокна Нитрон С

New ion exchangers based on polyacrylonitrile fiber were obtained by catalytic amination of nitrile groups with tetraethylenepentaamine and pentaethylenehexaamine. Chelating ion exchangers with aminodiacetic functional groups were obtained on the base of these materials. The acid-base parameters of the functional groups of obtained ion exchangers were determined by potentiometric titration: initial polyampholytes have a high anion exchange capacity (Eb = 4.5–5.5 m-eq/g) distributed between three types of groups with pKa equal to 3.3, 6.2 and 9.2, and a cation exchange capacity with Ea ≈ 1 m-eq/g and pKa ≈ 10.7; chelating ion exchangers on their base contain three types of acid groups with pKa approximately equal to 3.5, 6.0, 10.5 and two types of anion-exchange groups with pKa equal to 2.0 and 6.0. Initial polyampholytes have a high efficiency in the processes of air purification from acidic impurities (experimental data for sulfur dioxide), chelating ion exchangers – in the processes of water purification from heavy metal ions.Получены новые волокнистые иониты путем каталитического аминирования нитрильных групп полиакрилонитрильного волокна тетраэтиленпентаамином и пентаэтиленгексаамином. На их основе получены хелатные иониты с аминодиацетатными функциональными группами. Методом потенциометрического титрования определены кислотно-основные параметры функциональных групп ионитов, полученных в оптимальных условиях: исходные полиамфолиты имеют высокую анионообменную емкость (Еb = 4,5–5,5 м-экв/г), распределенную между тремя видами групп с рКа равными 3,3, 6,2 и 9,2, и катионообменную емкость Еа ≈ 1 м-экв/г с рКа ≈ 10,7; хелатные иониты на их основе содержат три вида кислотных групп с рКа ≈ 3,5, 6,0, 10,5 и два типа анионообменных групп с рКа = 2,0 и 6,0. Показана эффективность исходных полиамфолитов при очистке воздуха от примесей кислотной природы (на примере диоксида серы), хелатных ионитов – при очистке воды от ионов тяжелых металлов

Кислотно-основные свойства волокнистых полиамфолитов с аминодиацетатными группами

Polyampholytes, containing aminodiacetic functional groups, on the base of polyacrylonitrile fiber Nitron C were obtained by the amination reaction of nitrile groups with polyamines (number of repeating units from 1 to 5) and subsequent alkylation with monochloroacetic acid. The experimental results of potentiometric titration and sorption of supporting electrolyte (kCl) ions by synthesized ion exchangers were obtained, which made it possible to determine the acidity parameters of functional groups: the presence of four types of cation exchange and two types of anion exchange groups was detected in polyampholytes, the sequence of their neutralization in the titration process was established.Аминированием полиакрилонитрильного волокна Нитрон С полиаминами с числом повторяющихся звеньев 1–5 и их последующим алкилированием монохлоруксусной кислотой получены полиамфолиты, содержащие в своей структуре аминодиацетатные группы. Получены экспериментальные результаты потенциометрического титрования и сорбции противоионов поддерживающего электролита (kСl) синтезированными ионитами, которые позволили определить параметры кислотности функциональных групп: в полиамфолитах обнаруживается присутствие четырех видов катионообменных и двух видов анионообменных групп, установлена последовательность их нейтрализации в процессе титрования

Каталитический способ получения полиамфолитов на основе полиакрилонитрильного волокна

Fibrous amino carboxylic ion exchangers with different anionic and cationic exchange capacity have been prepared by a new method of the high-temperature catalytic amination of the PAN fiber nitrile groups. Chelating ion exchangers with aminodiacetic functional groups has been obtained from these ion exchangers by alkylation reaction. Mechanical properties of monofilaments of obtained materials have been studied. Acid-base properties for each functional group type of the synthesized ion exchangers have been determined by the earlier proposed method.Новым способом высокотемпературного каталитического аминирования нитрильных групп ПАН волокнаполучены аниониты с различной обменной емкостью и соотношением между карбоксильными и аминнымигруппами. На их основе путем алкилирования получены хелатные иониты с аминоацетатными и аминодиацетатными функциональными группами. Определена механическая прочность моноволокон полученных ионитов. С использованием предложенного ранее метода анализа результатов потенциометрического титрования определены кислотно-основные свойства синтезированных материалов с разделением функциональных групп по видам

КАТАЛИТИЧЕСКИЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ И СОРБЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ВОЛОКНИСТОГО АНИОНИТА С ТРЕТИЧНЫМИ АМИНОГРУППАМИ

A new method for the catalytic preparation (using copper salts) of the anion exchanger with ternary amino groups has been developed. The best conditions for synthesis of this ion exchanger, such as catalyst and aminating agent (dimethylamino propylamine) concentrations and process time, have been found. The acid-base properties of functional groups have been determined by potentiometric titration. By the analysis of isopiestic curves, water-holding capacity of the anion exchanger has been estimated and these results used for determination of the anion exchanger applicability for air purification. The experimental sorption results show the practical applicability of the ion exchanger for air purification from acidic impurities (on the example of sulfur dioxide sorption) in a wide range of relative humidity.Разработан новый способ каталитического (с использованием солей меди) синтеза анионита, содержащего в своей структуре третичные аминогруппы. Подобраны оптимальные условия получения ионита (концентрации катализатора и аминирующего агента (диметиламинопропиламин), время процесса). Методом потенциометрического титрования с использованием многих навесок определены кислотно-основные параметры функциональных групп полученного ионита. На основе анализа изопиестических кривых охарактеризована водоудерживающая способностьанионита, необходимая для оценки возможности его применения в газоочистке. Показана практическая применимость ионита в процессах очистки воздуха от кислотных загрязнений (на примере диоксида серы) в широком диапазоне относительной влажности

Сорбция этиламинов из воздуха волокнистыми ионитами. 2.Слабокислотный карбоксильный катионит Фибан К-4

Sorption properties of fibrous weak acid cation exchanger FIBAN K-4 have been investigated for sorption of mono-, di- and triethylamine from air. It has been found that main factors governing sorption effectiveness are: a) relative humidity; b) kinetic factors (amines’ low diffusion speed into the ion exchanger phase). Increased swelling for the ion exchanger in the amine ionic form has been observed. By ab initio quantum chemical calculations it has been shown that water molecules in the ion exchanger are located between amine molecules (ions) and functional groups, forming an intermediate layer.Исследованы сорбционные свойства волокнистого карбоксильного катионита ФИБАН К-4 при сорбции из воздуха этиламина, диэтиламина и триэтиламина в динамических условиях при различной относительной влажности. Установлено, что относительная влажность (а соответственно влагосодержание ионита) является ключевой составляющей, определяющей эффективность сорбции. Установлено, что при сорбции аммиака и этиламинов из воздуха дополнительным фактором, определяющим эффективность сорбции, является не кислотно-основная сила извлекаемого соединения, а кинетические факторы, связанные с медленностью диффузии молекул аминов в неполностью набухшем ионите. Установлено, что набухание карбоксильного катионита существенно увеличивается (в 2-3 раза по сравнению с исходной Н-формой) при увеличении степени нейтрализации карбоксильных групп ди- и триэтиламином, проходя через минимум при невысоких степенях нейтрализации. Повышенное набухание объяснено с помощью неэмпирических квантово-химических расчетов супрамолекулярных систем: молекулы воды в рассмотренной структуре находятся между молекулами (ионами) амина и функциональными группами, образуя прослойку между ними

ПОЛУЧЕНИЕ И СВОЙСТВА НОВОГО ВОЛОКНИСТОГО АНИОНИТА С ФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ ГРУППАМИ АМИНОЭТИЛПИПЕРАЗИНА

A new anion exchanger with aminoethylpiperazine functional groups has been synthesized from polyacrylonitrile fiber. The subsequent alkylation with epichlorohydrin afforded another anion exchanger with strong base functional groups. The optimal conditions for synthesis of these ion exchangers have been found, their physical chemical and sorption properties have been investigated. Experimental data of sulfur dioxide sorption on the ion exchanger with aminoethylpiperazine functional groups show its practical applicability for air purification from acidic pollutants.На основе полиакрилонитрильного волокна синтезирован новый ионит с функциональными группами аминоэтилпиперазина. Последующей реакцией алкилирования эпихлоргидрином получен анионит, содержащий в своей структуресильноосновные группы. Подобраны оптимальные условия синтеза данных ионитов. Исследованы их физико-химические и сорбционные характеристики. На основании данных по поглощению диоксида серы показана практическая применимость ионита с группами аминоэтилпиперазина для очистки воздуха от примесей кислотной природы