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。
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
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
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。
螯合树脂材料
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。
螯合树脂与金属离子结合形成络 合物后，其力学、热、光、电磁 等性能都有所改变。利用该性质， 可将高分子螯合物制成耐高温材 料、光敏高分子、耐紫外线 剂、 抗静电剂、导电材料、粘合剂及 表面活性剂等树脂是一类能与金 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。
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
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 特殊脂的吸附机理
螯合树脂处理饮用水的原理
螯合树脂处理饮用水的原理
螯合树脂是一种特殊的吸附材料，它具有高度选择性地吸附金属离子的能力。
螯合树脂处理饮用水的原理主要包括以下几个步骤：
1. 吸附：饮用水中的金属离子（如铅、镉、汞等）通过物理吸附或化学吸附的方式被螯合树脂表面的活性位点吸附。
螯合树脂的活性位点具有特定的化学结构，可以与金属离子形成稳定的络合物。
2. 螯合：被吸附的金属离子与螯合树脂表面的活性位点发生络合反应，形成金属离子与螯合树脂之间的络合物。
络合反应是一种化学反应，通过共价键或配位键的形式使金属离子与螯合树脂结合。
3. 交换：螯合树脂上的一部分活性位点上的金属离子与饮用水中其他离子（如钠、钙等）进行离子交换，使螯合树脂上的活性位点重新释放出来，可以继续吸附其他金属离子。
4. 冲洗再生：当螯合树脂吸附饱和或活性位点逐渐减少时，螯合树脂需要进行冲洗再生。
冲洗可以使用一些化学物质（如酸、碱等）或其他方式（如高温蒸汽）来去除已吸附的金属离子，使螯合树脂的活性位点恢复到初始状态，继续进行新的吸附过程。
通过以上步骤，螯合树脂能够高效地去除饮用水中的金属离子，并提供一个安全、
纯净的饮用水来源。
螯合树脂材料-精品文档
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
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。
螯合树脂分类
螯合树脂分类
螯合树脂是功能性高分子材料的一种，由于其优良的螯合性能，被广泛应用于化学分离、催化、金属吸附等领域。
根据其不同的结构和性能特点，螯合树脂可以分为以下几类：
1. 烷基胺螯合树脂：具有疏水性，常用于有机物的吸附和分离。
2. 烷基磺酸螯合树脂：具有较高的阴离子交换容量和选择性，广泛应用于水处理、离子交换等领域。
3. 大孔吸附螯合树脂：具有较大的孔径和表面积，适用于大分子的吸附和分离。
4. 改性螯合树脂：通过对螯合树脂进行化学修饰，改变其功能和性能，如引入功能基团或改变孔结构。
5. 金属离子螯合树脂：通过螯合剂与金属离子的配位作用，具有良好的金属吸附能力。
6. 高选择性螯合树脂：设计制备特定功能的螯合树脂，以实现对目标物质的高效选择性吸附。
7. 交联螯合树脂：通过交联剂将功能单体交联制备的螯合树脂，具有较高的机械强度和化学稳定性。
螯合树脂的分类主要根据其结构、功能和性能等方面进行划分，各类螯合树脂在不同应用领域具有独特的优势和适用性。
螯合树脂
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。
螯合树脂设计计算公式
螯合树脂设计计算公式
螯合树脂是一种具有螯合基团的树脂，它能够与金属离子形成稳定的络合物。
螯合树脂的设计计算涉及到多种因素，包括树脂的功能基团、金属离子的选择、络合反应的平衡等。
一般来说，螯合树脂的设计计算公式可以根据特定的络合反应和树脂结构来确定。
首先，设计螯合树脂需要考虑到所需螯合基团的类型和数量。
常见的螯合基团包括羧基、羟基、胺基等，它们与金属离子形成络合物的能力不同。
设计计算公式中会考虑到螯合基团的亲和力和络合反应的平衡常数，以确定最佳的基团类型和数量。
其次，金属离子的选择对螯合树脂的设计也至关重要。
不同的金属离子与不同类型的螯合基团形成的络合物稳定性不同，设计计算公式会考虑到金属离子的电荷、半径、配位数等因素，以确定最适合的金属离子选择。
