螯合树脂
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螯合树脂
工作原理
絮凝沉淀法是选用无机絮凝剂（如硫酸铝）和有机阴离子型絮凝剂聚丙烯 酰铵（PAM）配制成水溶液加入废水中，便会产生压缩双电层，使废水中 的悬浮微粒失去稳定性，胶粒物相互凝聚使微粒增大，形成絮凝体、矾花。 絮凝体长大到一定体积后即在重力作用下脱离水相沉淀，从而去除废水中 的大量悬浮物，从而达到水处理的效果。为提高分离效果，可适时、适量 加入助凝剂。处理后的污水在色度、含铬、悬浮物含量等方面基本上可达 到排放标准，可以外排或用作人工注水采油的回注水。
螯合树脂及絮凝剂
螯合树脂 简介
概念、结 构机理
分类、性 能、制备 方法
应用及发 展
概念回顾
螯合物： 是配合物的一种，在螯合物的结构中，一定
有一个或多个多齿配体提供多对孤对电子与中心体形成 配位键。 螯合效应：螯合剂与某些金属离子形成稳定的络合物 的效应
螯合树脂：是指含有能与金属离子形成螯合物（吸附金属离子）的分离
二：根据组成螫合树脂的母体分类 根据组成螯合树脂的母体可将螯合树脂分为人工合成母体类和天然高分 子 材料类。人工合成母体类螯合树脂常见的有聚苯乙烯类、聚丙烯酸类、 聚乙烯醇类等；以天然高分子材料为母体的螯合树脂常见的有纤维素类、壳 聚糖类以及淀粉类等。
三：根据螫合基团在高分子链中的位置分类 根据螯合基团的位置在高分子主链中还是悬挂在高分子侧链上可以将螫合 树脂分为主链型、侧链型以及功能基同时存在于主链和侧链的螯合树脂。
改性的目的是引入某些高电荷离子以提高电荷的中和能力，引入羟 基、磷酸根等以增加配位络合能力，从而改变絮凝效果。其可能的 原因是：某些阴离子或阳离子可以改变聚合物的形态结构及分布， 或者是两种以上聚合物之间具有协同增效作用。 3）改性的多阳离子无机絮凝剂，聚合硫酸氯化铁铝(PAFCS)在饮用水 及污水处理中，有着比明矾更好的效果；在含油废水及印染废水中 PAFCS比PAC的效果均优，且脱色能力也优；絮凝物比重大，絮 凝速度快，易过滤，出水率高；其原料均来源于工业废渣，成本较 低，适合工业水处理。铝铁共聚复合絮凝剂也属这类产品，它的生 产原料氯化铝和氯化铁均是廉价的传统无机絮凝剂，来源广，生产 工艺简单，有利于开发应用。铝盐和铁盐的共聚物不同于两种盐的 混合物，它是一种更有效地综合了PAC和FeCl3的优点，增强了去 浊效果的絮凝剂。
螯合树脂
——螯合树脂 （Chelating resin）
讲解人：刘彦云 0915020107 吴美汝 0915020108
1.概念、结构机理 2.分类、性能 3.制备方法 4.改性、应用及发展
定义：螯合树脂是一类能与金属 离子形成多配位络和物的交联功 能高分子材料。
螯合树脂吸附金属离子的机理： 树脂上的功能原子与金属离子发 生配位反应，形成类似小分子螯 合物的稳定结构。
CH 3 H 2 H2C C C C C CH 3 O O
2．3．2酚类螯合树脂
酚类螯合树脂可以通过在聚苯乙烯及其共聚物上引 入酚羟基的方法得到，在聚苯乙烯树脂中引入酚羟基 的方式有多种，可以由4一乙酰氧苯乙烯共聚物水解 得到对羟基聚苯乙烯树脂，也可以由聚氯乙烯为原料 与苯酚反应直接引入酚羟基，这类树脂对二价镍和二 价铜离子有选择性吸附。聚苯乙烯与氯甲基甲醚反应 得到的聚对氯甲基苯乙烯与水杨酸、氢醌、2一羟基 一3一羧基萘、2，4一二羟基苯甲酸、没食子酸等含 有羟基的芳香酚进行弗里德尔一克拉夫茨反应，同样 可以得到含酚羟基的聚苯乙烯型树脂。
螯合树脂的结构和性能
1.
