180583. lajstromszámú szabadalom • Eljárás lignocellulóz alapú fémkelátok előállítására salétromsavas oxidációval

9

180583

10

6 dnrí-es négynyakú gömblombikot lengőlapátos KÖP keverővei, hőmérővel, adagoló portölcsérrel és visszafolyató hűtővel látunk el, majd elektromos fűtővel ellátott vízfürdőbe helyezzük. A lombikba 1500 cm3 1,350 fajsúlyú (56 súly%) salétromsavat viszünk, majd a vízfürdő melegítését megkezdjük. Kb. 60 perc múlva (amikor a lombikban lévő sav hőmérséklete a 80 °C elérte) 250 g (91 súly% szárazanyag tartalmú), granulált kukoricacsutkából nyert furfurolkorpa adagolását megkezdjük. A beadagolás (melynek sebességét a reakció során fejlődő gázok okozta habképződés mértéke szabja meg) kb. 60 percig tart. Az exoterm reakció miatt az oxidációs elegy hőmérséklete kb. 10 perc alatt 90 °C-ra emelkedik. Ezen a hőmérsékleten tartjuk a rendszert a reakció ideje alatt a beadagolást követő 0,5 h, lh,

1,5 h, 3 h és 10 h-ig (lásd az I. táblázatot). A reakció befejezése után a reakció elegyet csapvízzel szobahőmérsékletűre hűtjük le, majd 640 g kálium-hidroxid telített vizes oldatával, illetve 800 cm3 0,906

fajsúlyú (25 súly%-os) ammónium-hidroxiddal semlegesítjük. A semlegesített elegyet desztillált vízzel 6 dm3-re hígítjuk, majd a cellulózt tartalmazó oldhatatlan maradóktól centrifugálással elkülönit- 5 jiik. [Janeczky K—70; 3000 fordulatszám/perc]. Végül a kiülepedett maradékot 3 alkalommal desztillált vízzel felszuszpendáljuk, mossuk és centrifugáljuk. A mosott anyagot 105 °C-on szárítószekrényben megszárítjuk. Amint az I. táblázat adatai- 10 ból látható, 24—34% maradékot nyerünk.

Az oldatot óvatosan (100 °C, illetve 40 °C) bepároljuk. A nyert termék súlyából a semlegesítéshez szükséges kálium-, illetve ammónium-hidroxid mennyiségéből becsült kálium-, illetve ammónium- 15 nitrát mennyiségét levonva 100—110 g káliumilletve ammónium-kelátot kaptunk, 45—50 súly% kitermeléssel. A savi kapacitás 4,8—5,6 mekval/g, a vas(III)-ion megkötő kapacitás 8—10 mekval/g, ahol a gramm (g) mindkét esetben a kiindulási fur- 20 furolkorpa mennyisége.

I. táblázat

GRANULÁLT KUKORICACSUTKA FURFUROLKORPA SALÉTROMSAVAS OXIDÁCIÓJA

A kísérlet száma

II.

III.

IV.

V.

VI.

VII.

’,111.

IX.

X.

XI.

XII.

xiri.

XTV

XV.

T(°C)

t(óra)

Savi kapacitás (mekval/g kiindulási anyagra)

Maradékanyag a kiindulási anyag %-ban

Fe (mg/cm3) (IH)-ion az oldatban

ENYHE (56%) HNO,

30

2

3,7

46

0,95 (csapadék)

40

2

3,9

44

1,66 (csapadék)

40

4

4,5

42

2,34

40

6

4,4

4 1

2,41

50

6

4,6

36

2,44 2,53, 2,70

KÖZEPES (12%)

HNO,

00

0,5

3,1

36

1,84

9 G

I

3,4

43

1,96 1,9 2,15

9 G

1,5

3,4

51

1,98

9(1

3

3,4

58

1,97

96

6

3,4

43

2,05

ERŐS (56%) HNO,

96

0,5

4,8

30

2,93 2,77 3,0

96

1

4,9

34

3,05 ”

96

1,5

5,1

32

3,12

96

3

5,4

30

3,28

96

10

5,6

24

3,61

4. példa

Vas(III)-komplexek előállítása a granulált kukoricacsutka furfurolkorpa salétromsavas (gyenge, közepes és erős) oxidációval nyert termékekből.

A granulált kukoricacsutka furfurolkorpa salétromsavas oxidációjával nyert, ammónium-hidroxid- 55 dal vagy kálium-hidroxiddal semlegesített oldat (lásd az 1—3. példákat) 750 cm3-es aliquotjához a savi kapacitással ekvivalens mennyiségű 1 M vas(I7T)-klorid oldatot adunk. Az oldatban a pH csökkenése mellett csapadék kiválását tapasztaljuk.

A kivált csapadékot az oldat pH-jának üvegelektród jelenlétében 25%-os ammónium-hidroxidoldattal vagy IN kálium-hidroxid-oldattal 7-es értékre történő visszaállításával oldjuk fel. Az esetleg még fel nem oldódott csapadékot 24 óra eltelte után cent- 65

50 rifngálással távolítjuk el. Az oldható vaskomplexek vastartalmát o-fenantrolinos kolorimetriás módszerrel határozzuk meg.

Ebben a példában csak az V., VII. és XI. kísérletekben kapott oxidációs termékekhez savi kapacitásuk I-—2 és 3-szorosával ekvivalens 1 M-os vas(III)-klorid-oldatot adunk, cs 1 ekvivalens 0,5 M-os vas(TI)-szulfát-oldatokkal készítünk különböző vas(TT) (TTT)-ion tartalmú és vegyértékű komplexeket (lásd TI. táblázat). Ennek reprodukcióját 60 tartalmazza a TIT. táblázat, azzal a különbséggel, hogy az egyszeres savi kapacit ással ekvivalens vas(TTT)-klorid helyett a 0,9-szeres savikapacitással ekvivalens vas(ITT)-kloridot adunk. 1 N káliumhidroxiddal állítjuk pH = 7-re az oldat pH-ját. Az esetleges oldhatatlan anyagokat 24 óra elteltévej

5