JPS6325603B2 - - Google Patents

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JPS6325603B2
JPS6325603B2 JP10119184A JP10119184A JPS6325603B2 JP S6325603 B2 JPS6325603 B2 JP S6325603B2 JP 10119184 A JP10119184 A JP 10119184A JP 10119184 A JP10119184 A JP 10119184A JP S6325603 B2 JPS6325603 B2 JP S6325603B2
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JP
Japan
Prior art keywords
resin
chelate
reaction
ethylamino
chelate resin
Prior art date
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Expired
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JP10119184A
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Japanese (ja)
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JPS60123508A (en
Inventor
Toshiro Yokoyama
Toshishige Suzuki
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
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Publication date
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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、重金属イオンに対して優れた吸着能
を示す新規なキレート樹脂の製造方法、さらに詳
しくいえばキレート形成基としてN,N′−ビス
(カルボキシメチル)置換2−〔2−(2−ピリジ
ル)−エチルアミノ〕−エチルアミノ基をもつキレ
ート樹脂の製造方法に関するものである。 従来、産業廃水、鉱山廃水などの廃水からの有
害金属の除去、あるいはこれらの廃水や海水から
未利用資源としての重金属の回収が図られ、その
1つの方法としてキレート樹脂を用いる方法が提
案されている〔例えば「ケミカル・インダストリ
ー(Chem.Ind.)」、1975年、第634頁、及び同誌
1977年、第706頁参照〕。 そして、現在実用に供されているキレート樹脂
としては、アルキルポリアミン型、イミノ二酢酸
型などが知られているが、これらは多くの金属イ
オンに対し、優れた吸着能を有する反面、各金属
に対する吸着容量、選択性の点で必ずしも十分で
ないため、さらに改良が望まれている。 本発明者らは、このような実情に鑑み、従来の
キレート樹脂よりも、さらに優れた吸着容量と選
択性を備えたキレート樹脂を開発すべく鋭意研究
を重ねた結果、キレート形成基として、N,
N′−ビス(カルボキシメチル)置換2−〔2−
(2−ピリジル)−エチルアミノ〕−エチルアミノ
基を有するキレート樹脂とすることにより、その
目的を達成することを見出し、この知見に基づい
て本発明をなすに至つた。 すなわち、本発明は、式 で示される2−〔2−(2−ピリジル)−エチルア
ミノ〕−エチルアミノ基をもつ樹脂に、上記置換
基中のアミノ窒素原子1g原子当り2g分子以上
のモノハロゲノ酢酸塩を反応させることを特徴と
する、式 で示されるN,N′−ビス(カルボキシメチル)
置換2−〔2−(2−ピリジル)−エチルアミノ〕−
エチルアミノ基をもつキレート樹脂の製造方法を
提供するものである。 本発明方法の原料として用いられる、前記式
()の置換基をもつ樹脂は、文献未載の物質で
あつて、例えばハロゲン原子をもつ樹脂に、式 で示される化合物を反応させることによつて製造
することができる。 この際用いられるハロゲン原子をもつ樹脂は、
基本分子鎖に直接ハロゲン原子が結合しているも
のであつてもよいし、またペンダント基中にハロ
ゲン原子をもつものであつてもよい。このような
ハロゲン原子をもつ樹脂としては、例えばポリ塩
化ビニル、ポリ塩化ビニリデンのようなハロゲン
化オレフインの重合体、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン、ポリスチレンのような重合体のハロゲン
化物などを挙げることができる。また、これらの
重合体を形成する単量体と他のエチレン系不飽和
単量体との共重合体であつてもよい。特に好まし
いのは、ゲル型又は巨大網目状ポリスチレン−ジ
ビニルベンゼン共重合体クロルメチル化した樹脂
である。 また、このハロゲン原子をもつ樹脂と反応させ
るN−〔2−(2−ピリジル)−エチル〕−エチレン
ジアミンは既知の化合物であり、例えば「インオ
ーガニツク・ケミストリー(Inorg.Chem.)」、第
3巻、第881頁(1964年)に記載されている方法
によつて製造することができる。 このアミンはキレート形成に有効な多座配位子
であり、また末端に芳香族性を持つピリジン環を
有していることにより、ハロゲン含有樹脂と反応
する際に高分子鎖間あるいは高分子鎖内の架橋反
応が著しく抑制されるという利点をもつている。 ハロゲン原子をもつ樹脂と上記のアミンとの反
応は、溶媒中で該樹脂のハロゲン1g原子に対し
て1g分子以上のアミンを用いて行われるが、反
応で生成される塩酸を除去するために、2〜5g
分子のピリジルアルキルアミンを用いるので有利
である。この際の溶媒としては、水、メチルアル
コール、エチルアルコール、プロピルアルコー
ル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ベンゼ
ン、トルエン、N,N−ジメチルホルムアミド、
N,N−ジメチルスルホキシドなどが用いられ
る。特に反応温度との関係でジオキサンが好まし
い。反応の温度としては90〜110℃の範囲が用い
られる。上記温度以上では、原料アミンの熱分解
反応あるいはハロゲン含有樹脂の脱ハロゲン反応
が起るし、また上記温度以下では反応率が低下
し、いずれの場合も得られた反応生成物の金属イ
オン吸着能が低下するので好ましくない。反応の
時間は通常1時間以上であるが、反応時間が短い
と、反応率が低下するので12〜48時間が適当であ
る。 本発明方法においては、このようにして得た樹
脂に、モノハロゲノ酢酸塩例えばモノクロル酢酸
ナトリウム又はモノブロモ酢酸ナトリウムを反応
させてアミノポリカルボン酸型キレート樹脂を製
造する。この反応は、樹脂中に含まれるアミノ窒
素原子1g原子に対して1g分子以上好ましくは
2〜4g分子のモノハロゲノ酢酸塩を水溶液の形
で加えることによつて行われる。このモノハロゲ
ノ酢酸塩としては反応温度を低くする関係上、反
応性の高いモノブロモ酢酸ナトリウムが好まし
い。反応温度としては、10〜60℃の範囲内で選ば
れ、反応時間は通常24〜48時間の範囲で十分であ
る。 このようにして得られた生成物は、洗浄、乾燥
したのち、そのままキレート樹脂として使用する
ことができる。 本発明により得られるキレート樹脂は、モリブ
デン()、バナジウム()、コバルト()、
ニツケル()、銅()などと安定な錯体を形
成するので、これらの金属の分離、回収用として