化学结构
配体结构与配位性能的关系
螯合树脂依靠其高分子链上的官能团 与金属离子配位形成螯合物，因此其配体的结构是决定螯合树脂配位性能的 关键。
2.
高分子链结构对吸附性能的影响
螯合树脂具有交联的三维结构， 一定程度的交联可以保证树脂具有较强的机械强度和耐酸碱性，但交联度过 大则可能影响吸附容量和吸附速度。亲水性的高分子链可以保证树脂在水溶 液中具有一定的溶胀度，使树脂内部形成扩张的孔道，有利于提高金属离子 在树脂中内的扩散速率；但溶胀度过大，会使树脂的强度降低，树脂的溶胀 度一般应保持在2—6。
讲解人：刘彦云 0915020107 吴美汝 0915020108
1.概念、结构机理 2.分类、性能 3.制备方法 4.改性、应用及发展
定义：螯合树脂是一类能与金属 离子形成多配位络和物的交联功 能高分子材料。
螯合树脂吸附金属离子的机理： 树脂上的功能原子与金属离子发 生配位反应，形成类似小分子螯 合物的稳定结构。
CH 3 H 2 H2C C C C C CH 3 O O
2．3．2酚类螯合树脂
酚类螯合树脂可以通过在聚苯乙烯及其共聚物上引 入酚羟基的方法得到，在聚苯乙烯树脂中引入酚羟基 的方式有多种，可以由4一乙酰氧苯乙烯共聚物水解 得到对羟基聚苯乙烯树脂，也可以由聚氯乙烯为原料 与苯酚反应直接引入酚羟基，这类树脂对二价镍和二 价铜离子有选择性吸附。聚苯乙烯与氯甲基甲醚反应 得到的聚对氯甲基苯乙烯与水杨酸、氢醌、2一羟基 一3一羧基萘、2，4一二羟基苯甲酸、没食子酸等含 有羟基的芳香酚进行弗里德尔一克拉夫茨反应，同样 可以得到含酚羟基的聚苯乙烯型树脂。
螯合树脂的结构和性能
1.
化学结构
配体结构与配位性能的关系
螯合树脂依靠其高分子链上的官能团 与金属离子配位形成螯合物，因此其配体的结构是决定螯合树脂配位性能的 关键。
2.
高分子链结构对吸附性能的影响
螯合树脂具有交联的三维结构， 一定程度的交联可以保证树脂具有较强的机械强度和耐酸碱性，但交联度过 大则可能影响吸附容量和吸附速度。亲水性的高分子链可以保证树脂在水溶 液中具有一定的溶胀度，使树脂内部形成扩张的孔道，有利于提高金属离子 在树脂中内的扩散速率；但溶胀度过大，会使树脂的强度降低，树脂的溶胀 度一般应保持在2—6。
螯合树脂的性能及制备PPT课件
吸附容量高，能够达到100300mg/g，吸附速度快，动力 学性能良好。
吸附选择性高，对目标重金属 离子的吸附效果优于其他常见 离子。
选择性
01
螯合树脂的选择性主要取决于其 化学结构，通过设计不同的配体 和交联度，可以实现对不同重金 属离子的选择性吸附。
02
螯合树脂对特定重金属离子的吸 附选择性高，能够实现从复杂溶 液中高纯度分离目标重金属离子 。
20世纪60年代
螯合树脂的初步研究和应用开始出现。
20世纪70年代
21世纪
随着环保意识的提高和资源的日益紧 缺，螯合树脂在金属回收和污水处理 等领域的应用越来越广泛，成为当前 研究的热点之一。
螯合树脂的合成和应用技术得到了进 一步的发展，逐渐应用于工业生产中。
02
螯合树脂的性能
吸附性能
螯合树脂具有优异的吸附性能， 能够高效吸附溶液中的重金属 离子，如铜、镍、锌等。
以满足更广泛的应用需求。
纳米材料的应用
03
利用纳米技术制备纳米级螯合树脂，以提高其吸附容量和选择
性，并应用于更精细的分离和提纯过程。
制备工艺的改进
优化合成路线
通过改进合成方法、降低成本、提高产率，实现螯合树脂的规模 化生产。
新型制备技术的探索
研究和发展新的制备技术，如微波合成、超声波合成等，以提高 螯合树脂的合成效率和纯度。