此外，螯合树脂设计计算公式还需要考虑到络合反应的平衡问题。
树脂与金属离子形成络合物的反应是一个动态平衡过程，设计计算公式会考虑到反应速率、平衡常数等因素，以确定最终的螯合树脂设计。
总的来说，螯合树脂设计计算公式是一个复杂的问题，涉及到多种因素的综合考虑。
设计计算公式的具体形式会根据具体的螯合树脂结构和所需的络合性能而有所不同。
在实际设计中，需要进行大量的实验和理论计算，以确定最佳的螯合树脂设计方案。
螯合树脂
CH2
C N
C N
OH OH
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：
HN(CH 2COONa)+H 2O
图3—3 EDTA类螯合树脂的制备路线 类螯合树脂的制备路线
这类螫合树脂在pH = 5时，对Cu2+的最高吸附容 这类螫合树脂在 时 的最高吸附容 量为0.62 mmol/g，可用 溶液解吸。 量为 ，可用HClO4溶液解吸。在pH 溶液解吸 = 1.3时,对Hg2+ 的最高吸附容量为 的最高吸附容量为1.48mmol/g。 时对 。 可见对特种贵金属有很好的选择分离性。 可见对特种贵金属有很好的选择分离性。
吸附分离功能高分子材料
螯合树脂
Chelating resin
• 螯合树脂（chelate resins ） 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。 联功能高分子材料。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， 配位反应，形成类似小分子螯合物的稳定结 而离子交换树脂吸附的机理是静电作用。 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 因此，与离子交换树脂相比， 属离子的结合力更强，选择性也更高， 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、 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。 的拆分以及湿法冶金、公害防治等方面。
螯合树脂吸附原理
螯合树脂吸附原理螯合树脂吸附原理什么是螯合树脂？螯合树脂（Chelating Resin）是一种特殊的吸附材料，由含有特定官能团的聚合物组成。
它具有高效吸附、选择性吸附和可再生利用等特点。
螯合树脂一般以粒状或珠状形态存在，广泛应用于水处理、环境保护、化学分离等领域。
螯合树脂的吸附原理是什么？螯合树脂的吸附原理基于螯合作用。
螯合是指一个或多个配体的配位基团与金属离子形成稳定的结合物，形成配位键。
在螯合树脂中，官能团通常是含有能与特定金属离子形成螯合配位键的化学结构。
螯合树脂能够通过以下几个步骤实现对特定目标物的吸附：1.诱导：当目标物溶解于水溶液中时，螯合树脂的官能团会通过诱导作用将目标物吸引到树脂表面。
2.捕获：官能团与目标物之间的化学键形成后，目标物会被螯合树脂捕获，使其分离于水溶液中。
3.吸附：捕获的目标物会通过物理力吸附到螯合树脂表面。
吸附力的大小取决于目标物与树脂表面之间的非共价相互作用，如范德华力、离子键和氢键等。
4.固定：目标物被牢固地固定在螯合树脂的表面。
螯合树脂吸附原理的优势与传统吸附材料相比，螯合树脂具有以下优势：•高效吸附：螯合树脂的官能团能够针对性地与目标物发生螯合作用，使得吸附效率更高。
•选择性吸附：螯合树脂可根据目标物的特性选择不同的官能团，从而实现对多种目标物的选择性吸附。
•可再生利用：螯合树脂吸附后的目标物可通过改变吸附条件或使用适当的溶剂进行洗脱，使得螯合树脂能够重复利用。
•容易操作：螯合树脂通常为固体颗粒状，在实际应用中易于操作和处理。
结语螯合树脂吸附原理基于螯合作用，通过诱导、捕获、吸附和固定等步骤，实现对特定目标物的高效吸附。
螯合树脂具有高效吸附、选择性吸附和可再生利用等优势，因此在多个领域得到广泛应用。
随着科学技术的不断发展，螯合树脂的应用前景必将更加广阔。
螯合树脂的应用领域螯合树脂由于其独特的吸附特性，被广泛应用于以下领域：1.水处理：螯合树脂可以用于去除水中的重金属离子、放射性物质等有害物质，从而提高水质，保护环境。
螯合树脂再生原理
螯合树脂再生原理
螯合树脂是一种具有高选择性吸附能力的功能性树脂，可用于分离和回收金属离子。
螯合树脂再生是指将已吸附的金属离子从树脂上解吸并恢复树脂的吸附能力的过程。
其原理可以简述如下：
1. 吸附：螯合树脂通过其特定的化学结构和功能基团与金属离子发生化学键结合，实现对金属离子的吸附，形成络合物。
