研究证明，羧酸类有机配体具有未成键孤对电子的氧原子，其能够与多种金属离子形成配位键以生成配合物。制备的聚丙烯酸改性PP纤维（PAA-g-PP）表面存在大量羧基，十分有利于在PAA-g-PP表面形成金属配合物。

3.4.2.1　PAA-g-PP与Fe3+的配位反应

将不同QCOOH值的PAA-g-PP分别与0.10mol/L的FeCl3进行配位反应制备PAA-g-PP铁配合物（简称Fe-PAA-g-PP），反应平衡后所得配合物的QFe值与QCOOH之间的关系如图3-24所示。

图3-24　QCOOH与QFe值之间的关系

由图3-24可知，随着PAA-g-PP的QCOOH值的升高，所得铁配合物的QFe值呈线性增长，主要原因可解释为改性PP纤维表面羧基含量的提高有利于其与Fe3+的配位反应，并导致更多的Fe3+被固定于纤维表面形成配合物。Fe3+浓度的增加也会促进两者之间的配位反应，如图3-25（a）所示，这是因为Fe3+浓度的提高有利于增加Fe3+向PAA-g-PP表面扩散，使Fe3+与纤维表面羧基的接触，加快了Fe-PAA-g-PP配合物的形成。此外，配位反应温度的升高也有利于Fe-PAA-g-PP配合物QFe值的增加，如图3-25（b）所示，并且可缩短反应达到平衡时间，加快反应速率。原因是反应温度的升高可促进PP纤维表层的溶胀作用，且Fe3+在水溶液中的热运动加剧，促进了两者之间反应的进行。

3.4.2.2　PAA-g-PP与不同金属离子的配位反应性能的比较

将0.10mol/L的Fe3+、Cu2+和Ce3+三种金属离子分别与PAA-g-PP（QCOOH=3.02mmol/g）在50℃进行配位反应，生成配合物的金属离子配合量（QM）在配位反应过程中的变化如图3-26所示。三种PAA-g-PP金属配合物的金属离子配合量均随着反应时间的延长而不断增加，120min后反应趋于平衡状态。在相同条件下，配合物的铁配合量（QFe）与铜配合量（QCu）相当，显著高于配合物的铈配合量（QCe），这意味着Cu2+表现出与Fe3+配位性能相当的能力，并且两者都高于Ce3+的配位能力。(www.daowen.com)

图3-25　Fe3+浓度和反应温度对配合物QFe值的影响

图3-26　PAA-g-PP与三种金属离子的配位反应比较

3.4.2.3　铁铜双金属PAA-g-PP配合物的制备

首先配制一系列含有不同浓度的Fe3+和Cu2+的水溶液，然后分别将PAA-g-PP（QCOOH=2.064mmol/g）置于其中，使它们在50℃进行配位反应，制备铁铜双金属PAA-g-PP配合物，结果见表3-8。提高溶液中Cu2+初始浓度，会使配合物的nCu2+/nFe3+值上升。当溶液中Cu2+与Fe3+初始浓度相同时，所得配合物Fe-Cu-PAA-g-PP的nCu2+/nFe3+为0.98:1，这表明，在与PAA-g-PP进行共配位反应时，Fe3+和Cu2+仍然表现出几乎相同的配位性能。

表3-8　Fe3+和Cu2+浓度变化对配合物铁铜离子配合量之比（nCu2+/nFe3+）的影响