螯合树脂

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螯合树脂

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
——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。

氢型大孔阳离子螯合树脂-概述说明以及解释

氢型大孔阳离子螯合树脂-概述说明以及解释

氢型大孔阳离子螯合树脂-概述说明以及解释1.引言1.1 概述:氢型大孔阳离子螯合树脂是一种具有特殊结构和性能的新型树脂材料。

它具有较大的孔径和表面积,能够高效地吸附和螯合阳离子物质。

在工业和科研领域具有广泛的应用前景,对于污水处理、催化剂制备和生物医药等方面有着重要的作用。

本文旨在介绍氢型大孔阳离子螯合树脂的特点、应用及制备方法,以期为相关领域的研究和应用提供参考和启示。

1.2 文章结构本文主要围绕氢型大孔阳离子螯合树脂展开讨论,分为引言、正文和结论三个部分。

在引言部分,我们将对氢型大孔阳离子螯合树脂进行概述,介绍文章的结构和目的。

接着在正文部分,我们将详细阐述氢型大孔阳离子螯合树脂的特点、应用及制备方法。

最后在结论部分,我们将对全文进行总结,展望未来研究方向并提出结论。

通过这样的结构安排,希望能够全面系统地介绍氢型大孔阳离子螯合树脂的相关知识,并对其在实际应用中的潜力进行深入探讨。

1.3 目的本文旨在探讨氢型大孔阳离子螯合树脂的特点、应用及制备方法,以期为相关领域的研究和应用提供参考和指导。

通过对该类型树脂的深入研究,可以更好地了解其在离子交换、催化剂载体、废水处理等领域的潜在应用价值,促进其在工业生产和科研领域的推广和应用,为环境保护和资源循环利用做出贡献。