好適である。 本発明により得られるキレート樹脂は、従来の
ものに比して極めて優れた金属イオン吸着能と、
選択性を有しており、各種廃水、鉱内水、海水等
から金属イオンを吸着採取するのに有効であり、
再生繰り返し使用においてもほとんど樹脂吸着能
に低下が見られないという利点を有する。 次に実施例により、さらに詳細に説明する。 参考例 スチレンと2重量%のジビニルベンゼンとから
成るゲル型共重合体(200〜400メツシユ)を、公
知の方法〔ジヤーナル・オブ・ケミカル・ソサエ
テイ(J.Chem.Soc.)」、1953年、第4097頁〕に従
つてクロルメチル化して、塩素含有率20.82%
(5.8mmole/g−乾燥樹脂)のクロルメチルポ
リスチレン樹脂を製造した。 次に、ジオキサン250ml中に前記のクロルメチ
ルポリスチレン17.3gとN−〔2−(2−ピリジ
ル)−エチル〕−エチレンジアミン66gを加え、
100℃で48時間かきまぜた。この反応生成物をろ
過し、水、ジオキサンで十分に洗浄し、乾燥する
ことにより、次の分析値を示す淡黄色樹脂22gを
得た。以下この樹脂をキレート樹脂Aという。 元素分析値 Cl:2.29%、N:10.68% 配位子含有率 2.54mmole/g−乾燥樹脂 実施例 モノブロモ酢酸54gを含む水溶液150mlに、氷
冷下、水酸化ナトリウム31gを含む水溶液150ml
を滴下した。滴下終了後、参考例で得た、キレー
ト樹脂A17gを加え室温で120時間かきまぜた。
次いで樹脂を取し、2M塩酸で洗浄した後、
液が中性になるまで十分に水洗し、乾燥し、次の
分析値を示す淡黄色樹脂20.7gを得た。(本樹脂
をキレート樹脂Bという)。 元素分析値 Cl:0.44%、N:8.46% 配位子含有率 2.01mmole/g−乾燥樹脂 応用例 1 実施例で得たキレート樹脂B及び市販のイミノ
ジ酢酸型キレート樹脂C500mgを10mMのモリブ
デン()を含む1000ml水溶液に加え、所定のPH
に調整した。室温で3時間かきまぜた後、溶液を
分離し、樹脂に吸着されたモリブデン()を
2M水酸化ナトリウムにより溶離した。この溶離
液を定量し、吸着量を求めた。第1表に樹脂1g
当りの最大吸着量とその時のPHを示す。
The present invention relates to a method for producing a novel chelate resin that exhibits excellent adsorption ability for heavy metal ions, and more specifically, to a method for producing a novel chelate resin that exhibits excellent adsorption ability for heavy metal ions. The present invention relates to a method for producing a chelate resin having a pyridyl)-ethylamino]-ethylamino group. Conventionally, efforts have been made to remove harmful metals from wastewater such as industrial wastewater and mine wastewater, or to recover heavy metals as unused resources from these wastewaters and seawater, and a method using chelate resin has been proposed as one method. [For example, "Chem.Ind.", 1975, p. 634, and the same magazine]
1977, p. 706]. As chelate resins currently in practical use, alkyl polyamine type and iminodiacetic acid type are known, but while these have excellent adsorption ability for many metal ions, Since the adsorption capacity and selectivity are not necessarily sufficient, further improvements are desired. In view of these circumstances, the present inventors have conducted extensive research to develop a chelate resin with even better adsorption capacity and selectivity than conventional chelate resins. ,
N′-bis(carboxymethyl) substituted 2-[2-
It was discovered that the object could be achieved by using a chelate resin having a (2-pyridyl)-ethylamino]-ethylamino group, and based on this knowledge, the present invention was accomplished. That is, the present invention provides the formula A resin having a 2-[2-(2-pyridyl)-ethylamino]-ethylamino group represented by is reacted with 2 g or more molecules of monohalogenoacetate per 1 g of amino nitrogen atom in the above substituent. , the expression N,N'-bis(carboxymethyl) represented by
Substituted 2-[2-(2-pyridyl)-ethylamino]-
The present invention provides a method for producing a chelate resin having an ethylamino group. The resin having a substituent of the formula () used as a raw material in the method of the present invention is a substance not yet described in the literature, and for example, a resin having a halogen atom has the formula It can be produced by reacting the compounds shown in The resin with halogen atoms used at this time is
