松香基功能高分子吸附分离对甲苯胺的研究

吸附性高分子材料概述_赵声贵

第16卷　第2期广东有色金属学报Vo l .16,N o .22006年6月 JO U RN A L O F G U A NG DON G NO N -FERRO U S M ET A LS Jun .2006 收稿日期:2006-04-11 作者简介:赵声贵(1979-),男,云南昭通人,在读硕士研究生. 文章编号:1003-7837(2006)02-0129-04 吸附性高分子材料概述赵声贵,钟　宏,刘广义 (中南大学化工冶金研究所,湖南长沙　410083) 摘　要:介绍了吸附性高分子材料的种类、特点及结构与吸附性能的关系,综述了高分子吸附剂在水处理、医药、机械加工等不同领域的研究进展情况.关键词:高分子吸附剂;结构;性能;应用中图分类号:O 647.33 文献标识码:A 随着科学研究和生产技术的不断发展,吸附性高分子材料正迅速进入人们的生产和生活领域中,目前已经成为重要的有机功能材料之一.吸附性高分子材料主要是指那些对某些特定离子或分子有选择性亲和作用的高分子材料. 1　种类和特点 1.1　按性质和用途分类根据吸附性高分子材料的性质和用途,可将其分为以下几类[1].(1)非离子型高分子吸附树脂:对该材料非极性和弱极性有机物具有特殊的吸附作用,主要应用于分析化学和环境保护领域中,用于吸附和分离处在气相和液相(主要是水相)中的有机分子.(2)亲水性高分子吸水剂:具有亲水性分子结构,可以被水以较大倍数溶胀,广泛用于土壤保湿和生理卫生用品等方面.(3)金属阳离子配位型吸附剂:这种高分子材料的骨架上带有配位原子或配位基团,能与特定金属离子进行络合反应,生成配位键而结合.这种材料也称为高分子螯合剂,多用于吸附和分离水相中的各种金属离子.(4)离子型高分子吸附树脂:当高分子骨架中含有某些酸性或碱性基团时,在溶液中解离后具有与一些阳离子或阴离子相互以静电引力生成盐的趋势,因而产生吸附作用.最常见的有各种离子交换树脂,它们被广泛地用来富集和分离各种阴离子和阳离子.1.2　按使用条件和外观形态分类根据使用条件和外观形态,吸附性高分子材料主要分为以下4类.(1)微孔型吸附树脂[2] :外观呈颗粒状,在干燥状态下树脂内的微孔很小,当作为吸附剂使用时,必须用一定溶剂进行溶胀,溶胀后树脂的三维网状结构被扩展,内部空间被溶剂填充形成凝胶,因此也称为凝胶型树脂.(2)大孔型吸附树脂[3]:特点是在干燥状态下树脂内部就有较高的孔隙率、大量的孔洞和较大的孔径.这种树脂不仅可以在溶胀状态下使用,也可在非溶胀状态下使用.因这种树脂具有足够的比表面积,其孔洞是永久性的.(3)米花状吸附树脂[4]:外观为白色透明颗粒,具有多孔性、不溶解性和较低的体积密度.由于这种树脂在大多数溶剂中不溶解不溶胀,因此,只能在非溶胀的条件下使用,树脂中存在的微孔可允许小分子通过.(4)交联网状吸附树脂[5]:外观呈颗粒状,是三维交联的网状聚合物.由于网状结构,其机械稳定性较差,使用受到一定限制.交联网状吸附树脂是通过制备线性聚合物,引入所需的功能基团,然后加入交联剂进行交联反应制得.