2. 解吸：为了使螯合树脂重新具备吸附能力，需要将已吸附的金属离子从树脂上解吸。
这通常通过使用适当的溶剂或酸碱溶液进行洗脱来实现。
溶剂的选择取决于金属离子的性质和螯合树脂的特性。
3. 再生：解吸后的金属离子可以通过进一步处理进行回收利用或安全处理。
而螯合树脂则需要经过再生过程来恢复其吸附性能。
再生通常包括洗脱、清洗和再生剂的处理等步骤。
这些步骤有助于去除吸附在树脂上的杂质和残留物，恢复树脂的吸附能力。
需要注意的是，螯合树脂再生的具体方法和步骤可能因不同的树脂类型、金属离子和应用领域而有所差异。
针对特定的螯合树脂和金属离子体系，需要进行实验室研究和工艺优化，以确定最佳的再生条件和方法。
亚氨基二乙酸 超高效螯合树脂
亚氨基二乙酸超高效螯合树脂（IDA 螯合树脂）是一种广泛应用于生物制药、生物化学和生命科学领域的重要分离材料。
它具有很强的金属离子吸附能力和较高的选择性，可用于纯化和富集含有亲和配体的蛋白质、酶和其他生物大分子。
1. 基本特性亚氨基二乙酸超高效螯合树脂是一种聚合物材料，具有非常高的比表面积和均匀的孔径分布，这使得它具有较大的接触表面积和良好的质子交换能力。
这些特性使得IDA 螯合树脂在生物制药领域中具有良好的应用前景。
它具有很强的化学稳定性和机械强度，可用于长期连续操作而不易发生磨损和溶解。
2. 应用领域IDA 螯合树脂被广泛应用于生物大分子的纯化和富集过程中，尤其在重组蛋白、抗体、酶等生物制药产品的制备和纯化过程中发挥着重要作用。
它具有高效螯合金属离子的能力，可用于结合含有6 压缩成一个比特的标签的蛋白质或其它多肽产物。
IDA 螯合树脂在蛋白质亲和层析和金属亲和层析中得到了广泛的应用。
3. 工艺优势IDA 螯合树脂的超高效螯合性能使其具有以下优势：(1) 高效：IDA 螯合树脂对蛋白质和金属离子有较高的亲和力，可实现高效分离和富集；(2) 选择性：IDA 螯合树脂可根据金属离子的亲和性选择性地捕获目标蛋白质，实现高纯度的产品分离；(3) 稳定性：IDA 螯合树脂具有较好的耐化学腐蚀性能和机械稳定性，可用于长期稳定的生产过程；(4) 可重复使用：IDA 螯合树脂具有良好的再生性能，可多次循环使用，降低了生产成本。
4. 发展趋势随着生物技术和生命科学领域的快速发展，对高效、高选择性螯合树脂的需求日益增加。
IDA 螯合树脂具有广泛的应用前景，未来将进一步拓展其在蛋白质组学、基因工程药物和生物疫苗等领域的应用。
随着人们对生物大分子研究深入，IDA 螯合树脂的性能还将不断优化和改进，以满足不断增长的市场需求。
亚氨基二乙酸超高效螯合树脂作为一种重要的分离材料，具有极大的应用潜力和市场前景。
它的独特性能和工艺优势使其在生物制药、生物化学和生命科学领域发挥着重要的作用，为生物大分子的纯化和富集提供了有效的技术手段，必将成为未来生物分离领域中的重要产品。
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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。
离子交换树脂吸附的机理是静电 作用。因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
螯合树脂的分类
一：根据配位原子分类
按螯合树脂的配位原子或官能团的种类进行 分类是最常见的分类方法，因为从配位原子 和官能团的种类很容易预测树脂对金属离子 的吸附选择性，指导螯合树脂的设计合成。
这种螯合树脂可以与Fe2+、MoOz2+、Ti4+、Hgz+、 Cu2+uo；十、Ce4+、Ag+、CaZ+等离子络合，该树脂与 Vo产、Fe3+的螯合物其特征颜色分别为深紫色和紫红色。 当在同一个碳原子上同时含有肟基和氨基时，称这种结构偕 氨肟基。具有这种结构的聚合物一般都具有较强的螯合力。 以聚苯乙烯为原料可以通过取代反应得到双氰基树脂；氰 基与羟氨反应后引入这种偕氨肟基，构成螯合树脂，其合 成路线如下所示：
2．3．5含有氨基的螯合树脂
配位原子以氨基形式出现的聚合物是一类重要 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：
这类螯合树脂的合成通常以聚环乙亚胺为原料，通过 与二化碳反应引入这种氨二硫代羧酸结构并使之交联 反应，生成不溶性网状结构。可用的交联剂有1，2二溴乙烷、甲苯二昏鲁麟而b笙甘△击败缺由n下6戽；
。 以聚苯乙烯为骨架的氨二硫代羧酸 型螯合树脂也有报道。
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。