It may be one in which a halogen atom is directly bonded to the basic molecular chain, or it may be one having a halogen atom in a pendant group. Examples of such resins having halogen atoms include polymers of halogenated olefins such as polyvinyl chloride and polyvinylidene chloride, and halogenated polymers such as polyethylene, polypropylene, and polystyrene. It may also be a copolymer of the monomers forming these polymers and other ethylenically unsaturated monomers. Particularly preferred is a chloromethylated resin of gel type or macromesh polystyrene-divinylbenzene copolymer. In addition, N-[2-(2-pyridyl)-ethyl]-ethylenediamine, which is reacted with this resin having a halogen atom, is a known compound, for example, "Inorganic Chem." Vol., p. 881 (1964). This amine is a polydentate ligand that is effective for chelate formation, and because it has an aromatic pyridine ring at the end, it can be used between polymer chains or between polymer chains when reacting with a halogen-containing resin. This has the advantage that the cross-linking reaction within is significantly suppressed. The reaction between the resin having a halogen atom and the above-mentioned amine is carried out in a solvent using 1 g or more of amine molecules per 1 g of halogen atom of the resin, but in order to remove the hydrochloric acid produced in the reaction, 2-5g
It is advantageous to use molecular pyridylalkylamines. Solvents used in this case include water, methyl alcohol, ethyl alcohol, propyl alcohol, tetrahydrofuran, dioxane, benzene, toluene, N,N-dimethylformamide,
N,N-dimethyl sulfoxide and the like are used. Dioxane is particularly preferred in relation to the reaction temperature. The reaction temperature used is a range of 90 to 110°C. Above the above temperature, a thermal decomposition reaction of the raw material amine or a dehalogenation reaction of the halogen-containing resin occurs, and below the above temperature, the reaction rate decreases, and in either case, the metal ion adsorption capacity of the reaction product obtained This is not preferable because it reduces the The reaction time is usually 1 hour or more, but if the reaction time is short, the reaction rate will decrease, so 12 to 48 hours is appropriate. In the method of the present invention, the resin thus obtained is reacted with a monohalogenoacetate such as sodium monochloroacetate or sodium monobromoacetate to produce an aminopolycarboxylic acid type chelate resin. This reaction is carried out by adding 1 g or more preferably 2 to 4 g of monohalogenoacetate in the form of an aqueous solution per 1 g of amino nitrogen atoms contained in the resin. As the monohalogenoacetate, sodium monobromoacetate, which has high reactivity, is preferred in order to lower the reaction temperature. The reaction temperature is selected within the range of 10 to 60°C, and the reaction time is usually sufficient within the range of 24 to 48 hours. The product thus obtained can be used as it is as a chelate resin after being washed and dried. The chelate resin obtained by the present invention includes molybdenum (), vanadium (), cobalt (),
Since it forms stable complexes with nickel (), copper (), etc., it is suitable for separating and recovering these metals. The chelate resin obtained by the present invention has extremely superior metal ion adsorption ability compared to conventional ones,
It has selectivity and is effective in adsorbing and collecting metal ions from various wastewaters, mine water, seawater, etc.