合成条件
温度
螯合树脂的合成需要在一定的 温度下进行，温度的高低会影 响聚合反应的速度和产物的性
能。
压力
在某些聚合反应中，需要施加 一定的压力来促进反应的进行 。
催化剂
在某些聚合反应中，需要使用 催化剂来加速反应的进行。
溶剂
选择合适的溶剂可以有利于聚 合反应的进行和产物的分离纯
螯合树脂的基本功能
螯合树脂的基本功能全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：螯合树脂是一种具有特殊功能的功能性树脂材料，其主要作用是通过分子间的络合作用来固定金属离子或有机分子，以实现特定的吸附、分离、催化或稳定等功能。
螯合树脂常被广泛应用于环境保护、医药制备、工业生产等领域，具有重要的应用价值。
下面将介绍螯合树脂的基本功能及其在各个领域的应用。
螯合树脂具有优良的吸附性能。
由于螯合树脂具有多个含有活性基团的配位基团，可以有效地吸附金属离子、有机分子等目标物质。
螯合树脂的吸附性能主要取决于其配位基团的种类和密度，不同的配位基团可以选择性地吸附不同的目标物质，因此可用于分离、浓缩或纯化目标物质。
螯合树脂具有优异的分离效果。
由于螯合树脂能够选择性吸附目标物质，具有较高的选择性和分离度，因此在分离复杂混合物中的目标物质时具有独特的优势。
螯合树脂常被用于离子交换色谱、金属离子交换、有机物的分离等领域，可以有效地提高分离效率和纯度。
螯合树脂具有良好的催化性能。
由于螯合树脂的配位基团可以与金属离子形成稳定的络合物，在催化反应中起到催化剂的作用。
螯合树脂的催化性能取决于金属离子的种类和浓度，可用于催化酯化、氧化、还原等各种有机合成反应，具有快速反应速度和高产率的优势。
螯合树脂还可用于稳定金属离子。
由于螯合树脂与金属离子形成的络合物具有较高的稳定性，可以防止金属离子与环境中其他物质发生反应而失去活性。
螯合树脂的金属稳定性取决于络合物的配位环境和络合键的强度，可用于金属离子的输运、储存和保护。
螯合树脂具有多种功能，包括吸附、分离、催化和稳定等，广泛应用于环境保护、医药制备、工业生产等领域。
随着科学技术的不断发展，螯合树脂的功能和性能将不断得到提升，为各行各业的发展带来更多的机遇和挑战。
希望更多的科研人员和工程师能够共同努力，不断探索和应用螯合树脂的潜力，为实现可持续发展和创新创业做出贡献。
【文章2000字，结束】第二篇示例：螯合树脂是一种高效的功能性树脂材料，具有多种重要的应用。
螯合树脂
在分析化学中，常利用络合物既有离子键又配价键的特点，来鉴定特定的金属离子。 将这些络合物以基团的形式连接到高分子链上就得到螯合树脂。
从结构上分类，螯合树脂可分为侧链型和 主型两类 从原料来分类，则可分为天然（如 纤维素、海藻酸盐、甲壳素、蚕丝、羊毛、蛋白质等） 人工合成的两类 螯合树脂分离金属离子的原理如下式所示。
CH 2
CH
CH 2
CH
CH 2
CH
n N C6H5CH2O C6H CH2O 5 N n OH N n
? （4）聚乙烯基吡啶类 ）
高分子骨架中带有吡啶基团时， 高分子骨架中带有吡啶基团时，对Cu2+， Ni2+，Zn2+等金属离子有特殊的络合功能。等金属离子有特殊的络合功能 有特殊的络合功能。 若在氮原子附近带有羧基时， 若在氮原子附近带有羧基时，其作用更为明 显。这类整合树脂的结构 有以下几种类型： 有以下几种类型：
式中，ch为功能基团，对某些金属离子有特定 的络合能力，因此能将这些金属离子与其他金属离子分离开来.