功能高分子材料复习题

《功能高分子材料》复习题一、功能高分子材料按其功能性可以分为几类？功能高分子可从以下几个方面分类： 1.力学功能材料： 1)强化功能材料，如超高强材料、高结晶材料等； 2)弹性功能材料，如热塑性弹性体等。 2.化学功能材料： 1)分离功能材料，如分离膜、离子交换树脂、高分子络合物等； 2)反应功能材料，如高分子催化剂、高分子试剂； 3)生物功能材料，如固定化酶、生物反应器等。 3.物理化学功能材料： 1)耐高温高分子，高分子液晶等； 2)电学功能材料，如导电性高分子、超导高分子，感电子性高分子等； 3)光学功能材料，如感光高分子、导光性高分子，光敏性高分子等； 4)能量转换功能材料，如压电性高分子、热电性高分子等。 4.生物化学功能材料： 1)人工脏器用材料，如人工肾、人工心肺等； 2)高分子药物，如药物活性高分子、缓释性高分子药物、高分子农药等； 3)生物分解材料，如可降解性高分子材料等。二、说明离子交换树脂的类型及作用机理？试述离子交换树脂的主要用途。 1.阳离子交换树脂。机理：解离出阳离子、并与外来阳离子进行交换； R-SO3H+M+——R-SO3M+H+ 2.阴离子交换树脂。机理：解离出阴离子、并与外来阴离子进行交换。 RN+H3OH-+X-——RN+H3X-+OH- 3.应用： 1）水处理：包括水质的软化、水的脱盐和高纯水的制备。 2）冶金工业：分离、提纯和回收铀、钍等超铀元素、稀土金属、重金属、轻金属、贵金属和过渡金属。 3）原子能工业：包括核燃料的分离、提纯、精制、回收等，还是原子能工业废水去除放射性污染处理的主要方法。 4）海洋资源利用：从海洋生物（例如海带）中提取碘、溴、镁等重要化工原料，用以海水制取淡水。 5）食品工业：制糖、酿酒、烟草、乳品、饮料、调味品等食品加工中都有广泛地应用。 6）医药工业：例如在药物生产中用于药剂的脱盐、吸附分离、中和及中草药有效成分的提取等。 7）化学工业：在化学实验、化工生产上是重要的单元操作，普遍用于多种无机、有机化合物的分离、提纯、浓缩和回收等。 8）环境保护：在废水、废气的浓缩、处理、分离、回收及分析检测上都有重要应用，已普遍用于电镀废水、造纸废水、矿冶废水、生活污水、影片洗印废水、工业废气等治理。

高分子材料在分离科学与技术中的应用

高分子材料在分离科学与技术中的应用摘要高分子材料在诸多学科以及生产生活当中得到了非常广泛的应用，本文主要就其在分离科学与技术中使用到的高分子材料做了一些总结，并简要介绍了一些最新进展。关键词高分子材料分离科学与技术分离科学与技术在生产、生活、环境、科研等领域有着极为重要广泛的应用，几乎没有什么领域可以没有分离过程。虽然分离科学与技术最初是作为化学领域的一个分支学科——分析化学而存在的，但是在现代科学技术日益复杂，对于生产和生活中的物质分离提出了越来越苛刻的要求，应用领域的极大拓展，单纯作为一门二级学科已经难以适应各个领域的需求，故而将其作为独立的学科加以研究，国内外得到了普遍认同，并成立了以化学家为主各类人员共同协作的机构。尽管分离的方法、技术、仪器各种各样，但是基本原理都可以归结为依据待分离物质的物理化学等特性（如光电磁性、质量体积、溶解性、溶沸点等）的差异，采用合适的材料和设备，在适当的操作条件下加以分离。例如旋风分离器用于气体中细小固体颗粒的分离，离子交换柱用来分离阴阳离子，凝胶色谱根据分子的体积分离纯化一些大分子，等等。寻找和开发高效率、高选择性的分离材料是分离科学与技术发展中必要的一个环节，这一研究领域也是极为活跃的，随着高分子科学的日益完善和进展，为我们提供了大量可以选择的具有各种优异性能的材料，可以与已有的分离方法相结合加以改善，也可以发展一些新的分离技术。本文综述了在分离科学与技术中以高分子材料为主体的部分内容，不涉及严格的分类和详细内容，对于在其他技术中仅仅作为辅助材料的高分子（如：毛细管电泳中的添加剂，固相微萃取的涂覆膜，色谱填料的包覆改性材料等）也不做介绍。并对一些国际上研究的热门内容做了简要介绍。离子交换材料最早的离子交换材料是无机离子交换材料，已有100多年的历史先后使用过的有沸石、磷酸盐、杂多酸盐、以α－磷酸锆为代表的磷酸盐系列。而用高分子材料做成的离子交换材料从1935年磺化酚醛树脂开始，经历凝胶聚苯乙烯树脂、丙烯酸系树脂、螯合树脂、大孔型离子交换树脂等多个发展阶段，已经得到了普遍的应用。近些年开发出了聚乙烯吡啶树脂（PVP）类的特殊功能性离子交换树脂，具有许多优良的特性：如化学稳定性、热稳定性、辐射稳定性好，通过各种修饰改造（氧化、加成、共聚、络合、模板聚合、取代等）可使PVP树脂的性能改变以及应用扩展。Nishide 利用Ga2+、Fe2+、Cr2+、Ni2+和Nakashima用Co2+、Ni2+、Fe3+、Ca2+、Zn2+作离子模板合成的PVP树脂在竞争吸附中，对模板离子具有特别优越的吸附性能。吸附树脂：聚合物吸附剂：聚合物吸附物以吸附为特点，对有机物具有浓缩、分离作用的高分子聚合物。以化学吸附作用为主，兼有物理吸附等多种效应，达到分离的目的。和离子交换树脂也没有很特别的不同，也可以不区分。吸附分离功能高分子材料的活性位点的设计与合成：一、免疫吸附剂的设计与合成二、含肽、多糖侧链的仿生吸附剂的设计与合成三、分子模板聚合物类仿生吸附剂的设计与合成四、含穴状功能基团的高分子吸附剂五、手性螯和树脂

