论文总字数：19920字

摘 要

我们研究了通过发散法，合成以乙二胺为核心的PAMAM G（0.5~3.0）树状大分子。PAMAM树状大分子高度支化的结构使其具有阻垢、缓蚀、金属吸附作用的性质。PAMAM G（0.5~2.0）对SiO₂的沉积都有抑制作用，其抑制效果和代数、PAMAM质量浓度以及pH有关。结果表明：整代PAMAM对硅有良好的抑制效果，PAMAM G2.0效果最好；当PAMAM质量浓度为40mg/L时，水中可溶性的SiO₂的质量浓度最大，PAMAM G2.0效果最好；当体系的pH越低时，效果越好。其次，PAMAM树状大分子也可以作为碳钢缓蚀剂，PAMAM质量浓度越高，碳钢腐蚀速率越慢。PAMAM树状大分子也可以作为金属吸附剂，通过加入PAMAM G3.0制备了三种碳酸钙，并对它们进行了表征，考察了PAMAM G3.0的投加浓度，搅拌时间和无定形碳酸钙的加入量对溶液中Fe（Ⅲ）、Ni² 的吸附作用的影响，结果表明：加入相同量的碳酸钙，随着搅拌时间的增长，样品溶液中金属离子浓度逐渐减少，说明PAMAM树状大分子有一定的金属吸附性能；搅拌相同的时间，随着碳酸钙加入量的增加，样品中金属离子的浓度逐渐减少；搅拌相同的时间并加入相同量的碳酸钙样品，碳酸钙去除金属离子的能力有所不同，其中S₃表现出来的对铁的去除效果最好。

关键词：PAMAM 阻垢 缓蚀

Abstract

Generation(0.5~3.0) of polyamidoamine(PAMAM) has been synthesized by divergent method with ethylenediamine as core. The highly branched structure of PAMAM had the nature of scale, corrosion inhibition and metal adsorption. Generation(0.5~2.0) of PAMAM had the inhibition effect on the deposition of SiO₂, which was related with the algebra, concentration of PAMAM and pH. The results showed that the whole generation of PAMAM had good inhibition effect, in which the generation of 2.0 was the best; When the concentration of PAMAM was 40mg/L, the concentration of water-soluble of SiO₂ was the maximum, and the effect of PAMAM G2.0 was the best; The lower pH of the system had, the better the effect was. Secondly, PAMAM dendrimers can be used as corrosion inhibition on carbon steel. The higher the concentration of PAMAM was, the slower the corrosion rate of carbon steel was. PAMAM dendrimers can also be used as metal adsorbents. Three kinds of calcium carbonate were synthesized by PAMAM G3.0, which have been characterized. Investigation of the concentration of PAMAM G3.0, stirring time and amorphous calcium carbonate addition on the solution of Fe (Ⅲ), Ni² adsorption effect on the adsorption. The results showed that when calcium carbonate had the same amount, with the growth of stirring time, the concentration of mental ions in the sample solution is gradually decreased, indicating PAMAM dendrimers had a certain mental adsorption properties; Stiring the same time,with the addition of calcium carbonate, the concentration of mental ions in the sample gradually decreased; Stiring the same time and the same amount of calcium carbonate was added, the ability to remove metal ions of calcium carbonate was different, in which S₃ was the best.

Key words: PAMAM; scale; corrosion inhibition

目录

摘 要 I

Abstract II

目录 III

第一章 前言 1

1.1聚酰胺-胺（PAMAM）树状大分子的合成方法 1

1.1.1 发散法 1

1.1.2 收敛法 2

1.1.3 发散收敛结合法 2

1.2聚酰胺-胺（PAMAM）树状大分子的应用现状 3

1.2.1 表面活性剂 3

1.2.2 催化剂 3

1.2.3 絮凝剂污水处理 4

1.2.4 膜材料 5

1.3聚酰胺-胺（PAMAM）树状分子与硅酸盐阻垢缓蚀协同效应 5

第二章 实验内容 7

2.1实验试剂及仪器 7

2.2 实验步骤 9

2.2.1 PAMAM树状大分子的合成 9

2.2.2 PAMAM树状大分子对硅垢的抑制作用 10

2.2.3 PAMAM树状大分子的缓蚀性能 10

2.2.4 PAMAM树状大分子的金属吸附性能 11

第三章 结果与讨论 13

3.1 PAMAM树状大分子的合成 13

3.2 PAMAM树状大分子对硅垢的抑制作用 16

3.2.1硅的标准曲线 16

3.2.2 代数对SiO₂质量浓度的影响 16

3.2.3浓度对SiO₂质量浓度的影响 17

3.2.4 pH对SiO₂质量浓度的影响 18

3.3 PAMAM树状大分子的缓蚀性能 18

3.4 PAMAM树状大分子的金属吸附性能 19

3.4.1以PAMAM为模版制备碳酸钙的SEM表征 19

3.4.2总铁的标准曲线 19

3.4.3 Fe(III)的去除实验 20

3.4.4 Ni（II）的去除实验 22

第四章 结论 25

参考文献 26

致 谢 29

第一章 前言

随着高分子材料的发展，许多学者已经开展了对树枝状大分子的研究，其中聚酰胺-胺（PAMAM）既具有树枝状大分子的共性，又有自身独特性质。聚酰胺-胺树状大分子不仅分子结构精确，相对分子质量可控且分布窄，其表面有大量的官能团，分子内存在空腔，研究发现该化合物具有低黏度、低熔点、溶解性好、流体力学性能独特等特点，具有潜在的应用价值^[1]。Tomalia等^[2]首次采用发散法合成出聚酰胺-胺树枝状大分子的研究进入新时代。在1993年美国化学会和2002年国际纯粹应用化学联合会上，树枝状大分子均被列为主题。本文报道了聚酰胺-胺大分子合成，应用现状以及在阻垢、缓蚀、金属吸附等方面的运用。

1.1聚酰胺-胺（PAMAM）树状大分子的合成方法

树枝状大分子是一种有着独特结构的高分子，一般是由AB₂ 或AB₃ 型组成的超支化结构，其中心核上反应官能团决定着分子主链和支链的数量，反应官能度决定着反应支化数，它们和树枝状大分子的代数分支长度端基是组成分子结构的重要因素^[1]。由于聚酰胺－胺树枝状大分子结构的特殊性，其合成方法与普通的线形大分子的合成方法也不同，精确控制分子链在空间的生长是合成的关键。聚酰胺-胺树枝状大分子合成方法有发散法收敛法和发散收敛结合法，我国对发散法的研究较多，而对收敛法和发散收敛结合法的研究相对较少^[2]。

1.1.1 发散法

发散法首先从中心核开始，该中心核应该拥有1个或多个反应点。然后用带有分支结构的单元与中心核反应，即得到第一代分子。将第一代分子分支末端的官能团转化为可继续进行反应的官能团，然后重复与分支单元反应物进行反应则得到第二代分子。不断重复以上两个步骤，理论上就可以得到任意高代数的树枝形聚合物。

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