螯合树脂由于具有特殊的选择分离功能，很有发展前途。已研究成功的有30多种类型的产品， 但目前真正实现了工业化的产品并不多。下面介绍一些最常用的品种。
（1）胺基羧酸类（EDTA类） 乙二胺四乙酸（EDTA）是分析化学中最常用的分析试剂。它能在不同条件下与不同的金属离子络合，具有很好的选择性。仿照其结构合成出来的螯合树脂也具有良好的选择性。例如，下面两种结构的树脂就是应用十分成功的螯合树脂。
肟基近旁带有酮基、胺基、羟基时 肟基近旁带有酮基、胺基、羟基时，可提高肟基 酮基 的络合能力．因此，肟类螫合树脂常以酮肟 酚肟、 酮肟、 的络合能力．因此，肟类螫合树脂常以酮肟、酚肟、 胺肟等形式出现 吸附性能优于单纯的肟类树脂。 等形式出现， 胺肟等形式出现，吸附性能优于单纯的肟类树脂。 酮肟： 酮肟：
从结构上分类，螯合树脂可分为侧链型和 主型两类 从原料来分类，则可分为天然（如 纤维素、海藻酸盐、甲壳素、蚕丝、羊毛、蛋白质等） 人工合成的两类 螯合树脂分离金属离子的原理如下式所示。
CH 2
CH
CH 2
CH
CH 2
CH
n N C6H5CH2O C6H CH2O 5 N n OH N n
? （4）聚乙烯基吡啶类 ）
高分子骨架中带有吡啶基团时， 高分子骨架中带有吡啶基团时，对Cu2+， Ni2+，Zn2+等金属离子有特殊的络合功能。等金属离子有特殊的络合功能 有特殊的络合功能。 若在氮原子附近带有羧基时， 若在氮原子附近带有羧基时，其作用更为明 显。这类整合树脂的结构 有以下几种类型： 有以下几种类型：
式中，ch为功能基团，对某些金属离子有特定 的络合能力，因此能将这些金属离子与其他金属离子分离开来.
螯合树脂由于具有特殊的选择分离功能，很有发展前途。已研究成功的有30多种类型的产品， 但目前真正实现了工业化的产品并不多。下面介绍一些最常用的品种。
（1）胺基羧酸类（EDTA类） 乙二胺四乙酸（EDTA）是分析化学中最常用的分析试剂。它能在不同条件下与不同的金属离子络合，具有很好的选择性。仿照其结构合成出来的螯合树脂也具有良好的选择性。例如，下面两种结构的树脂就是应用十分成功的螯合树脂。
肟基近旁带有酮基、胺基、羟基时 肟基近旁带有酮基、胺基、羟基时，可提高肟基 酮基 的络合能力．因此，肟类螫合树脂常以酮肟 酚肟、 酮肟、 的络合能力．因此，肟类螫合树脂常以酮肟、酚肟、 胺肟等形式出现 吸附性能优于单纯的肟类树脂。 等形式出现， 胺肟等形式出现，吸附性能优于单纯的肟类树脂。 酮肟： 酮肟：
螯合树脂对铜离子的吸附动力学和热力学
螯合树脂对铜离子的吸附动力学和热力学一、引言螯合树脂作为一种重要的功能性材料，在环境保护、化工领域等方面具有广泛的应用价值。
其中，对金属离子的吸附动力学和热力学研究尤为重要。
本文将从螯合树脂对铜离子的吸附动力学和热力学特性进行全面探讨，旨在帮助读者全面了解螯合树脂的吸附特性，以及对金属离子的去除效果。
二、螯合树脂的特性螯合树脂是一种高分子化合物，具有多种官能团，如羧基、酚基和胺基等，这些官能团能够与金属离子形成稳定的络合物。
以螯合树脂对铜离子的吸附为例，其吸附过程包括静电吸引、化学吸附和络合物形成等多种机制。
在实际应用中，螯合树脂能够高效吸附金属离子，并且具有一定的选择性，对于废水处理和资源回收具有重要意义。
三、螯合树脂对铜离子的吸附动力学1. 吸附速率螯合树脂对铜离子的吸附速率是指单位时间内吸附到螯合树脂上的铜离子数量。
实验结果表明，螯合树脂对铜离子的吸附速率与温度、pH 值、初始铜离子浓度等因素密切相关。
在一定温度范围内，吸附速率随着铜离子浓度的增加而增加，但当浓度达到一定程度后，吸附速率趋于饱和。
2. 吸附平衡吸附平衡是指在一定条件下，螯合树脂对铜离子的吸附量达到动态平衡，不再发生净吸附或解吸现象。
