Карбофункциональные полиалкилсилсесквиоксаны с ионообменными и комплексообразующими свойствами

• Автор: Пожидаев, Юрий Николаевич
• Шифр специальности: 02.00.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 320 с. : ил.

1. Кремнийсодержащие сорбционные материалы: методы получения и области практического использования (Обзор литературы)
1.1. Природные и синтетические кремнеземы и цеолиты
1.2. Функционализированные кремнеземы и цеолиты
1.2.1. Иммобилизация органических соединений на поверхности кремнеземов
1.2.2. Иммобилизация кремнийорганических соединений на поверхности кремнеземов
1.2.3. Метод поверхностной сборки
1.2.4. Гидролитический или «золь-гель» метод
1.3. Кремнийорганические полимерные сорбенты
1.3.1. Кремнийорганические сорбенты на основе продуктов полимеризации, сополимеризации и сополиконденсации кремнийорганических и органических мономеров
1.3.2. Полисилоксановые структуры на основе процесса гидролитической поликонденсации и сополиконденсации карбофункциональных кремнийорганических мономеров
2. Синтез карбофункциональных производных кремнийорганических мономеров, полимеров и модифицированных сорбентов
2.1. Синтез кремнийорганических мономеров
2.1.1. Реакции конденсации
2.1.1.1. Конденсация 3-триэтоксисилилпропиламина с органическими соединениями
2.1.1.2. Конденсации 3-триэтоксисилилпропиламина с дихлоридом и оксохлоридами серы
2.1.2. Фотохимическое тиилирование ненасыщенных кремнийорганических и органических соединений
2.1.2.1. Бис(2-триэтоксисилилэтил)сульфид и 2-триэтоксисилил-этантиол
2.1.2.2. Б-Триметоксисилилэтилтиометанкарбоновая кислота
2.1.2.3. Гидрохлориды 2-аминоэтилтиоэтил(триацетокси)силана и 3-аминопропилтиоэтил(триэтокси)силана
2.1.3. Хлорсульфонилметил(метил)дихлорсилан
2.2. Дизайн карбофункциональных полисилоксановых структур
2.2.1. Гидролитическая поликонденсация и сополиконденсация карбофункциональных алкилтриалкоксисиланов
2.2.2. Окислительная гидролитическая поликонденсация 14,ТЧ’-бис(3-триэтоксисилилпропил)тиокарбамида и N-(3-триэтоксисилилпропил)-Ы’-(ацетил)тиокарбамида
2.2.3. Физико-химические свойства гомополимеров и сополимеров - продуктов гидролитической поликонденсации, сополиконденсации и окислительной поликонденсации карбофункциональных алкилтриалкоксисиланов
2.2.4. Аппретирование органических и неорганических материалов карбофункциональными адкилтриалкоксисиланами
Заключение
3. Карбофункциональные полиалкилсилсесквиоксановые сорбенты ГЧ- и N,О-типа
3.1. Пути исследования сорбционной активности:
3.2. Сорбция редких элементов
3.2.1. Общая характеристика редких элементов. Обоснование выбора сорбентов
3.2.2. Определение оптимальных условий извлечения и основных сорбционных показателей
3.2.3. Влияние сопутствующих металлов. Регенерация сорбентов
3.2.4. Сорбционный фильтр для извлечения редких элементов
3.3. Сорбция редкоземельных элементов (РЗЭ)
3.3.1. Общая характеристика редкоземельных элементов.
Обоснование выбора сорбентов
3.3.2. Определение оптимальных условий извлечения и основных сорбционных показателей. Проявление тетрадного эффекта в ряду РЗЭ
3.3.3. Характер взаимодействия ионов РЗЭ с химическиактивными группами полимеров
3.3.4. Применение М,0-функциональных сорбентов для разделения и выделения РЗЭ
3.3.5. Регенерация сорбентов
3.4. Сорбция благородных металлов
3.4.1. И.О-Функциональные сорбенты
3.4.2. Ы-Функциональные сорбенты, содержащие 2-аминопиридиновые и гуанидиновые группировки
3.5. Восстановительная активность поли[М,М’-бис(3-силсескви-оксанилпропил)-8,8-диоксотиокарбамида]
Заключение
4. Карбофункциональиые нолиалкилсилсесквиоксановые сорбенты в- и N,8- типа
4.1. Сорбция токсичных элементов
4.1.1. Токсичные элементы и окружающая среда
4.1.2. Обоснование выбора сорбентов
4.1.3. Влияние кислотности среды и времени контакта на полноту сорбции
4.1.4. Исследование эффективности и избирательности сорбции
4.1.5. Исследование природы взаимодействия металлов с функциональными группами полимеров
4.1.6. Сорбция анионов Вг' и Р'

Ксерогель полимеркаптометилсилсесквиоксана оказался весьма эффективным сорбентом Hg(II) [267], количественно поглощающим ртуть(Н) даже из очень разбавленных растворов (0.01-2 MrHg/л) в широком диапазоне pH (0.3-12). В пределах pH 0.3-3 этот ионит высокоизбирательно сорбирует ртуть(Н) в присутствии преобладающего количества таких металлов как Zn(II), Fe(III), Co(II), Ni(II). Он рекомендован для извлечения ртути из сточных вод хлорного производства [268]. Чрезвычайно высокой активностью этот полимер обладает по отношению к Ag(I) (СОЕ — 1.1 мг-экв/г) [269]. Серебро может быть количественно десорбировано 0.25 м. раствором аммиака. При рН>3 этот сорбент весьма эффективно и избирательно извлекает из водных сред олово(П) и свинец(И) [270], что позволило разработать на его основе метод определения олова и свинца в минеральных водах. Метод заключается в предварительном сорбционном концентрировании металлов и последующем их определением спектральным атомно-эмиссионным методом. Этот метод по экспрессности и точности существенно превосходит известный вариант гидрохимического анализа, основанный на концентрировании микроэлементов способом «сухого остатка» [271,272].
Для получения кремнийорганических сульфокатионитов, в отличие от других исследований [118, 264, 273], где применялся либо метод сульфирования уже полученных сшитых кремнийорганических полимеров [118, 264], либо окисление полисилсесквиоксанилалкилолигосульфидов
[273], синтез сульфокатионитов общей формулы [Oi.5Si(CH2)mS03H]n осуществлен путем окислительной гидролитической поликонденсации триалкоксисилилалкантиолов (схема 1.26).
(RO)3Si(CH2)mSH + ЗН202---► 1/n [0l.5Si(CH2)mS03H]n + 3ROH + 1.5 Н20 (1.26)
Синтезированные таким путем полисульфонилалкилсилсесквиоксаны изолированы и изучены в солевой форме [0i.5Si(CH2)mS03M]n, где М = Na, К
[274]. Они оказались эффективными сорбентами ионов таких