同时,通过总结和展望,将为未来相关领域的进一步研究提供新思路和方向。

2.正文2.1 氢型大孔阳离子螯合树脂的特点氢型大孔阳离子螯合树脂是一种具有独特特点的功能性树脂。

其主要特点包括:1. 高螯合能力:氢型大孔阳离子螯合树脂具有优异的螯合性能,可以有效地吸附和固定阳离子物质,如金属离子、化学物质等。

2. 大孔径结构:该树脂拥有较大的孔径结构,使得阳离子可以更容易地进入树脂内部,提高了吸附效率和速度。

3. 良好的化学稳定性:氢型大孔阳离子螯合树脂具有良好的化学稳定性,可以在较宽的PH范围和温度范围内稳定运行,长期使用不易退化。

4. 可再生性:该树脂可以通过简单的再生处理,如酸碱洗脱等方法,去除吸附的物质,恢复其活性,实现多次循环使用,节约成本。

螯合树脂的性能及制备PPT课件

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

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。

螯合树脂运用场景

螯合树脂运用场景

螯合树脂运用场景螯合树脂呀,那可真是个神奇的东西,在好多地方都能派上大用场呢。

就说在水处理这一块吧。

咱们平时喝的水,可不能有太多乱七八糟的金属离子。

螯合树脂就像个小小的卫士,它能把水里的重金属离子,像铅呀、汞呀这些对身体不好的家伙,紧紧地抓住,不让它们在水里捣乱。

这样一来,咱们喝到的水就健康多啦。

工业上的废水也一样,那些含有各种金属离子的废水要是直接排放,对环境的破坏可大了。

螯合树脂就能把这些金属离子吸附住,让废水变得相对干净一些,这就像是给地球的水做了一次大扫除呢。

在制药领域,螯合树脂也没闲着。

有些药物的生产过程中,需要非常纯净的原料,不能有杂质金属离子的干扰。

螯合树脂就闪亮登场啦,它把那些不该存在的金属离子都清除掉,就像个严格的质检员,保证了药物的质量。

这对咱们病人来说可太重要了,毕竟谁都希望吃到的药是安全有效的呀。

还有在食品加工行业呢。

咱们吃的一些食品,如果有过量的金属离子,可能会影响口感,甚至对健康有影响。

螯合树脂就像是食品的小保镖,把那些多余的金属离子挡在外面。

比如说果汁生产,要是有过多的铁离子,果汁可能会变色,味道也不好。

螯合树脂就能防止这种情况发生,让我们喝到美味又健康的果汁。

在电子工业里,螯合树脂更是不可或缺。

那些精密的电子元件,对环境的要求特别高,一点点金属离子的污染都可能导致元件出问题。

螯合树脂就像个细心的保姆,把周围环境中的金属离子都处理掉,让电子元件能够在干净的环境里生产出来,这样咱们才能用上那些好用的电子产品呀。

螯合树脂虽然小小的,但是它的作用可真是无处不在,就像个默默奉献的小英雄呢。

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

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。

螯合树脂使用注意事项

螯合树脂使用注意事项

螯合树脂使用注意事项螯合树脂是一种具有高度选择性和吸附能力的树脂材料,广泛用于分离纯化、废水处理、金属离子吸附等领域。

然而,在使用螯合树脂的过程中,我们需要注意一些事项,以确保其有效性和安全性。

下面是一些使用螯合树脂的注意事项。

1. 树脂选择:根据具体的应用需求选择适合的螯合树脂。

螯合树脂有不同类型,如离子交换树脂、配位吸附树脂等,不同类型的树脂适用于不同的应用领域和目标物质。

2. 树脂质量控制:选择高质量的螯合树脂,确保其纯度和吸附能力。

在购买螯合树脂时,要选择可信赖的供应商,并查看相关的质量证明文件和技术参数。

3. 储存条件:螯合树脂具有一定的稳定性,但仍需要在适当的条件下储存,以保持其性能和寿命。

一般而言,树脂应存放在干燥、阴凉的地方,避免阳光直射和高温。

在使用前,检查树脂是否有变质、结块等情况,如有异常应及时更换。

4. 过滤步骤:在使用螯合树脂之前,通常需要对待处理样品进行适当的预处理,如过滤、调整pH值等。

这些步骤可以去除杂质、澄清样品,以便更好地与螯合树脂接触。

5. 树脂的装载量:树脂的装载量将影响吸附的效率和处理能力。

过高的装载量可能导致树脂阻塞、吸附效果下降,过低的装载量会减少吸附能力,因此需要根据实际情况选择适当的装载量。

6. 操作手法:在使用螯合树脂时,需要遵循正确的操作手法。

可以根据具体的实验方法或操作手册来进行操作。

避免与树脂接触的金属、酸碱等物质,以免对树脂造成损害。

7. 洗脱剂选择:树脂吸附目标物质后,需要进行洗脱过程,将目标物质从树脂中释放出来。

在选择洗脱剂时,要考虑到目标物质的特性和需求,选择适当的洗脱剂。

同时,洗脱过程中,应控制洗脱剂用量和流速,避免树脂过度堆积、洗脱效果不理想。

8. 安全操作:在使用螯合树脂时,需要注意安全操作。

避免接触皮肤和眼睛,如有不慎接触,应立即用大量清水冲洗。

在操作过程中,应佩戴适当的防护手套、护目镜等个人防护设备。

9. 制定实验计划:在使用螯合树脂进行实验之前,制定详细的实验计划和操作流程。

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以N为配位原子的螯合树脂的研究进展caspar螯合树脂也称高分子螯合剂,是离子交换树脂的一种特殊类型。

其高分子骨架上的螯合功能基团能够与金属离子发生配位,螯合物形成时,配位原子有两个或两个以上,形成闭合的环状,并且在一定的条件下,可以将螯合的金属离子脱除。

螯合树脂的主要用途为金属离子的浓缩与富集。

螯合树脂相对于其他类型的螯合剂有如下优点:(1)相比于小分子螯合剂,螯合树脂制备简单,价格较低,且由于比表面积较大,使其吸附容量较大,机械性能较好,耐溶剂性较好且易脱附。