吸附平衡通常可以用等温吸附模型来描述，常见的模型包括Langmuir模型、Freundlich模型等。
通过实验数据拟合和参数计算，可以得到螯合树脂对铜离子吸附的平衡常数、最大吸附量等重要参数，从而进一步了解吸附过程的特性。
四、螯合树脂对铜离子的热力学1. 吸附热吸附热是指在吸附过程中释放或吸收的热量。
螯合树脂对铜离子的吸附热可以通过热力学方法进行研究，如等温吸附实验、热重分析等。
实验结果表明，吸附热与吸附过程中化学反应的放热或吸热密切相关，可以反映吸附过程的热力学性质。
2. 吸附焓、熵、自由能变化除了吸附热外，吸附过程还伴随着吸附焓、吸附熵等热力学参数的变化。
这些参数可以通过吸附平衡常数、温度等因素计算得到，从而了解吸附过程对热力学的影响。
螯合树脂材料-精品文档
螯合树脂
螯合树脂的定义
螯合树脂，能从含有金属离子的溶液中以离子键 或配位键的形式，有选择地螯合特定的金属离子 的高分子化合物。以交联聚合物为骨架，连接以 特殊的功能基而构成。它属能高分子。
螯合树脂的吸附机理
螯合树脂吸附金属离子的机理是树脂上 的功能原子与金属离子发生配位反应， 形成类似小分子螯合物的稳定结构，而 离子交换树脂吸附的机理是静电作用。 因此，与离子交换树脂相比，螯合树脂 与金属离子的结合力更强，选择性也更 高，可广泛应用于各种金属离子的回收 分离、氨基酸的拆分以及湿法冶金、公 害防治等方面。
与离子交换树脂相比，螯合树脂 与金属离子的结合力更强，选择 性也更高，可广泛应用于各种金 属离子的回收分离、氨基酸的拆 分以及湿法冶金、公害防治等方 面。
螯合树脂举例
许多合成的和天然 的高分子都有螯合 性能。螯合树脂主 要是指合成物，图 中结构a～i是具有代 表性的螯合树脂， 制备方法一般通过 高分子化学反应， 或将含有配位基的 单体经聚合反应或 共聚合反应变为在 高分子主链或侧链 中含有配位基的树 脂。
树脂 f是最常用的一种类似乙二胺四乙酸型的螯 合树脂，它对二价金属离子有良好的选择性，在 pH为6时，对金属离子的选择性按下列顺序递降： Cu2+ ＞ Hg2+ ＞Ni2+＞Zn2+＞Cd2+≈Fe3+＞ Mn2+＞Ca2+＞Mg2+。水杨酸型树脂a可用于海 水中Fe3+、Cu2+ 的定量分析。8-羟基喹啉型树 脂g可用于除去工业污水中的Hg2+，也可用于铀 的分离。天然高分子螯合剂有腐植酸、甲壳素等。
螯合树脂的应用领域
螯合螯合树脂在湿法冶金、分析化学、 海洋化学、药物、环 境保护、地球化 学、放射化学和催化等领域有广泛用途。 除作为金属离子螯合剂外，也可作氧化、 还原、水解、烯类加成聚合、氧化偶合 聚合等反应的催化剂，以及用于氨基酸、 肽的外消旋体的拆分。
螯合树脂的定义
螯合树脂，能从含有金属离子的溶液中以离子键 或配位键的形式，有选择地螯合特定的金属离子 的高分子化合物。以交联聚合物为骨架，连接以 特殊的功能基而构成。它属能高分子。
螯合树脂的吸附机理
螯合树脂吸附金属离子的机理是树脂上 的功能原子与金属离子发生配位反应， 形成类似小分子螯合物的稳定结构，而 离子交换树脂吸附的机理是静电作用。 因此，与离子交换树脂相比，螯合树脂 与金属离子的结合力更强，选择性也更 高，可广泛应用于各种金属离子的回收 分离、氨基酸的拆分以及湿法冶金、公 害防治等方面。
与离子交换树脂相比，螯合树脂 与金属离子的结合力更强，选择 性也更高，可广泛应用于各种金 属离子的回收分离、氨基酸的拆 分以及湿法冶金、公害防治等方 面。
螯合树脂举例
许多合成的和天然 的高分子都有螯合 性能。螯合树脂主 要是指合成物，图 中结构a～i是具有代 表性的螯合树脂， 制备方法一般通过 高分子化学反应， 或将含有配位基的 单体经聚合反应或 共聚合反应变为在 高分子主链或侧链 中含有配位基的树 脂。