以聚对氯甲基苯乙烯为原料与2一氯乙胺反应还可以制备另外 一种多氨基型螯合树脂， 这种螯合剂具有较高的螯合能力。对金、汞、铜、镍、锌和锰 等金属离子有较强络合作用， 其中对金、汞、铜的选择性最高。
2．3．6含有羟肟酸结构的螯合树 脂
如果高分子骨架上含有羟肟酸结构，如同在小分子内一样， 会发互变异构现象，其中酮式异构易与金属离子形成螯合 物。由聚甲基丙烯酸或者聚丙烯酸衍生物为原料与羟氨反 应可以得到羟肟酸型螯合树脂，其合成如下所示：
按配位原子的种类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； 按官能团可分为羧酸型(一COOH)、聚酯型 (一COOR)、聚醚型 (一ROR’一)、聚胺型 (一NH一)、胍基型 [一N(C—N)NH：]、席夫 碱型(一C—N一)、酰胺型(一CONH：)、氨 基羧酸型[一NCH (COOH)：]、硫醇型(一 SH)、聚硫醚型(一RSR’一)、二硫羧酸型 (一CSSH)、硫脲型[一N(C—S)NH：]等。
2．3．7含硫原子的螯合树脂
含硫原子的最常见的化学结构是硫醇和硫醚，聚乙烯 硫醇和聚对巯甲基苯乙烯具有定量吸附二价汞离子的 能力，吸是可逆的，可以用1，2-二巯基丙烷的氨水 溶液将吸附的汞离子洗脱，螯合树脂被再生。具有氨 二硫代羧酸结构的化物对重金属具有良好的络合能力， 它可以从海水中捕集多种痕量级浓度的重金属离子。
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。
2．3．1一二酮螯合树脂
p一二酮螯合树脂的合成如 下所示：
它可以由甲基丙烯酰丙 酮单体聚合而成，也可 以与苯乙烯或者甲基丙 烯酸甲酯共聚生成。该 螯合树脂可以与二价铜 离子络合，用于铜离子 的吸附富集，此外生成 的配合物还可以作为催 化剂催化过氧化氢分解 反应，其催化活性高于 小分子乙酰丙酮螯合树 脂。
CH 2一CH--NHCOCH3』坚mCH2--CH-塑一CH2一CH～
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。
芳香胺型螯合树脂可以通过对氯苯乙烯的格氏反应制备，然 后与N，N一二取代甲氨基正 丁基醚反应，得到芳香氨基。下图为芳香氨基螯合树脂的合成 路线：
螯合树脂分离金属离子的原理
M++ ch ch ch ch ch
M
ch
ch
M
ch
侧链型 M++
ch
ch
ch
ch
ch
M
ch
，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。
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。
2．3．4冠醚型螯合树脂
冠醚型的螯合树脂可以络合碱金属和碱土 金属离子，而这些离子往往是非常难以被其 他类型的络合剂络合的。因此它在吸附高分 子中有重要的意义，其结构如下所示： 由于其结构类似于王冠，因此称为冠醚，它 可以作为固相吸附剂富集碱金属离子。冠醚 的结构可以处于高分子的主链上，也可以处 于侧链上。对于侧链型的冠醚可以聚乙烯或 聚苯乙烯为骨架，通过高分子反应引入冠醚 结构，而对于主链型的结构，通常运用小分 子冠醚单
主要的配位原子和含这些原子的 配位基团
配位原子 氧原子 氮原子 硫原子
磷原子 砷原子 硒原子
螯合树脂的结构特征
螯合树脂的结构特征为高分子骨 架上连接有螯合基团（螯合基团 连接在高分子的侧基上或高分子 骨架的主链上），对多种金属离 子具有选择性螯合作用，因此可 以对多种金属离子有浓缩和富集 作用。当螯合树脂与特定金属离 子螯合后，还会出现许多特殊的 物理化学性质，被广泛作为催化 剂、光敏材料和抗静电剂。
当酚类树脂中含有羧基时在重金属离子的分离和多 种维生素、抗生素的选择性吸附方面 具有应用意义。
2．3．3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、聚丙烯酸和聚顺丁烯二酸等。 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 常采用与带有其他配位基团的单体共 聚方法制备，比如顺丁二烯与噻吩共 聚、甲基丙烯酸与呋喃共聚。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 Fe2+>Cu2+>Cd2+>Zn2+>Ni2+>C02 +>M92+顺序递减。聚丙烯酸也有类 似的顺序。
螯合树脂与金属离子结合形成络合物 后， 其力学、热、光、电磁等性能都有所改变。 利用该性质， 可将高分子螯合物制成耐高 温材料、光敏高分子、耐紫外线 剂、抗静 电剂、导电材料、粘合剂及表面活性剂等