有机酸蒙囿铝(Ⅲ)配合物特性及与胶原反应性的研究

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应用pH滴定、反滴定以及Ferron计时比色法,从平衡态和动力学的角度,系统研究了有机酸蒙囿铝(Ⅲ)配合物溶液在有机酸盐种类和用量、铝盐种类、pH值及陈放时间等因素不同时,溶液中铝(Ⅲ)配合物的耐碱性、配聚性、酸降解性、存在形态及组份分布状况。通过GFC及LPIC等手段,分析了有机酸盐的种类和用量、铝盐的种类、pH值等因素不同时,溶液中铝(Ⅲ)配离子的大小及分布变化、有机酸根离子参与配位的情况,以及不同GFC分离流份中Al3+与参与配位的有机酸根离子浓度比值的变化规律。在此基础上,通过GFC分离制备及IR、27Al NMR、XRD等方法,进一步研究了有机酸蒙囿铝(Ⅲ)配合物溶液的组成及组份结构,并通过皮粉鞣制实验考察了pH值、有机酸的用量等因素不同时,以及不同GFC分离流份中的铝(Ⅲ)配合物与皮胶原的反应特性。主要结论有: (1)有机酸蒙囿铝(Ⅲ)配合物在溶液中主要有3种存在形态,它们在8hs左右基本达到动态平衡,即:单核铝(Ⅲ)配离子2-4核低聚配离子“Al13族”配离子。 (2)在与实际铝鞣相近的溶液环境中,铝(Ⅲ)配离子主要以“Al13族”多核离子的形态存在,这是一类由N个(N大约在9~30范围内)八面体铝(Ⅲ)配离子围绕1个[AlO4]5-四面体配离子,通过共用1个或2个氧配原子而形成的具有刚性结构的球状离子团,随Al3+数目的不同,其直径约在8~16范围内变化。 (3)在有机酸蒙囿的铝(Ⅲ)配合物溶液中,参与配位的有机酸根离子只占加入量的少部分或极少部分,这与溶液中铝(Ⅲ)的主要存在形态——“Al13族”配离子特殊的结构密切相关。溶液中铝(Ⅲ)配离子的存在形态及组成分布主要受pH值的影响,且在pH=3~4之间有一突变点。有机酸根离子的作用主要在于它们参与配位后,能一定程度上阻止鞣液中“Al13族”配离子在pH值升高时进一步配聚,而在低pH值条件下又更易降解。 (4)有机酸蒙囿的铝(Ⅲ)配合物与胶原的反应性既具有金属鞣革配合物的通性,又具有其自身的特点。这也是由于铝(Ⅲ)配合物在溶液中的主要存在方式—“Al13族”多核配离子的特性决定的。了解了鞣液中铝(Ⅲ)配合物的存在形态及组成分布在各种不同溶液条件下的变化规律之后,就不仅可以对铝(Ⅲ)配合物与胶原反应过程中的各种实验结果作出比较合理的解释,而且为进一步研究铝鞣及铝结合鞣的机理奠定了基础。
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