树脂 f是最常用的一种类似乙二胺四乙酸型的螯 合树脂，它对二价金属离子有良好的选择性，在 pH为6时，对金属离子的选择性按下列顺序递降： Cu2+ ＞ Hg2+ ＞Ni2+＞Zn2+＞Cd2+≈Fe3+＞ Mn2+＞Ca2+＞Mg2+。水杨酸型树脂a可用于海 水中Fe3+、Cu2+ 的定量分析。8-羟基喹啉型树 脂g可用于除去工业污水中的Hg2+，也可用于铀 的分离。天然高分子螯合剂有腐植酸、甲壳素等。
螯合树脂的应用领域
螯合螯合树脂在湿法冶金、分析化学、 海洋化学、药物、环 境保护、地球化 学、放射化学和催化等领域有广泛用途。 除作为金属离子螯合剂外，也可作氧化、 还原、水解、烯类加成聚合、氧化偶合 聚合等反应的催化剂，以及用于氨基酸、 肽的外消旋体的拆分。
螯合树脂的性能及制备
螯合树脂-是指含有能与金属离子形成螯合物 （吸附金属离子）的分离功能团的一类呈树脂 状的高聚物。
聚合物骨架
轻度交联，呈纤维、 薄膜以及 各种织物状的高聚物。
螯 合 树 脂
螯合功能基
具有未成键孤对电子的 O、 N、 S、 P、 As、Se等原子，这些 原子能以一对孤对电子与金属 离子形成配位键。
1.2 螯合树脂的特点
3.4.3 羧酸型螯合树脂
含有羧基的螯合树脂最常见的有聚甲 基丙烯酸、聚丙烯酸和聚顺丁二烯酸等。 羧基配位体有时需要与其他配位体协同 作用才能生成稳定的螯合物，因此常采 用与带有其它配位基团的单体共聚方法 制备，比如顺丁二烯与噻酚共聚 、甲基 丙烯酸与呋喃共聚。
甲基丙烯酸与二价阳离子络合时, 其配合物的生成常数按如下顺序递 减：
——螯合树脂 （Chelating resin）
1.概念、特点 2.分类、结构及性能 3.制备方法 4.应用
概念回顾：
螯合物： 是配合物的一种，在螯合 物的结构中，一定有一个或多个 多齿配体提供多对孤对电子与中 心体形成配位键。 螯合效应：螯合剂与某些金属离子 形成稳定的络合物的效应。
1.1 螯合树脂定义
3.4.5 含有氨基的螯合树脂
包括脂肪胺和芳香胺。 带有聚乙烯骨架的脂肪胺可 以由乙酰氨基乙烯通过聚合、 水解等反应过程制备；
也可以通过采用苯二甲酰保护 氨基，然后与其他单体进行共聚 反应，得到的酯型树脂水解释放 出氨基，下图为脂肪胺型螯合树 脂的制备方法：
由于饱和碳链的柔软性好，脂肪胺 型螯合树脂在空间取向和占位方面具 有优势。 适用于多种金属离子的吸附和富集， 但是对碱金属和碱土金属离子几乎没 有络合能力。
适合于对海水中重金属离子的富集 和分析。
聚合物骨架
轻度交联，呈纤维、 薄膜以及 各种织物状的高聚物。
螯 合 树 脂
螯合功能基
具有未成键孤对电子的 O、 N、 S、 P、 As、Se等原子，这些 原子能以一对孤对电子与金属 离子形成配位键。
1.2 螯合树脂的特点
3.4.3 羧酸型螯合树脂
含有羧基的螯合树脂最常见的有聚甲 基丙烯酸、聚丙烯酸和聚顺丁二烯酸等。 羧基配位体有时需要与其他配位体协同 作用才能生成稳定的螯合物，因此常采 用与带有其它配位基团的单体共聚方法 制备，比如顺丁二烯与噻酚共聚 、甲基 丙烯酸与呋喃共聚。
甲基丙烯酸与二价阳离子络合时, 其配合物的生成常数按如下顺序递 减：
——螯合树脂 （Chelating resin）
1.概念、特点 2.分类、结构及性能 3.制备方法 4.应用
概念回顾：
螯合物： 是配合物的一种，在螯合 物的结构中，一定有一个或多个 多齿配体提供多对孤对电子与中 心体形成配位键。 螯合效应：螯合剂与某些金属离子 形成稳定的络合物的效应。
1.1 螯合树脂定义
3.4.5 含有氨基的螯合树脂
包括脂肪胺和芳香胺。 带有聚乙烯骨架的脂肪胺可 以由乙酰氨基乙烯通过聚合、 水解等反应过程制备；