功能高分子材料知识点

第一章1、什么是功能高分子材料？与普通高分子材料的区别、什么是功能高分子材料？与普通高分子材料的区别? 功能高分子材料是指那些具有独特物理特性（如光，电，磁灯）或化学特性（如反应，催化等）或生物特性（治疗，相容，生物降解等）的新型高分子材料。区别：区别：常规高分子材料由于其分子量巨大，分子内缺少活性官能团，通常表现为难以形成完整晶体，难溶于常规溶剂，没有明显熔点，不导电，并呈现化学惰性等共同特性。功能高分子材料带有特殊物理化学性质和功能，其性能和特征都大大超出了常规高分子。第二章1、高分子试剂与普通试剂相比的优缺点。、高分子试剂与普通试剂相比的优缺点。优点：a) 简化操作过程。b) 有利于贵重试剂和催化剂的回收和再生。c) 可提高实际的稳定性和安全性。d) 所谓的固相合成工艺可以提高化学反应的机械化和自动化程度。e) 提高化学反应的选择性。f) 可以提供在均相反应条件下难以达到的反应环境。缺点：a) 增加实试剂生产的成本。b) 降低化学反应速度。2、常用试剂的辨认（种类、判断官能团）、常用试剂的辨认（种类、判断官能团）。高分子氧化剂（高分子过氧酸）：稳定性好，贮存、运输、使用方便高分子还原剂（高分子锡还原试剂）：稳定性好、无气味、低毒性、还原某些羰基化合物、选择性还原二醛中的一个、定量的将卤代烃中的卤素转变为氢优点：选择性高，可再生。3、常用的氧化还原试剂，卤代试剂，酰基化试剂分别有哪些、常用的氧化还原试剂，卤代试剂，酰基化试剂分别有哪些？常用的氧化还原试剂：醌型，硫醇型，吡啶型二茂铁型，多核芳香杂环型。卤代试剂：二卤化磷型，N-卤代酰亚胺型，三价碘型。酰基化试剂（分别使氨基，羧基和羟基生成酰胺，酸酐和酯类化合物）：高分子活性酯和高分子酸酐。4、高分子氧化还原试剂——特点：能够在不同情况下表现出不同的反应活性。——特点、高分子氧化还原试剂——特点：高分子氧化还原试剂具有可逆的氧化还原特性醌型硫醇型吡啶型二茂铁型多核芳香杂环型第三章1、复合型导电高分子材料的定义、构成，与本征型的区别。、复合型导电高分子材料的定义、构成，与本征型的区别。定义：复合型导电高分子是在本身不具备导电性的高分子材料中掺混入大量导电物质，如炭定义：黑、金属粉等，通过分散复合、层积复合、表面复合等方法构成的复合材料，其中以分散复合最为常用。组成：组成：1.导电填充物：提供载流子的作用，它的形态、性质和用量直接决定材料的导电性。2.聚合物基体材料：将导电颗粒牢固地粘结在一起，使导电高分子具有稳定的导电性，同时它还赋于材料加工性。区别：与结构型导电高分子不同，在复合型导电高分子中，高分子材料本身并不具备导电性，区别：只充当了粘合剂的角色。导电性是通过混合在其中的导电性的物质如炭黑、金属粉末等获得的。2、复合型导电高分子的导电机理。、复合型导电高分子的导电机理。导电机理a) 宏观的渗流理论（导电通道学说）主要是解释电阻率-填料浓度的关系，不涉及导电本质，只是从宏观角度解释复合物的导电现象------导电填料相互接触形成网链，从而使其导电。b) 微观量子力学的隧道效应用来解释粒子间隙很大时导电现象。该理论认为间隙很大时仍有导电网链形成，但不是靠导电粒子直接接触导电，是热振动时电子在粒子间迁移形成某种隧道造成的。c) 场致发射效应为相邻的导电粒子存在电位差，在电场作用下发生电子发射，实现电子的定向移动3、影响其电导率的因素（温度）、影响其电导率的因素（温度）。当温度升高时，电导能力下降，即电阻值升高，具备这种性质的材料称为正温度系数导电材料，包括金属和复合型高分子导电材料。4、复合型导电材料的应用、复合型导电塑料：电磁屏蔽材料、抗静电材料。橡胶：外科手术橡胶制品、抗高压电缆电晕放电的电线保持套。涂料：加热漆、抗静电涂料。黏合剂：5、电子导电型聚合物的结构、载流体、影响电导率的因素（温度）、电子导电型聚合物的结构、载流体、影响电导率的因素（温度）。结构特点：结构特点：具有共轭π键，其本身或经过“掺杂”后具有导电性的一类高分子材料。本征导电中的载流子是电子和空穴。本征导电中的载流子是电导率的影响因素：电导率的影响因素：a) 掺杂量：掺杂率小时，电导率