(2)对有离子交换树脂来说,由于螯合树脂功能基团与金属离子之间既有离子键作用,又有配位键作用,因而螯合树脂与金属的结合强度越高,且配位具有一定的选择性。

螯合树脂的其他特点如下表所示:表1,关于螯合树脂的其他特点一般情况下,螯合树脂的分类方式按功能基团或高分子基体的不同进行。

分类情况如下所示:①按照功能基团的的配位原子的不同可以分为:含氮型、含氧型、含硫型、含砷型、含磷型及多种配位原子共有的混合型。

②按照功能基的位置不同可以分为:主链型、侧链型及功能基同时存在于主链与侧链的情况。

③按照高分子基体的来源不同可以分为:人工合成高分子材料如交联聚苯乙烯类、聚丙烯酸类、聚乙烯醇类;天然高分子材料如甲壳质类、淀粉类、纤维素类等。

本文的主要介绍对象为以N为配位原子的螯合树脂。

以N为配位原子的螯合树脂是最常见的螯合树脂之一,含氮的功能基团也是最早被应用的功能基团。

1935年,英国的Adams和Holmes发现了关于酚醛树脂和苯胺甲醛树脂的离子交换性能,这是发现的第一种离子交换树脂也是最早的功能高分子材料,材料中的氨基即起到了交换阴离子的作用。

1959年,陶氏化学公司开始在市场上出售螯合树脂Dowox A-1,标志着实验室中进行检测用的螯合树脂开始市场化。

该螯合树脂的功能基团便是含N的功能基团亚胺醋酸。

N原子含有孤对电子且原子体积小,与金属离子具有很强的键合能力。

根据软硬酸碱理论,作为配体原子的N原子具有Lewis碱的特性,即电子给体的特性。

因而可以提供孤对电子与具有Lewis酸特性的金属提供的空轨道结合。

所以可以预测:N原子易于碱土金属与Cu2+、Ag+、Hg2+、Pt2+、Au+、Cd2+、Pd2+、Hg2+及MO等发生配位作用及选择性吸附。

含N的功能基主要包括多胺类(乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺等)、酰肼、肟、Schiff碱(席夫碱)、羟肟酸、草酰胺、杂环、偶氮等类型。

功能基主要以伯胺或仲胺的形式与金属离子发生螯合。

下面将以基体的区别为依据介绍以N为配位原子的螯合树脂的研究进展情况。

1苯乙烯系对聚苯乙烯类树脂进行螯合功能化时,最常用的方法为氯甲基化法,其他改性方法如:Mannich胺化法,硝化反应法,酰胺甲基化法等均可对苯乙烯类共聚物进行改性,但由于化学反应效率较低应用不太广泛。

通过氯甲基化法,对交联的大孔氯甲基化聚苯乙烯进行直接胺化,即可得到多胺类螯合树脂。

螯合树脂结构如下:具体改性方法有如下几种方式:氯甲基化法进行改性的主要缺点是,在合成过程中部分活性位点会产生新的交联、叔胺化及季胺化等副反应,使树脂上的功能集团量减少,使螯合树脂的吸附容量与吸附速率减小。

针对氯甲基化法的上述缺点,研究者才用了多种方法,到达消除其副反应的效果。

主要采取的方式为,通过酰胺化反应,保护功能基团,胺基参与交联反应,并且减少季胺基与叔胺基的生成。

通过酰胺化以保护功能基团的反应类型主要有以下两种:⑴苯乙烯进行氯甲基化反应后,与内酰胺进行卤素的取代反应,最后在脱去羧酸。

得到多胺类树脂,以内酰胺作为反应原料,可以完全消除季胺基与叔胺基的生成。

反应方程式如下:⑵先将多胺类改性分子与羧酸发生酰胺化反应,后再与氯甲基化后的聚苯乙烯进行卤素原子的取代反应,最后脱出羧酸。

该种方法制备的多胺类安和树脂的伯胺基数量与理论值非常相近。

具体反应方程式如下:聚苯乙烯作为基体,进行含N螯合功能基功能化时,除了可以利用携带有多胺类基团的试剂进行反应改性外,还可以进行其他含氮功能基的改性。

①通过氯甲基化反应可以得到含氮杂环的苯乙烯类螯合树脂。

反应方程式如下所示:②胍类和吡唑类化合物也可作为反应物与氯甲基发生取代反应得到相应的螯合树脂。

反应方程式如下:a胍作为反应试剂对聚苯乙烯进行改性生成以胍为功能基团的螯合树脂的反应方程式如下:b吡唑作为反应试剂对聚苯乙烯进行改性生成以胍为功能基团的螯合树脂的反应方程式如下:③四唑基团可形成五元环状阴离子,具有给电子能力,可以与过渡金属产生螯合螯合作用。