也可以通过采用苯二甲酰保护 氨基，然后与其他单体进行共聚 反应，得到的酯型树脂水解释放 出氨基，下图为脂肪胺型螯合树 脂的制备方法：
由于饱和碳链的柔软性好，脂肪胺 型螯合树脂在空间取向和占位方面具 有优势。 适用于多种金属离子的吸附和富集， 但是对碱金属和碱土金属离子几乎没 有络合能力。
适合于对海水中重金属离子的富集 和分析。
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工业化树脂选择
含O-N型的混合螯合树脂是目前应用最广且最成熟 的去除二价金属离子的树脂，查找到的商业化树 的去除二价金属离子的树脂， 脂如下： 脂如下：
D401
C900
TP260
LEWATIT TP207
C800
S930
胺基 羧酸 类
胺基 膦酸 类
LSC－500 －
D412 D751 CR11
遇到的问题
不同的螯合基 团对不同的金 属离子具有不 同的选择吸附 能力
2结构
物理结构
化学结构
形态结构 螯合树脂一般为 球状、粉末状或 无定形状,也有 螯合纤维、织物 状和螯合膜等。
孔结构 保证一定的孔结 构有利于提高树 脂的比表面积， 也有利于特定金 属离子在树脂中 的扩散。
配体结构 根据软硬酸碱理 论,贵金属离子 属于软酸,易与 含S、N原子的软 碱配体形成稳定 螯合物。
1 2
谷氨酸钠国标中有铁的理化指标，味精卫生标准中只有砷铅锌的 理化指标，如何评价重金属处理程度，怎样算是达标？ 味精产品中未处理重金属前实际含有的重金属主要是哪些？
3
如吸附Hg,需要含硫的螯合树脂，与其他重金属所需不同,该怎么解 决？ Click to add Title 已查找到若干商业化氨基羧酸和氨基磷酸的螯合树脂，其他类型的 商业化螯合树脂未查到，考虑先在这两类中选择对比，再在两类中 选择优势螯合树脂进一步对比择优？
味精产品简介
GB/T8967—2007谷氨酸钠（味精）国标， GB/T8967—2007谷氨酸钠（味精）国标，其中理化要求 谷氨酸钠
味精产品简介
味精卫生标准GB2720—2003其中理化指标如下 味精卫生标准GB2720—2003其中理化指标如下 GB2720
项目 总砷（mg/kg） 总砷（mg/kg） mg/kg） 铅（mg/kg） mg/kg） 锌（mg/kg） 指标 ≤0.5 ≤1 ≤5
4
遇到的问题
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螯合树脂具体选择吸附的几种金属暂定：Cu，Zn，Pb可以吗？
初步先选择哪几种螯合树脂？在什么情况下筛选出优势螯合树脂 ？ 可否考虑混合树脂联用处理味精产品中混合重金属？
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味精产品简介
味精又称味素，是调味料的一种， 味精又称味素，是调味料的一种，主要成 又称味素 分为谷氨酸钠。 分为谷氨酸钠。谷氨酸钠是一种氨基酸谷 氨酸的钠盐。是一种无嗅无色的晶体， 氨酸的钠盐。是一种无嗅无色的晶体，在 232℃时解体熔化。谷氨酸钠的水溶性好， ℃时解体熔化。谷氨酸钠的水溶性好， 毫升水中可以溶解74克谷氨酸钠 在100毫升水中可以溶解 克谷氨酸钠。 毫升水中可以溶解 克谷氨酸钠。 经科学家证明，如果在碱性环境中， 碱性环境中 经科学家证明，如果在碱性环境中，味精 会起化学反应产生一种叫谷氨酸二钠的物 所以要适当地使用和存放。 质。所以要适当地使用和存放。
优缺点、应用发展及展望
1概念