功能吸附高分子材料发展现状与应用模板

功能吸附高分子材料发展现状与应用李伟（太原工业学院环境与安全工程系环境工程132066326）摘要：功能高分子材料是20 世纪60 年代发展起来的新兴领域，是高分子材料渗透到电子、生物、能源等领域后涌现出的新材料。该类材料一般指在原有力学性能基础上，还具有化学反应活性、光敏性、导电性、催化性、生物相容性、药理性、选择分离性、能量转换性、磁性等功能的高分子及其复合材料。由于其具有轻、强、耐腐蚀、原料丰富、种类繁多、制备简便、易于分子设计等特点，其研究和发展十分迅速。目前的研究主要集中以下方面: 光功能材料、电功能材料、反应型功能材料、吸附分离功能材料、生物医用功能材料、液晶材料、功能膜材料、环境敏感材料、智能材料等。介绍了吸附性高分子材料的种类、特点及结构与吸附性能的关系，综述了高分子吸附剂在水处理、医药、机械加工等不同领域的研究进展情况。关键词：高分子吸附剂；结构；性能；应用 0 前言随着科学研究和生产技术的不断发展，吸附性高分子材料正迅速进人人们的生产和生活领域中，目前已经成为重要的有机功能材料之一。吸附性高分子材料主要是指那些对某些特定离子或分子有选择性亲和作用的高分子材料。 1 种类和特点功能吸附高分子材料主要是指那些对某些特定离子或分子有选择性亲和作用的高分子材料。这类高分子材料具有较大的表面积和适当的孔径，可从气相和溶液中吸附某些物质，从而实现复杂物质的分离与各种成分的富集与纯化及检验。从外观形态上