通过采用SI-ATRP技术,现将丙烯腈修饰到已经氯甲基化的聚苯乙烯树脂上,后经过3+2环加成,便可以制备出高容量的四唑型螯合树脂。

反应过程如下所示:虽然以聚苯乙烯类为骨架材料可以制备的螯合树脂种类多样且价廉易得。

但由于聚苯乙烯为疏水性大分子链,且加入功能基团后疏水性会变的更强,导致树脂在水中时不能快速浸润,离子无法快速进入树脂内部,螯合速率较低。

而酚醛树脂交联过程中产生的醚键以及其他多羟基类高分子如丙烯醇、淀粉、纤维素、壳聚糖等均为亲水性主链能够消除苯乙烯链的疏水性缺点,此外,淀粉,纤维素,壳聚糖,均为天然产物,产量较大且对环境没有污染,利于环保。

2酚醛系一般情况下,合成酚醛型螯合树脂的方法有以下两种:(1)苯酚及其衍生物,含螯合功能基团的单体及甲醛直接缩合聚合制备。

(2)首先合成苯酚树脂后利用大分子反应引入螯合基团。

法(1),具有螯合功能基分布均匀,螯合容量较大的优点。

而法(2),由于苯酚树脂基体中含有活泼的酚羟基易于发生反应,使该种方法的使用收到一定的限制。

采用法(1)合成的螯合树脂,如通过采用乙二胺或邻苯二胺及水杨醛为原料合成出希夫碱反应方程式如图,合成的希夫碱再与甲醛发应便可制得以希夫碱为功能基以N为配位原子的酚醛型螯合树脂。

邻苯二胺与水杨醛反应生成希夫碱的反应方程如下所示:希夫碱与甲醛反应得到的酚醛型螯合树脂的两种结构式如图所示:和采取方法⑵合成酚醛型螯合树脂是,为防止酚羟基氧化成为醌,导致树脂的功能性降低,可先将树脂中游离的羟基的烷基化处理,使副反应无法发生。

具体反应过程如下:3天然高分子系常见的天然亲水性高分子主链,包括纤维素,淀粉,壳聚糖,葡萄糖交联产物等。

其具有来源广泛,对价廉,无污染,可被生物降解等优势,改性方法一般是利用基体中所自带的羟基,羧基等活性基团与多胺类原料进行反应,得到胺化基体,而且可再次进行迈克尔加成等反应提高氨基的含量。

改性的一般过程如图所示:⑴以纤维素为基体的螯合树脂。

由于纤维素溶解性较差,所以对其进行接枝反应,使其功能化较为困难。

但可通过纤维素的醚化反应,得到分散度更高的中间体,在进行胺化,即可得到以纤维素为基体的螯合树脂。

以棉纤维为基体,先将棉纤维在碱性环境下与环氧氯丙烷反应生成环氧化棉纤维,后与多胺类试剂反应,制备成了多胺型螯合棉纤维。

反应方程式,如下所示:以羧甲基纤维素为基体材料,二乙烯三胺,三乙烯四胺为多胺类试剂,将羧甲基纤维素中的羧基酰胺化,成功合成了功能基含量较高的螯合树脂。

反应过程如下图所示:⑵以淀粉为基体的螯合树脂淀粉在自然界中含量丰富。

与纤维素相比,淀粉的溶解性较强,没有溶解的问题。

以淀粉为基体的螯合树脂的合成方法主要为:淀粉先与环氧丙烷反应得到环氧淀粉,后与多胺类试剂反应得到以淀粉为基体的螯合树脂。

但由于淀粉的使用要求其应进行交联,但进行交联时如果交联剂使用量过多,交联度太高,损失大量的环氧基,会导致后面的胺化反应反应程度较低,树脂中功能基团较少,导致树脂的吸附能力下降。