螯合树脂也称为高分子螯合剂， 螯合树脂也称为高分子螯合剂，是一类重要的功 能高分子。 能高分子。其特征为高分子骨架上连接有能够对 金属离子进行配位的螯合功能基团，一般含有2 金属离子进行配位的螯合功能基团，一般含有2种 种以上的功能团， 或2种以上的功能团，而组成功能团的原子存在孤 电子对， 电子对，能够与金属离子尤其是过渡金属离子空 多元环状配合物， 轨道形成配位共价键，形成多元环状配合物 的d轨道形成配位共价键，形成多元环状配合物， 而在适当的条件下又能将鳌合的金属离子释放出 来的一类功能高分子。 来的一类功能高分子。 因而对金属离子具有良好的吸附性能， 因而对金属离子具有良好的吸附性能，可用于脱 除废水中的金属离子。 除废水中的金属离子。
母体
基团位置
4机理
螯合树脂吸附金属离子的机理主要是树脂上的功 能原子与金属离子发生配位反应, 能原子与金属离子发生配位反应,形成类似小分子 螯合物的稳定结构。 螯合物的稳定结构。 但有文献通过试验证 明也存在着离子交换 的作用， 的作用，因此需根据 具体试验说明具体的 作用机理
5应用发展
• 优点：选择性好，不溶于酸碱溶剂、分离十分方 优点：选择性好，不溶于酸碱溶剂、 合成简便、价格低廉、吸附容量大、易洗脱、 便、合成简便、价格低廉、吸附容量大、易洗脱、 干扰少和稳定性好等。 干扰少和稳定性好等。 • 缺点：受pH波动影响大、需要洗脱、对离子的选 缺点： pH波动影响大 需要洗脱、 波动影响大、 择性不理想以及成本过高等。 择性不理想以及成本过高等。 • 应用：饮用水净化、环境保护、湿法冶金 回收重 应用：饮用水净化、环境保护、湿法冶金,回收重 金属、催化剂、医药卫生、食品、再生物等。 金属、催化剂、医药卫生、食品、再生物等。 • 发展方向：新型螯合树脂的设计与合成、吸附理 发展方向：新型螯合树脂的设计与合成、 论研究的不断深入、 论研究的不断深入、应用研究推动螯合树脂在实 践中的应用等。 践中的应用等。
高分子链结构 一定程度的交联 可以保证树脂具 有较强的机械强 度和耐酸碱性,但 交联度过大则可 能影响吸附容量 和吸附速度。
3分类
配位原子
将螯合树脂分为含氧型、含氮型、含硫型、 含磷型、含砷型以及混合型螯合树脂 将螯合树脂分为人工合成母体类和天然 高分子材料类 将螯合树脂分为主链型、侧链型以及功 能基同时存在于主链和侧链的螯合树脂
1同离子交换树脂的区别
离子交换树脂 同离子发生的 是交换反应 同金属离子是 以离子键结合 的，其键能约 为96.6kJ/mol 对金属的选择 性一般
螯合树脂
主要是以配价 键的形式与金 属离子形成稳 定的螯合物， 定的螯合物， 它对金属离子 具有特殊的选 择螯合能力
可以同时以离 子键及配位键 与金属离子结 合，其键能约 为6405kJ/mol
仪器、试剂、 仪器、试剂、性能表征指标
仪器
FTIR、AAS、ICP-OES、恒温振荡器、玻璃柱 、蠕动泵、XPS、SEM、pH计、电子天平等。 金属盐溶液(分析纯)、商业化树脂、味精产 品、缓冲溶液、盐酸、硝酸、去离子水等 。 吸水率、pH、初始浓度、吸附动力学、吸 附等温线、吸附热力学、吸附机理、解吸再 生及重复使用、混合组分的影响等。
文献调研小结
刘明明 9月 5日
螯合树脂及味 精产品简介
仪器、试剂、 仪器、试剂、 性能表征指标
工业化树脂选择
遇到的问题
螯合树脂简介
1.概念 1.概念 2.结构 2.结构 3. 分类 4. 机理 5. 应用发展
概念及与离子交换树脂区别
物理结构、化学结构
配用
试剂
表征指标
实验的大体步骤
D C B A
明确实验目的 并进行仪器、 并进行仪器、 试剂前期准备 工作
重金属标液、 重金属标液、 缓冲溶液的 配制， 配制，螯合 树脂的预处理
已处理螯合 树脂的吸附 性能测定， 性能测定， 包括单一组 分和混合组 分具体指标 的展开
通过实验选 出应用于味 精产品选择 性吸附重金 属的优势螯 合树脂及最 适宜条件