看，主要有微孔型、大孔型、米花型和大网状树脂几种。其吸附性不仅受到结构和形态等内在因素的影响，还与使用环境关系密切。如：温度因素和周围介质等。在吸附树脂出现之前，用于吸附目的的吸附剂已经广泛使用，例如活性氧化铝、硅藻土、白土和硅胶、分子筛、活性炭等。而吸附树脂出现之后，作为吸附剂的一大分支，是吸附集中品种最多，应用最晚的一个类别。吸附树脂出现在上世纪六十年代，我过于1980年以后才开始有工业规模的生产和应用。目前吸附树脂的应用已经遍及许多领域，形成一种独特的吸附分离技术。由于结构上的多样性，吸附树脂可以根据实际用途进行选择或设计，因此发展了许多有针对性用途的特殊品种。这是其他吸附剂所无法比拟的，也正是由于这种原因，吸附树脂发展速度很快，新品种新用途不断出现，吸附树脂及其吸附分离技术在各个领域中的重要性越来越突出。当然，无论是大孔性离子交换树脂还是吸附功能树脂来说，都具有很大表面积，根据表面化学的原理，表面具有吸附能力，原则上任何物质均可被表面所吸附，虽表面性质、表面立场的不同，吸附具有一定的选择性。吸附功能不同于离子交换功能，吸附量大小和吸附的选择性，决定与诸多因素，其中最主要决定于表面的极性和吸附物质的极性。 1.1 按照吸附性高分子材料的性质和用途,可将其分为以下几类。 1.1.1 非离子型高分子吸附树脂:对该材料非极性和弱极性有机物具有特殊的吸附作用,主要应用于分析化学和环境保护领域中,用于吸附和分离处在气相和液相(主要是水相)中的有机分子。 1.1.2 亲水性高分子吸水剂:具有亲水性分子结构，可以被水以较大倍数溶胀,广泛用于土壤保湿和生理卫生用品等方面。 1.1.3 金属阳离子配位型吸附剂:这种高分子材料的骨架上带有配位原子或配位基团,能与特定金属离子进行络合反应，生成配位键而结合。这种材料也称为高分子螯合剂,多用于吸附和分离水相中的各种金属离子。 1.1.4 离子型高分子吸附树脂:当高分子骨架中含有某些酸性或碱性基团时,在溶液中解离后具有与一些阳离子或阴离子相互以静电引力生成盐的趋势，因而产生吸附作用。 1.2 按照使用条件和外观形态，吸附性高分子材料主要分为以下4类。 1.2.1 微孔型吸附树脂:外观呈颗粒状,在干燥状态下树脂内的微孔很小,当作为吸附剂使用时,必须用一定溶剂进行溶胀,溶胀后树脂的三维网状结构被扩展,内部空间被溶剂填充形成凝胶,因此也称为凝胶型树脂。 1.2.2 大孔型吸附树脂口:特点是在干燥状态下树脂内部就有较高的孔隙率、大量的孔洞和较大的孔径.这种树脂不仅可以在溶胀状态下使用,也可在非溶胀状态下使用.因这种树脂具有足够的比表面积,其孔洞是永久性的。 1.2.3 米花状吸附树脂:外观为白色透明颗粒,具有多孔性、不溶解性和较低的体积密度.由于这种树脂在大多数溶剂中不溶解不溶胀，因此，只能在非溶胀的条件下使用,树脂中存在的微孔可允许小分子通过。 1.2.4 交联网状吸附树脂:外观呈颗粒状,是三维交联的网状聚合物.由于网状结构,其机械稳定性较差,使用受到一定限制.交联网状吸附树脂是通过制备线性聚合物,引入所需的功能基团,然后加人交联剂进行交联反应制得。 1.3 按照功能高分子吸附材料的吸附机理可以分为以下两类 1.3.1 化学吸附高功能分子包括离子交换树脂，其主要应用是再：清除离子，离子交换，酸碱化学催化反应等方面，整合树脂可通过选择性螯合作用而实现对各种金属离子的浓缩和富集，因此，其广泛地运用与分析检测。污染治理，环境保护和工业生产等领域。物理吸附功能高分子根据其极性大小可分为非极性，中极性和强极性三类。该类的功能高分子的吸附主要靠氢键和偶极作用进行。主要应用与：水的脱盐精制、药物提取纯化、稀土元素的分离纯化、蔗糖及葡萄糖溶液的脱盐脱色等。例如：离子

功能高分子材料

第三节功能高分子材料一、新型有机高分子材料与传统的三大合成材料有本质上的差别吗？功能高分子材料的品种与分类有哪些？ 1．新型有机高分子材料与传统的三大合成材料的区别与联系新型有机高分子材料与传统的三大合成材料在本质上并没有区别，它们只是相对而言。从组成元素看，都是由C、H、O、N、S等元素构成；从合成反应看，都是由单体经加聚或缩聚反应形成；从结构看，也就是分两种结构：线型结构、体型结构。它们的重要区别在于功能与性能上，与传统材料相比，新型有机高分子材料的性能更优异，往往具备传统材料所没有的特殊性能，可用于许多特殊领域。 2．功能高分子材料的品种与分类特别提醒医用高分子材料应该满足：①无毒，且是化学惰性的；②与人体组织和血液

