Новые типы полиорганилсилсесквиоксанов, обладающих сорбционными и металлохромными свойствами

• Автор: Оборина, Елизавета Николаевна
• Шифр специальности: 02.00.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 103 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Принятые сокращения
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКИЕ ИОНООБМЕННЫЕ И КОМПЛЕКСООБРАЗУЮЩИЕ СОРБЕНТЫ
(обзор литературных данных)
1.1 Сорбенты на основе ковалентно модифицированных кремнеземов
1.2 Сорбенты на основе нековалентно модифицированных кремнеземов
1.3 Карбофункционапьные полиорганилсилсесквиоксаны
ГЛАВА 2. ПОЛИОРГАНИЛСИЛСЕСКВИОКСАНЫ (СИНТЕЗ И СВОЙСТВА)
(обсуждение результатов)
2.1 Синтез исходных кремнийорганических мономеров
2.2 Синтез карбофункциональных полиорганилсилсесквиоксанов
2.3 Сорбционные свойства полиорганилсилсесквиоксанов
2.4 Металлохромные свойства полиорганилсилсесквиоксанов
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
АГМ-9 - 11-(3-триэтоксисилилпропил)амин
Г1С0Т-3 - поли[бмс-Ы,Ы’-(3-силсесквиоксанилпропил)-8,В-диоксотио-
карбамид]
ПССГ-3 - поли[бис-Ы,Ы’-(3-силсесквиоксанилпропил)гуанидин]
ПССМГ-3 - поли[б«с-Н’-(3-силсесквиоксанилпропил)метилгуанидин] ПСТМ-3 - поли[бис-М,1М’-(3-силсесквиоксанилпропил)тиокарбамид] ПСТАМ-3 - поли[Ы-(3-силсесквиоксанилпропилтиокарбамато)-Ы-(3-силсесквиоксанилпропил)аммония]
СПБГ-3 - сополиконденсат М-(3-триэтоксисилилпропил)амина и 1-(ТЧ-3-триэтоксисилилпропил)бигуанидина
ПСИГ-3 - поли[бис-1,3-М,М’-(3-силсесквиоксанилпропил)иминогуанидин] ПСТУ-3 - пол и [бис-Ы, Ы’-(3-силсесквиоксанилпропил)тиурамдисульфид]
РЗЭ - редкоземельные элементы
ССЕ - статическая сорбционная емкость (мг/г)
ПСЕ - полная сорбционная емкость (мг/г)
ВВЕДЕНИЕ
Внедрение процессов сорбции и ионного обмена в самые различные отрасли науки и техники стимулирует получение новых сорбционных материалов, позволяющих понижать порог определения отдельных элементов, возможность их выделения из бедных геологических объектов, а также обладающих повышенной термической, химической и радиационной стабильностью. В этом отношении большое значение за последние годы приобрели ковалентно и нековалентно модифицированные кремнеземы [1], играющие важную роль в аналитической химии для создания высокочувствительных и эффективных методов органического и неорганического анализа. Особый интерес в этом плане представляют кремнийорганические полимеры сшитой трехмерной структуры полиорганилсилсесквиоксаны, содержащие в органическом радикале карбофункциональные ионогенные и комплексообразующие группировки.
Метод их синтеза предельно прост и заключается в гидролитической поликонденсации или сополиконденсации соответствующих
карбофункциональных кремнийорганических мономеров [2, 3]. Разработка путей синтеза и изучение свойств таких сорбентов является одним из приоритетных направлений исследований в области кремнийорганической химии, развиваемых в Иркутском институте химии им. А.Е. Фаворского СО РАН под руководством академика М.Г. Воронкова и профессора H.H. Власовой. Продолжением этих исследований и является настоящая работа.
Кроме того в последние годы все большее значение в аналитической практике приобретают экспрессные «тест-методы» качественного и полуколичественного, а в некоторых случаях и количественного определения отдельных элементов и веществ [4]. Эти методы чаще всего основаны на цветных реакциях комплексообразования или ионного обмена между субстратом и аналитической тест-системой. В качестве тест-систем очень часто используются и кремнеземы, модифицированные аналитическими

! /СН2 - С
О - 5і(СН2)3і + NN -НЕС

С'Н2 - С
II о

. сн2 - с
' сн2 - с - ОС2Н, II о
О — 5і-СН2-СН2-СН2-N I

II о
(1.21)
Сорбционная активность полимера 43 изучена на примере двух- и трехвалентных ионов металлов Мп2+, Ее3+, Со2+, №2+, Си2+ и 2п2+. Его отличительной особенностью является способность гидролизоваться в кислых средах с выделением диэтилиминодиацетата, поэтому этот полимер следует рассматривать не как сорбент вышеуказанных элементов, а скорее как их экстрагент. В сильно кислых и основных средах он претерпевает распад с разрывом силоксановых связей 81-0.
Сорбент 43 был синтезирован позднее по иной схеме гидролитической сополиконденсацией, проводимой в растворе соляной кислоты, тетраэтоксисилана с продуктом взаимодействия 3-аминопропил(триэтокси)силана с этилхлорацетатом [64] (схема 1.22).
(О ЬОЬЖП ЬЬМ Ь * І ІСІ-ЬСООСоІ |5 —► (СНЮДЯКСНзДЫНСГЬСООСзН,

' I
(СТ І',())іХІ(СІЫ-,Ц|-К:Н2СС)ОС?115 + 2(С2Н50)4Я о- 5і(СН2)3ХНСН2СООС2Н5
/ 1

(1.22)

- 0-8і(СН2)3ШСН2С00Н

ПоДученный таким путем сорбент 43 образует с ионами Ыг и Си комплексы состава 1:1.
Широкая серия сорбентов, синтезированных аналогично сорбенту 43 либо путем гидролитической сополиконденсации 8І((Ж)4 с карбофункциональными кремнийорганическими мономерами (КО)з8і(СН2)зХ