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合成聚酰胺一胺在水处理中的应用分析
发布时间:2021-11-15 00:19
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本文摘要:聚酰胺一胺(PAMAM)树状大分子由一系列的支化单元构成,具备高度三维架构、较小分子空腔、密集表面官能团.,是化学分析配伍性能较好的高分子聚合物。虽然PAMAM树状大分子发展时间较短,但由于其大小、结构、形状和末端功能团均可在分子水平上展开设计、掌控,获得具备有所不同用途的树枝状化合物,因此在催化剂、液晶材料、光学材料、生物医学以及环保等方面具有普遍的应用于。本文综述了聚酰胺一胺树状大分子的制备工艺及在工业水处理中的研究进展。

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聚酰胺一胺(PAMAM)树状大分子由一系列的支化单元构成,具备高度三维架构、较小分子空腔、密集表面官能团.,是化学分析配伍性能较好的高分子聚合物。虽然PAMAM树状大分子发展时间较短,但由于其大小、结构、形状和末端功能团均可在分子水平上展开设计、掌控,获得具备有所不同用途的树枝状化合物,因此在催化剂、液晶材料、光学材料、生物医学以及环保等方面具有普遍的应用于。本文综述了聚酰胺一胺树状大分子的制备工艺及在工业水处理中的研究进展。

  1、PAMAM树状大分子的制备工艺  目前,PAMAM树状大分子的制备方法主要有两种:收敛制备法(Divergentsyllt}lesis)和发散制备法(Convergentsynthesis)。两种方法皆基于一系列反应(一般来说是两步反应)的反复,都必须准确掌控分子链在空间的生长。  1.1收敛制备法  收敛制备法是由中心核(反应点)逐步向外与具有分支结构的单元反应,制备第一代分子。第一代分子末端的官能团活化,之后与分支单元展开反应则获得第二代分子。

大大反复以上的两个步骤,理论上就可获得给定低代数的树枝状大分子。收敛法具备工艺非常简单直观、分子质量快速增长很快的优点,在制备树枝状大分子时应用于最多。1985年Tomalia等在实验室用收敛法对胺(如乙二胺)与丙烯酸甲酯展开Mcikael加成反应一酰胺化醛反应制备制取出有的PAMAM树状大分子。

我国对于树枝状聚合物的研究比较较早,从上世纪90年代中期开始,王俊等使用收敛法,制备了以乙二胺为核的110代的PAMAM树状分子,并对投料摩尔比、反应温度和反应时间等影响产率的因素展开了分析,为先前制备研究奠下了基础。收敛制备法虽然是最成熟期的制备方法,但在实际应用于中不存在着一定的弊端,当反应展开到较高代数以后,随着官能团成倍数快速增长,分支单元更容易不受空间位阻的影响,导致树枝状大分子结构缺失,分子质量的单分散性上升。另外,为了使反应展开几乎,在制备过程中用于了过量的原料,造成部分原料不会残余在分子空腔内,使产品的分离出来和制备艰难,产率上升。

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  1.2发散制备法  鉴于收敛制备法不存在的缺失,科学家们致力于研发一种新的方法以解决问题其不存在的问题,直到Hawker和Fr6chet在制取凝芳醚结构的树枝状大分子时明确提出发散制备法。该反应机理是由外围具有分支结构的官能团(反应点)开始,大大与其它具有活性的官能团分支单体醛,逐步向内制备扇形支化单元直到最后与中心核接枝,就可获得树枝状大分子。王冰冰等Ⅲ啥成出具备32个末端基的扇形PAMAM树状分子,它是由两个16个末端基的扇形大分支构成,对产物展开密切相关,找到其结构规整,分散度单一,不不存在缺失,合乎目标产物。  发散制备法能精确灵活性地掌控官能团的加装,保证了产物分子结构的完整性,而且目标产物与制备体系中其他成分的结构、性能差异较小,在制备和密切相关方面高于收敛法。

但是由于反应时间过长,分子量快速增长太快,随着后代代数的减少树突的尺寸逆大,分支官能团体积也呈圆形指数增涨,导致结构空间障碍减小,反应无法之后展开。因此,很少有低代数的PAMAM树状大分子是通过发散法制备的。  2、PAMAM树状大分子在工业水处理的应用于  工业污水中经常所含大量重金属离子、无机盐和有机物质,它们在一定条件(如冷却,稀释等)下不易融合构成污垢,而这些污垢具备累积性和非生物降解性,不易沉积于水处理系统中,有些沉积物还具备毒性,对自然环境和人们身体健康造成危害。目前用于的水处理剂大多所含膦酰基、磺酸恩,用于时不仅用量大而且不会对水质导致二次污染,无法符合工业水处理的必须。

因此,制备一种高效有毒的水处理剂是解决问题此问题的关键。  PAMAM树状大分子由于表面官能团密度较高,在水处理过程中,能获取大量的伯胺和仲胺,在酸性条件下胺基更容易质子化构成一NH:和一NH:,与带上负电荷的污染物单质分解盐,使部分悬浮物和有机物溶解;另外,PAMAM树状大分子内部不存在着大量空腔,在一些次价键力(如氢键、静电力)的起到下,不会自动找寻污染物表面上的空隙,并通过分子链的拉链或弯曲,产生一定应力放入到空隙中去,使污染物在水溶液的挤满程度减少,絮凝加快。因此,PAMAM树状大分子对重金属、有机物,染料等有很好的导电、絮凝、螯合、脱色起到,而且在实际操作中具备无毒害、无污染、用量较少、效率高及操作者便利等优势,已沦为工业水处理研究的热点,具有较好应用于前景。


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