Устойчивые иммобилизованные аминовые сорбенты для извлечения ree и тяжелых металлов из жидких источников - RU2019113772A
Код документа: RU2019113772A
Формула
1. Устойчивый и регенерируемый иммобилизованный аминовый сорбент, отличающийся сочетанием ковалентно иммобилизованного полиамина с эпоксисиланом.
2. Иммобилизованный аминовый сорбент, дополнительно включающий в котором полиамин представляет собой полиэтиленимин с Mw, лежащим в диапазоне от, примерно, 400 до, примерно, 1000000.
3. Иммобилизованный аминовый сорбент по п. 1, в котором полиамин выбран из группы, состоящей из полиэтиленимина (Mw=400-1000000), этилендиамина, диэтилентриамина, триэтилентетрамина, тетраэтиленпентамина, пентаэтиленгексамина, гексаэтиленгептамина, 1,3-циклогексанбис(метиламин)а, 4,4'-метиленбис(циклогексиламин)а, 3,3'-метилендианилина, o-фенилендиамина, м-фенилендиамина, п-фенилендиамина, трис(2-аминоэтил)амина, п-ксилилендиамина, 4-хлор-o-фенилендиамина, н,н'-диметил-1,3-пропандиамина, н,н'-дифенил-п-фенилендиамина, н,н'-диизопропил-1,3-пропандиамина, поливиниламина, полиаллиламина.
4. Иммобилизованный аминовый сорбент по п. 1, в котором эпоксисилан представляет собой 2-(3,4-эпоксициклогексил)этилтриметоксисилан (ECTMS).
5. Иммобилизованный аминовый сорбент по п. 1, в котором иммобилизованный полиамин в сочетании с эпоксисиланом имеет форму либо кусков и частиц чистого полимера, либо иммобилизованного аминового сорбента, нанесенного в качестве функционального компонента на подложку из оксида кремния.
6. Иммобилизованный аминовый сорбент по п. 1, дополнительно включающий завершенный моноэпоксидом или диэпоксидом полидиметилсилоксан, такой как MCR-E11 PDMS или аминосилан.
7. Иммобилизованный аминовый сорбент по п. 6, в котором аминосилан выбран из группы, состоящей из 3-аминопропилтриметоксисилана (APTMS), н-(3-триметоксисилил)пропил)этилендиамина (TMPED) и н-(3-триметоксисилилпропил)диэтилентриамина (TMPDET).
8. Устойчивый и регенерируемый иммобилизованный аминовый сорбент, отличающийся наличием пористой поперечносшитой полимерной сети, состоящей из полиаминов в сочетании с ковалентными сшивающими агентами.
9. Иммобилизованный аминовый сорбент по п. 8, в котором пористая поперечносшитая полимерная сеть представляет собой амино-эпоксидный монолит.
10. Иммобилизованный аминовый сорбент по п. 9, в котором ковалентный сшивающий агент для монолита выбран из группы, состоящей из диэпоксида, такого как диглицидиловый эфир бисфенила А, триэпоксида, такого как н-н-диглицидил-4-глицидилоксианилин, и тетраэпоксида, такого как 4,4'-метиленбис(н,н-диглицидиланилин).
11. Иммобилизованный аминовый сорбент по п. 9, в котором монолит иммобилизован на оксиде кремния.
12. Иммобилизованный аминовый сорбент по п. 8, в котором пористая полимерная сеть представляет собой гидрогель на основе акриламида.
13. Иммобилизованный аминовый сорбент по п. 12, в котором гидрогель на основе акриламида представляет собой органический гидрогель акриламида, не содержащий частиц оксида кремния.
14. Иммобилизованный аминовый сорбент по п. 11, в котором гидрогель на основе акриламида представляет собой гибридный органический/неорганический гидрогель акриламида, содержащий частицы оксида кремния в полимерной сети, а также выполняющие роль подложки, которая содержит гидрогель.
15. Иммобилизованный аминовый сорбент по п. 12, в котором гидрогель на основе акриламида синтезирован путем термополимеризации акриламида на полимерной цепи PEI с н,н'-метилен-бисакриламидом.
16. Иммобилизованный аминовый сорбент по п. 8, в котором полиамин выбран из группы, состоящей из полиэтиленимина с Mw, лежащем в диапазоне от, примерно, 400 до, примерно, 1000000, этилендиамина, диэтилентриамина, триэтилентетрамина, тетраэтиленпентамина, пентаэтиленгексамина, гексаэтиленгептамина, 1,3-циклогексанбис(метиламин)а, 4,4'-метиленбис(циклогексиламин)а, 3,3'-метилендианилина, o-фенилендиамина, м-фенилендиамина, п-фенилендиамина, трис(2-аминоэтил)амина, п-ксилилендиамина, 4-хлор-o-фенилендиамина, н,н'-диметил-1,3-пропандиамина, н,н'-дифенил-п-фенилендиамина, н,н'-диизопропил-1,3-пропандиамина, поливиниламина, полиаллиламина.