It has the advantage that there is almost no decrease in resin adsorption capacity even after repeated reuse. Next, a more detailed explanation will be given with reference to Examples. Reference Example A gel-type copolymer (200 to 400 mesh) consisting of styrene and 2% by weight of divinylbenzene was prepared by a known method [Journal of Chemical Society (J.Chem.Soc.), 1953, Chloromethylation according to page 4097], chlorine content 20.82%
(5.8 mmole/g-dry resin) of chloromethyl polystyrene resin was produced. Next, 17.3 g of the above chloromethyl polystyrene and 66 g of N-[2-(2-pyridyl)-ethyl]-ethylenediamine were added to 250 ml of dioxane.
Stir at 100℃ for 48 hours. This reaction product was filtered, thoroughly washed with water and dioxane, and dried to obtain 22 g of a pale yellow resin having the following analytical values. This resin will be referred to as chelate resin A hereinafter. Elemental analysis values Cl: 2.29%, N: 10.68% Ligand content 2.54 mmole/g - Dry resin example 150 ml of an aqueous solution containing 54 g of monobromoacetic acid and 150 ml of an aqueous solution containing 31 g of sodium hydroxide under ice cooling
was dripped. After the addition was completed, 17 g of chelate resin A obtained in Reference Example was added and stirred at room temperature for 120 hours.
Next, the resin was removed and washed with 2M hydrochloric acid, and then
The solution was thoroughly washed with water until it became neutral and dried to obtain 20.7 g of a pale yellow resin having the following analytical values. (This resin is referred to as chelate resin B). Elemental analysis values Cl: 0.44%, N: 8.46% Ligand content 2.01 mmole/g - Dry resin application example 1 500 mg of chelate resin B obtained in Example and commercially available iminodiacetic acid type chelate resin C were mixed with 10 mM molybdenum () Add to 1000ml aqueous solution containing
Adjusted to. After stirring for 3 hours at room temperature, the solution was separated and the molybdenum () adsorbed on the resin was removed.
Eluted with 2M sodium hydroxide. This eluent was quantified to determine the amount of adsorption. Table 1 shows 1g of resin.
The maximum adsorption amount per unit and the pH at that time are shown.

【表】 応用例 2 実施例で得たキレート樹脂B及び市販のイミノ
ジ酢酸型キレート樹脂Cのそれぞれ500mgを20m
Mのバナジウム()の水溶液100mlに加え、応
用例1と同様の方法でPHを変化させ樹脂への吸着
量を求めた。最大吸着量とその時のPHを第2表に
示す。
[Table] Application example 2 500 mg each of chelate resin B obtained in Example and commercially available iminodiacetic acid type chelate resin C was added to 20 m
In addition to 100 ml of an aqueous solution of vanadium (M), the pH was changed in the same manner as in Application Example 1 to determine the amount of adsorption onto the resin. Table 2 shows the maximum adsorption amount and the pH at that time.

【表】【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 2−〔2−(2−ピリジル)−エチルアミノ〕−
エチルアミノ基をもつ樹脂に、該置換基中のアミ
ノ窒素原子1g原子当り1g分子以上のモノハロ
ゲノ酢酸塩を反応させることを特徴とするN,
N′−ビス(カルボキシメチル)置換2−〔2−
(2−ピリジル)−エチルアミノ〕−エチルアミノ
基をもつキレート樹脂の製造方法。
[Claims] 1 2-[2-(2-pyridyl)-ethylamino]-
N, characterized in that a resin having an ethylamino group is reacted with 1 g or more of monohalogenoacetate per 1 g of amino nitrogen atoms in the substituent,
N′-bis(carboxymethyl) substituted 2-[2-
A method for producing a chelate resin having a (2-pyridyl)-ethylamino]-ethylamino group.
JP10119184A 1984-05-19 1984-05-19 Production of pyridylalkylaminopolycarboxylic acid type chelate resin Granted JPS60123508A (en)

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