树状大分子是一类分子结构可以精确设计的新型高分子，由于它具有丰富的官能团和内部空腔等优点，在生物、材料、化学、环境等众多的领域引起了研究者的广泛关注，已经成为研究的热点之一。 本文采用分子设计技术，设计并合成了一系列新型的树状大分子，研究了聚酰胺胺树状大分子与金属离子之间的相互作用机理：探讨了树状大分子的结构和性能的关系；并对其作为乳化液膜流动载体进行了研究，为树状大分子作为乳化液膜载体的应用奠定了良好的基础。 本文以乙二胺为中心核，丙烯酸甲酯为支化单体，设计并合成了聚酰胺胺树状大分子。为了掌握聚酰胺胺树状大分子与金属离子的相互作用机理，为后续研究以及相关的研究提供理论基础，选择废水中常见的而别人较少研究的Cu<2+>和Co<2+>为例，采用紫外可见分光光度的方法研究了聚酰胺胺树状大分子与Cu<2+>和Co<2+>之间的相互作用机理。结果表明：由于4.0代聚酰胺胺树状大分子的端基是伯胺基，其配位能力强，Cu<2+>和Co<2+>是同其端胺基配位的，而3.5代聚酰胺胺树状大分子的端基是酯基，其配位能力弱，Cu<2+>是同其内部叔胺基配位，Co<2+>则不能同其配位。另外，随着体系pH值下降到3.0左右，4.0代聚酰胺胺树状大分子的胺基基团被质子化了，其络合的Cu<2+>和Co<2+>会被释放出来，这为聚酰胺胺树状大分子的循环使用提供了理论依据。 由于聚酰胺胺树状大分子是亲水性的，不能直接作为W/O/W型乳化液膜的载体，所以必须要进行改性，变成疏水性的。基于分子设计技术，设计并合成了分别以1,2-环氧辛烷和苯甲醛为端基的八种疏水性的树状大分子，并使用傅立叶红外光谱、紫外光谱、核磁共振氢谱、核磁共振碳谱、TG、DSC等分析方法对合成的树状大分子进行了表征。实验研究表明，合成的聚酰胺胺-1,2-环氧辛烷树状大分子和聚酰胺胺-苯甲醛树状大分子溶于二氯甲烷和三氯甲烷，不溶于水。 为了比较合成的树状大分子作为乳化液膜载体的性能，分别以2.0代聚酰胺胺-1,2-环氧辛烷树状大分子和2.0代聚酰胺胺。苯甲醛树状大分子作为乳化液膜载体，研究了其对金属离子的迁移行为。研究结果表明，使用2.0代聚酰胺胺-1,2-环氧辛烷树状大分子作为乳化液膜载体，在最佳实验条件下Cd<2+>和Cu<2+>的迁移率都可达到99％，为处理金属离子废水和富集贵金属离子提供一种新的方法。聚酰胺胺-1,2-环氧辛烷树状大分子有望成为一种新型大容量的金属离子载体，解决目前金属离子载体络合容量小的不足。使用2.0代聚酰胺胺-苯甲醛树状大分子作为乳化液膜载体，在最佳实验条件下Cu<2+>的迁移率仅有87％左右，和2.0代的聚酰胺胺-1,2-环氧辛烷树状大分子相比，2.0代聚酰胺胺-苯甲醛树状大分子的效果差些，这是由于它的空间位阻大造成的。为了掌握树状大分子作为乳化液膜载体提取金属离子的传质过程以及传质速率，并为优化实验条件提供理论指导，建立了数学模型。通过对乳液滴的直径、膜相的有效厚度、扩散系数和分配系数的测量与运算，获得了模型的解析解，并通过实验对数学模型进行了验证，结果表明模型值与实验值吻合，另外还计算了乳水比对传质的影响程度。