但交联度较低,则会导致材料的机械性能较差。

通过“一锅法”可以对其交联的问题进行解决,并取得很好的效果,其反应机理如下:A:可溶性淀粉的糊化反应:B:EHC与淀粉和多胺的交联反应:其中,starch-淀粉链,R=C2H4NHC2H4,(2)-(3)式表示淀粉链间及氨基间以ECH 为交联剂的交联反应,(4)-(6)式表示淀粉链与胺基链之间的交联反应。

⑶以壳聚糖为基体的螯合树脂壳聚糖具有较好的亲水性。

壳聚糖为甲基质脱除乙酰后的产物,反应过程及结构式如下:甲壳质壳聚糖由上面的壳聚糖的结构式,可以得出有关壳聚糖的如下性质:a壳聚糖的线形分子结构中既有多羟基又有氨基,并且其结构中拥有较多的醚键,因而壳聚糖是一种亲水性较强的材料。

b由于壳聚糖的结构中具有大量的-NH2,所以对金属离子有较强的吸附作用。

壳聚糖吸附铜离子机理如下图:壳聚糖本身便具有螯合金属离子的能力,但是由于壳聚糖为线性分子,能够溶解于酸性的水溶液里,且机械性能较差,所以需对其进行交联,以达到应用要求。

而发生交联的活性位点一般为-NH2,胺基发生交联反应会导致材料中螯合功能基密度减少,导致金属离子的吸附容量以及吸附速率降低,所以在交联是应考虑减少-NH2的反应。

通过利用“离子模板”效应可以有效的解决这一问题。

如利用Cu离子对-NH2的保护作用以减少其反应。

此外,由于羟基与氨基有较好的反应活性,可以很容易的对壳聚糖进行改性,使其性能更加优良。

通过形成希夫碱然后用NaBH4还原的方法合成多种CTS的衍生物,结构式如下图所示:得到的交联结构如下:4其他高分子系⑴以甲基丙烯酸酯为基体的螯合树脂。

制备以甲基丙烯酸酯为基体的螯合树脂,主要是先利用甲基丙烯酰氯与羟基的反应,制备出功能单体,可以得到螯合树脂。

通过酰氯与羟基的反应制备螯合树脂的反应过程及其螯合金属时的结构如下。

制备聚合单体的反应如下:聚合及螯合过程如下图所示:⑵以聚氯乙烯为基体的螯合树脂由于氯乙烯来源广泛,且聚氯乙烯制备简单,价格便宜,且拥有疏松的多孔结构,因而也可以用来制备螯合树脂,一般进行的功能化改性过程主要是通过胺基取代氯的胺化反应实现的,反应过程如下图所示:⑶以聚丙烯腈为基体的螯合树脂由于聚丙烯腈中的侧基为-CN可以发生麦克尔加成反应,所以将聚丙烯腈纤维先进行用多元胺的交联,然后在与盐酸羟胺进行胺肟化反应就可以得到以丙烯腈为基体的螯合树脂。

通过多胺进行交联的过程如下图所示:通过盐酸羟胺进行胺肟化的反应过程如下:综上,我们可以发现以N为配位子的螯合树脂的基体类型较多,但改性的方法存在相似之处,通过对此的研究我们可以在发现新的树脂基体时较快的找到合适的改性方式,用来制备新型的螯合树脂。

不同树脂基体的宏观结构不同,存在粉末状,球状,纤维状及具有多孔性质等,通过比较不同的基体功能性的不同可以为以后制备新的基体是采用的工艺方法提供依据。

聚苯乙烯为基体的螯合树脂所能对其改性的功能基团种类较多,通过对含不同功能的聚苯乙烯型螯合树脂螯合能力的分析,我们可以得到螯合能力与功能基团结构与分布的关系,进而为合成新的相关的功能化试剂提供依据。

高分子螯合树脂虽然较其他类型的螯合剂尤其独特的优点,但仍有一些地方需要改进,经过总结我认为螯合树脂在现阶段仍存在的问题有如下几个方面:⑴对以聚苯乙烯为基体的螯合树脂来说,反应多发生在NaH为碱,DMA,THF, 1,4-二氧己环溶液中进行,反应成本较高,且反应效率较低。

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