硅膠錨合PAMAM型類樹形大分子的合成及吸附性能研究.pdf

1、聚酰胺-胺型(Polyamidoamine，PAMAM)樹形大分子是近二十年才成功合成的一類新型高分子材料，由于具有精確的分子結(jié)構(gòu)、分子內(nèi)存在大量的空腔以及表面含有大量的官能團等特點，容易實現(xiàn)對金屬及其離子的包埋與吸附，這些特點使其在多個領(lǐng)域有潛在的應(yīng)用價值，成為相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點。 本文采用發(fā)散式合成法，通過重復(fù)以下兩步反應(yīng)：(1)丙烯酸甲酯與表面氨基的Michael加成反應(yīng)；(2)乙二胺同以酯基為端基的產(chǎn)物的酰胺化反應(yīng)，得到

2、了一系列硅膠錨合的PAMAM型類樹形大分子，利用傅立葉紅外光譜、X-射線衍射、熱重分析、孔徑分析、掃描電鏡等方法對產(chǎn)物進行了表征，分別研究了對Au<'3+>、pd2<'2+>、pt<'4+>、Ag<'+>、Cu<'2+>、Zn<'2+>、Hg<'2+>等金屬離子的靜態(tài)吸附容量、動態(tài)吸附容量以及酸度、pH值對吸附量的影響。通過實驗得到以下結(jié)論： 1．通過發(fā)散式合成法成功合成一系列以酯基和氨基為端基的硅膠錨合的PAMAM型類樹形大分

3、子。硅膠表面類樹形大分子的接枝率隨著類樹形大分子代數(shù)的增加而增加，但是由于空間位阻的存在以及分子內(nèi)和分子間交聯(lián)產(chǎn)物的出現(xiàn)，實際接枝率要低于理論值。 2.通過紅外光譜跟蹤測試反應(yīng)進程結(jié)果顯示，在25℃下，至少分別需要5天、7天、8天、9天才能使以酯基為端基的SiO<,2>-G0.5、SiO<,2>-G1.5、SiO<,2>-G2.5、SiO<,2>-G3.5等半代產(chǎn)品與乙二胺完全反應(yīng)得到相應(yīng)的以氨基為端基的SiO<,2>-G0、S

4、iO<,2>-G1.0、SiO<,2>-G2.0、SiO<,2>-G3.0、SiO<,2>-G4.0等整代產(chǎn)品。 3。產(chǎn)物的BET表面積，BJH脫附平均孔徑、孔容隨著硅膠表面錨合的樹形大分子的代數(shù)的增加逐漸降低。 4．靜態(tài)吸附實驗結(jié)果表明，所有的以酯基和氨基為端基的PAMAM型螯合樹脂對貴金屬離子Au<'3+>和pd<'2+>表現(xiàn)出了優(yōu)于pt<'4+>、Ag<'+>及Cu<'2+>、Zn<'2+>、Hg<'2+>等賤金屬

5、離子的吸附性能；并且研究結(jié)果表明，并不是硅膠表面的接枝率越高對金屬離子的飽和吸附量越大。 5．動態(tài)吸附實驗結(jié)果表明，除了以酯基為端基的半代產(chǎn)品對Ag<'+>的吸附中存在多種吸附機理外，對Au<'3+>、pd<'2+>、pt<'4+>、Cu<'2+>、Hg<'2+>的動態(tài)吸附都屬液膜擴散控制機理。 6．溶液酸度及pH值對合成的PAMAM型類樹形大分子的吸附性能具有重要的影響。對pd<'2+>的最佳吸附酸度為2mol/L；除