重金属是一类对人体和环境具有严重危害的污染物，包括铅、汞、镉、铬等。这些重金属在工业生产和生活中广泛使用，经由排放物进入环境后，会被生物吸收并累积在体内，对人体健康和生态环境造成威胁。
 

　　重金属捕捉剂能够与重金属形成稳定络合物的化学物质。它们能够通过吸附、离子交换和螯合等方式从环境中去除重金属离子，降低其浓度，从而减少其对生态环境的影响。下面将从吸附、离子交换和螯合三个方面介绍。
 

　　吸附是重金属捕捉剂去除重金属的常见机制。重金属离子通过与捕捉剂的表面产生化学吸附或物理吸附作用，附着在捕捉剂上形成络合物。化学吸附通常涉及氢键、离子键、热力学吸附力等，而物理吸附则是通过范德华力等非化学相互作用。捕捉剂的表面特性、孔径结构、比表面积等因素对吸附效果起着重要影响。
 

　　离子交换是指捕捉剂中的某些官能团与重金属离子发生静电吸引力，使其脱离水溶液并与捕捉剂固定，实现对重金属的去除。常见的离子交换捕捉剂包括树脂、膜、黏土等。捕捉剂中的官能团通常是具有亲电子性的阴离子基团，如羧基、羟基等，它们能够与重金属离子形成离子复合物。
 

　　螯合是指捕捉剂中的官能团能够与重金属离子发生配位作用，形成稳定的络合物。捕捉剂的官能团通常是含有配体的有机分子，它们能够与重金属离子形成配位键，使离子不易脱离，从而实现重金属的捕捉。螯合作用的强弱与配体的化学结构有关，常见的配体包括有机酸、亚胺类、亚砜类等。
 

　　重金属捕捉剂的应用非常广泛。它们可以用于净化饮用水、工业废水、矿山排放水、冶金废水等不同类型的水体。此外，还可以用于环境监测和分析、重金属污染的治理和修复等领域。还可以用于提取和回收所需的重金属元素。