由于EDTA分子结构中有四个羧基和两个氨基，其对很多二价或三价金属离子具有较高的亲和力，并能与之反应形成高度稳定的络合物，而酒石酸、柠檬酸或丁烷四羧酸对金属离子的配合性能相对较差，所形成的络合物相对不稳定。因此EDTA被作为螯合剂广泛应用于水中重金属离子的去除。运用水热法可制备具有光催化和吸附双功能的EDTA改性棉纤维铁配合物（Fe-EDTA-Cotton），其对水中有机污染物具有光催化氧化作用，对Cr6+具有光催化还原作用，而且其表面游离的EDTA分子还能够将被催化还原的铬离子吸附去除，因此可将其作为非均相光催化剂应用于水溶液中有机染料和铬离子的同时去除。

如图3-39所示，随着Na2EDTA浓度的提高，EDTA改性棉纤维的QCOOH值出现显著升高的趋势，这表明，高浓度Na2EDTA能促进其对棉纤维的改性反应，可能是因为在水热和催化剂存在条件下，Na2EDTA分子结构中两个相邻的羧基更易脱水，形成反应活性较高的环酐，其更易于与纤维素大分子结构中的羟基发生酯化反应，从而在纤维表面引入EDTA分子，这个过程可由反应式（3-11）进行描述。当Na2EDTA浓度逐渐增加时，Na2EDTA分子能够形成更多的环酐，有利于其与棉纤维之间的反应。

更重要的是，Na2EDTA浓度的提高导致生成配合物Fe-EDTA-Cotton的QFe值逐渐变大，并在QCOOH值为1.31mmol/g时达到最高（0.72mmol/g），然而进一步提高QCOOH值反而使得QFe值下降。这意味着提高QCOOH值尽管能够促进QFe值的升高，但是过高的QCOOH值限制了Fe3+与EDTA-Cotton发生配位反应生成配合物。这可能是因为具有较高QCOOH值的EDTA-Cotton更容易与Fe3+进行配位反应，促进配合物的形成。但是过高的QCOOH值使所得EDTA-Cotton的结构更为复杂，由此产生的空间位阻效应会抑制织物表面羧基与Fe3+接触发生配位反应。同时EDTA与棉纤维分子结构中羟基之间的交联反应会使得棉纤维表面的结构致密，降低纤维表面的亲水性，阻止Fe3+与棉纤维的进一步反应，从而降低所得配合物的QFe值。

图3-39　在Fe-EDTA-Cotton制备中不同影响因素与QCOOH值之间的关系(www.daowen.com)

EDTA-Cotton的QCOOH值随着NaH2PO4浓度的升高而逐渐增大。主要原因是NaH2PO4能够促进Na2EDTA分子结构中两个相邻的羧基脱水形成环酐，有利于两者之间酯化反应的发生，使得更多的羧基被固定在棉纤维表面。尽管NaH2PO4浓度的升高能够增加配合物的QCOOH值，但是过高的NaH2PO4浓度并不利于所得配合物的QFe值的提高。随着水热温度的升高，EDTA-Cotton的QCOOH值逐渐增大。这表明高温高压条件能显著促进Na2EDTA与棉纤维的改性反应。这是因为高温高压能够促进EDTA分子结构中相邻的两个羧基脱水形成酸酐，加快Na2EDTA与棉纤维之间的酯化反应，从而使织物表面引入更多的羧基。此外，高温高压也能够增加棉纤维的溶胀和润湿性能，使Na2EDTA分子更容易浸入纤维内部与其发生酯化反应，生成具有较高QCOOH值的EDTA-Cotton。

值得注意的是，尽管水热温度为200℃时所得到的EDTA-Cotton表面的QCOOH值更高，但是过高的温度和压力条件会使棉纤维的力学性能严重下降，因此制备EDTA-Cotton的水热温度设定为180℃为宜。在相同配位温度条件下，QFe值随着Fe3+初始浓度CFe，0的增加逐渐增大。随着配位反应温度的提高，Fe-EDTA-Cotton的QFe值逐渐升高。这意味着升高反应温度能够促进Fe3+与EDTA-Cotton表面羧基之间的配位反应，这是由于温度的升高有利于棉纤维发生溶胀和Fe3+的热运动，促进了Fe3+在EDTA-Cotton表面发生配位反应。