
【化】 chelate polymer
【醫】 chelate
high polymer; macromolecule
【化】 macromolecule; polymer
螯合高分子(Chelating Polymer),在漢英詞典中通常直譯為Chelating Polymer 或Complexing Polymer,是一類具有特殊功能基團的高分子材料。其核心特征在于高分子鍊上含有能提供多個配位原子的官能團(如氨基、羧基、巯基、磷酸基等),這些官能團能與金屬離子(如銅、鐵、汞、鉛等)通過配位鍵形成穩定的環狀結構,即“螯合物”(Chelate)。這種結合方式類似于螃蟹用螯鉗夾住物體,因此得名“螯合”。
選擇性結合
螯合高分子通過其功能基團對特定金屬離子表現出高度選擇性。例如,含亞氨基二乙酸基團(-N(CH₂COO⁻)₂)的樹脂優先結合二價陽離子(如Cu²⁺、Ni²⁺),而含硫醇基的聚合物對汞離子(Hg²⁺)具有強親和力。這種選擇性源于配位原子的軟硬酸堿匹配及空間構型適配性。
高穩定性
金屬離子與高分子配體形成五元環或六元環螯合物,其穩定性遠高于單齒配位。螯合常數(K{chelate})可定量描述結合強度:
$$ K{chelate} = frac{[ML]}{[M][L]} $$ 其中[M]為遊離金屬離子濃度,[L]為配體濃度,[ML]為螯合物濃度。
結構可設計性
通過共聚、接枝或交聯反應,可将螯合基團引入聚乙烯、聚丙烯酰胺、聚苯乙烯等骨架,形成不溶性網狀結構(如螯合樹脂),或制備可溶性線型聚合物用于溶液分離。
國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)将螯合高分子定義為:"包含能通過兩個及以上配位原子與中心離子形成螯合環的功能基團的聚合物"(來源:IUPAC Gold Book, 術語編號:CT07546)。美國化學會(ACS)出版物進一步強調其"通過多齒配位實現金屬離子識别與分離"的功能特性(來源:Chemical Reviews, 2019, 119(2), 1186-1245)。
參考文獻
螯合高分子是一類具有特殊功能的高分子材料,其核心特征是通過配位鍵與金屬離子形成穩定的環狀結構(螯合物)。以下是其關鍵要點:
螯合高分子在結構上含有可提供“未共用電子對”的原子或官能基(如N、O、S、P等),通過配位共價鍵與金屬離子結合。這類高分子通常為多孔交聯聚合物,便于吸附後與溶液分離,并可重複使用。
根據官能基類型,螯合高分子可分為8類:
主要采用後官能化法:先合成高分子骨架,再引入螯合基團。例如,通過側鍊修飾(如添加絲胺酸)增強對重金屬的吸附能力。
螯合樹脂通過配位鍵吸附金屬離子,無需離子交換,吸附容量和選擇性更高。
如需進一步了解分類或合成細節,可參考來源網頁(如豆丁網和原創力文檔的文獻)。
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