17. Способ изготовления композиции устойчивого регенерируемого иммобилизованного аминового сорбента, включающий:
выбор некоторого количества различных полиаминов и эпоксисилана;
соединение выбранных количеств различных полиамнов с эпоксисиланом с образованием сорбента.
18. Способ по п. 17, в котором количество различных полиаминов и эпоксисиланов выбрано на основании, по меньшей мере, количества подлежащих улавливанию редкоземельных элементов (REE).
19. Способ по п. 17, в котором полиамин выбран из группы, состоящей из полиэтиленимина с Mw от 400 до 1000000, этилендиамина, диэтилентриамина, триэтилентетрамина, тетраэтиленпентамина, пентаэтиленгексамина, гексаэтиленгептамина, 1,3-циклогексанбис(метиламин)а, 4,4'-метиленбис(циклогексиламин)а, 3,3'-метилендианилина, o-фенилендиамина, м-фенилендиамина, п-фенилендиамина, трис(2-аминоэтил)амина, п-ксилилендиамина, 4-хлор-o-фенилендиамина, н,н'-диметил-1,3-пропандиамина, н,н'-дифенил-п-фенилендиамина, н,н'-диизопропил-1,3-пропандиамина, поливиниламина, полиаллиламина.
20. Способ по п. 17, в котором эпоксисилан представляет собой 2-(3,4-эпоксициклогексил)этилтриметоксисилан.
21. Способ по п. 17, дополнительно включающий соединение оксида кремния с выбранными количествами различных полиамнов с эпоксисиланом.
22. Способ по п. 17, дополнительно включающий аминосилан.
23. Способ по п. 22, в котором аминосилан выбран из группы, состоящей из 3-аминопропилтриметоксисилана (APTMS), н-(3-триметоксисилил)пропил)этилендиамина (TMPED) и н-(3-триметоксисилилпропил)диэтилентриамина (TMPDET).
24. Способ использования материала устойчивого регенерируемого сорбента для улавливания редкоземельного элемента (REE) из некоторого источника, при этом, материал сорбента отличается сочетанием ковалентно иммобилизованного полиамина с эпоксисиланом; при этом, способ включает:
воздействие жидкого источника на материал сорбента; и
улавливание из источника, по меньшей мере, одного REE.
25. Способ по п. 24, дополнительно включающий наличие адсорбирующих REE центров внутри недорогих частиц оксида кремния.
26. Способ по п. 24, дополнительно включающий высвобождение адсорбированных металлов и регенерацию материала сорбента.
27. Способ по п. 24, в котором, по меньшей мере, один REE выбран из группы, состоящей из La, Ce, Nd, Eu, Pr, Y, Dy и Yb плюс Sc и вся оставшаяся группа металлов-лантаноидов (REE; Pm, Sm, Gd, Tb, Ho, Er, Tm и Lu).
28. Способ по п. 24, дополнительно включающий предварительное концентрирование, по меньшей мере, одного REE до концентрации порядка частей на миллион.
29. Способ по п. 24, дополнительно включающий селективное высвобождение критически важных тяжелых металлов из источника.
30. Способ по п. 29, в котором критически важные тяжелые металлы выбраны из группы, состоящей из Pb, Cu, Zn, Fe, Al, Mn, Ni, Mg.
31. Способ по п. 24, в котором источник является жидким источником.
32. Способ по п. 31, в котором жидкий источник является водой гидроразрыва.
33. Способ по п. 31, в котором жидкий источник является дренажом кислых шахтных вод.
34. Способ по п. 31, дополнительно включающий улавливание, по меньшей мере, одного тяжелого металла.
35. Способ по п. 24, в котором, по меньшей мере, один тяжелый металл выбран из группы, состоящей из Pb, Cu, Zn, Fe, Al, Mn, Ni, Mg, La, Ce, Nd, Eu, Pr, Y, Dy и Yb плюс Sc и вся оставшаяся группа металлов-лантаноидов (REE; Pm, Sm, Gd, Tb, Ho, Er, Tm и Lu).
36. Способ использования материала устойчивого регенерируемого сорбента для улавливания некоторого элемента из некоторого источника, при этом, материал сорбента отличается сочетанием ковалентно иммобилизованного полиамина с эпоксисиланом; при этом, способ включает:
воздействие жидкого источника на материал сорбента; и
улавливание из источника, по меньшей мере, одного природного элемента.
37. Способ по п. 36, в котором природным элементом является барий.
38. Способ по п. 37, в котором барий выбран из группы, состоящей из:
39. Способ по п. 36, в котором природным элементом является стронций.
40. Способ по п. 36, в котором стронций выбран из группы, состоящей из:
