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第二章 高分子螯合剂及高分子催化剂
从结构来看，高分子螯合剂可分为两大类： 一类是螯合基团作为高分子的侧基形式出现。图例1
Mn+ L L L L L L L L L
L
L Mn+
L Mn+
L
L
L Mn+
L
L Mn+
L
图2-1 侧基含有螯合基的高分子螯合剂
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第二章 高分子螯合剂及高分子催化剂
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第二章 高分子螯合剂及高分子催化剂
HOOC H2 C C C O O 2 Cu Cu
2+
X
H2 C C C O O
COOH
n
O Cu O C C O
H C C O O Cu O
3
O X C C H C
O C
n
Cu CH3 H2 C C C HC C CH3 O O H
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CH2 CH2
CH2 CH2
+
图例5
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第二章 高分子螯合剂及高分子催化剂
β-二酮
图例6
主链具有β-二酮结构的高分子螯合剂与Cu2+离 子的螯合物可以催化过氧化氢的分解; 侧链具有β-二酮结构的高分子螯合剂也可与 Cu2+离子形成螯合物，并可催化过氧化氢的分解; 侧链具有β-二酮结构的高分子与ZrO4+、UO22+、 Cr3+、Ce3+、Cu2+的螯合物，对焦磷酸钠水解反应 的催化活性，在60 º C，pH=4时，按下列顺序递降： ZrO4+ > UO22+ > Cr3+ ≈ Ce3+ ≈ Cu2+
NH 2
H2 H C C NaNO2 HCl N2+Cl 8-羟基喹啉
H2 H C C
N N N OH
图4
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第二章 高分子螯合剂及高分子催化剂
1.1 配位原子为氧的高分子螯合剂

醇类 最简单的是聚乙烯醇PVA，它能与Cu2+、Ni2+、 Co3+、Fe2+、Mn2+、Ti3+、Zn2+等离子形成螯合物，与 Cu2+、Fe2+、Ti3+、的螯合物特别稳定。 稳定常数：Co3+ < Ni2+ < Zn2+ < Cu2+
功能高分子化学
Functional Polymers
东南大学化学化工学院
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第二章
高分子螯合剂及高分子催化剂
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第二章 高分子螯合剂及高分子催化剂 1、高分子螯合剂 高分子螯合剂即螯合树脂是功能高分子的 一个分支，是一类具有螯合功能基并能从含有 金属离子的溶液中有选择地捕集，分离特定金 属离子的高分子。 树脂螯合了金属离子后，改变了树脂的力 学、热、电、磁等性能。
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第二章 高分子螯合剂及高分子催化 剂

酚，水杨酸 图例8
H2 H C C R: NO2 NH2 AsO(OH)2 Cl Br CH2Cl CH2OH CH2NH2 CH2CN CHO COCH3 R OH 8 CH2N C O H2 C OH COOH 9 COOH OH 10 CH 3 H2 C C C CH 2 O O C C CH 3 N OH HC N OH
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第二章 高分子螯合剂及高分子催化剂
β-酮酸酯
图例7
β-酮酸酯类聚合物可以与Fe3+离子形成红色 的高分子螯合物，一些β-酮酸酯类聚合物可以与 如下离子形成螯合物： Th4+、Ce3+、Ca2+、UO2 2+ 、Al3+ 、Cu2+
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第二章 高分子螯合剂及高分子催化剂
H2 H C C + H2C C O HCON(CH3)2 O C O
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第二章 高分子螯合剂及高分子催化剂
酚类聚合物对Cu2+、Ni2+的吸附容量一般低 于理论值，多数数值选择吸附Ni2+离子； 聚（3-溴-4-羟基）苯乙烯完全吸附Ni2+离子；
聚（3-氨基-4-羟基）苯乙烯和聚（3-羟亚胺 甲基-4-羟基）苯乙烯选择吸附Cu2+离子。
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n
Cu2+
图3 图4
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X: H3CO C O HO C O C O C CH2 C O O H2C CH OCH3 + H3C
CH 2 C O
n
N
N
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图3
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第二章 高分子螯合剂及高分子催化剂
H2 H C C HNO3 H2SO4 H2 H C C SnCl2 H2 H C C
NO 2
H2 H C C OH
CH 2COCH 3
(n-x)C2H5OH + CH 2CH OH n + RCOCH2COOC2H5 PbO 7
CH 2CH OH
x
CH 2CH O C
n-x O
CH 2COR R: CH3, C6H5, P-NO2C6H5, 2,4,6-(CH3)3C6H2
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一类是螯合基团包含在高分子主链中。图例2
L L L L Mn+
L Mn+
L
L Mn+
L
图2-2主链含有螯合基的高分子螯合剂
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第二章 高分子螯合剂及高分子催化剂 高分子螯合剂的制备方法主要有两种：

一种是含有螯合基的单体经过加聚，缩聚，逐步 聚合或开环聚合等方法制取。图例3 一种是利用合成的或天然的高分子，通过高分子 化学反应引入具有螯合功能 的侧基来合成高分子 螯合剂。图例4
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第二章 高分子螯合剂及高分子催化剂
H H2C CH H2C H H H C C C C C C C H2 H H H OH 2 OH 2 OH 2 4 Cu+ 伸长 化学能转化为机械能 H C OH 氧化 还原 H2C CH H2C CH O H 5 收缩 O Cu O CH CH O H O Cu O H O CH CH O CH

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第二章 高分子螯合剂及高分子催化剂
CH CH 2 N N N
1
HOOC OH
H2 C C C O O 2
X
H2 C C C O O
COOH
n
Cu O Cu O C C O Cu H C C O X O Cu O , O O C O O C CH2 C O O CH2 CH C OH O CH3 Na C O C C H O C
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第二章 高分子螯合剂及高分子催化剂 水杨酸-甲醛树脂对下列离子具有选择吸附性： Fe3+、UO22 + 、Cu2 +、Mn2 +
侧链含水杨酸结Biblioteka 树脂可与Fe3 + 离子螯合， 形成红棕色高分子螯合物。
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