相容性好；③具有较高的机械性能；④容易制备、纯化、加工和消毒。类型1 高分子材料的分类

例 1下列材料中，属于功能高分子材料的是 () ①高分子膜②生物高分子材料③光敏高分子材料④导电高分子材料⑤离子交换树脂⑥液晶高分子材料 A．①②③B．③④⑤C．②④⑤⑥D．①②③④⑤⑥ 答案 D 解析根据功能高分子的分类即可顺利解答。

类型2 功能高分子材料的结构与性能例2随着医用高分子材料的发展，人们已可用

人工器官代替不能治愈的病变器官。目前已经制成的人工器官有() ①皮肤②肝③肺④肾⑤骨骼⑥眼 A．①②③B．②③④C．①⑤D．全部答案 D 解析医用高分子材料的应用十分广泛，利用其特殊结构和特殊性质，可以制备与人体器官功能相同的人工器官。医用高分子材料必须满足的条件：①无毒，且是化学惰性的；②与人体组织和血液相容性好；③具有较高的机械性能；④容易制备、纯化、加工和消毒。类型3 复合材料的结构与性能例

高分子吸附材料

高分子吸附分离材料的识别机制研究袁直，孙平川，李国华，李纪红，候光辉功能高分子材料教育部重点实验室, 南开大学高分子化学研究所, 天津, 300071 关键词：分子识别，计算机模拟，吸附剂， NMR 吸附分离材料广泛应用于化工、生物及医药领域，其趋势是向高选择性方向发展[1]。通常，吸附分离材料靠大量“筛选”实验来评判材料的有效性；对于吸附机制主要是推测，因此很难做到针对吸附对象的精细结构进行高选择性吸附材料的结构设计[2]。我们利用计算机模拟和二维核磁等现代分析方法，建立简化的模型体系，研究材料与目标物相互作用的位点和方式，考察材料与目标物之间的弱相互作用，从微观结构解释材料对目标物质的识别机理，尝试了针对目标物质的结构，进行高选择性识别材料的结构设计，取得了阶段性成果[3]。我们以尿毒症体内积累物八肽（Val-Val-Arg-Gly-Cys-Thr-Trp-Trp ）作为目标物，设计了一系列带有芳香侧链、直链烷基和支链烷基的模型聚合物。利用二维核磁技术，确定了模型聚合物与八肽间的相互作用位点和作用方式，考察不同结构的聚合物与八肽之间的作用程度。 Fig.1 COSY spectrum of the octapeptide Fig 2. COSY spectrum of the octapeptide -polymer 聚合物与八肽作用后，八肽的Thr αH 峰的位移发生明显改变：两个叠和在一起的Trp αH 的峰发生了裂分，由此说明该聚合物与这两个氨基酸残基发生明显的相互作用。按照同样的研究方法，发现聚合物A 和F 与八肽几乎无相互作用，E 与八肽的作用最强。对比F 与G 的结构，G 的手臂较长，与八肽发生了相互作用，作用位点主要是两端的疏水氨基酸（Val, Trp ）；而F 由于苯环离聚合

功能高分子材料练习题

5-3功能高分子材料练习题一、选择题 1．下列物质中不属于新型有机高分子材料的是( ) A．高分子分离膜 B．液态高分子材料 C．生物高分子材料 D．工程材料PVC管答案：D 2．高分子分离膜可以让某些物质有选择地通过而将物质分离，下列应用不属于高分子分离膜的应用范围的是( ) A．分离工业废水，回收废液中的有用成分 B．食品工业中，浓缩天然果汁，乳制品加工和酿酒 C．将化学能转换成电能，将热能转换成电能 D．海水淡化答案：C 点拨：A、B、D均是功能高分子分离膜的应用范围，而C中将化学能转换为电能的应是传感膜，将热能转换成电能的是热电膜。 3．具有单双键交替长链(如…—CH===CHCH===CHCH===CH—…)的高分子有可能成为导电塑料。2000年诺贝尔(Nobel)化学奖即授予开辟此领域的3位科学家。下列高分子中可能成为导电塑料的是( ) A．聚乙炔B．聚乙烯 C．聚丁二烯D．聚苯乙烯答案：A 点拨：聚乙烯、聚苯乙烯的结构中不含双键；聚丁二烯的结构中也不存在单双键交替；乙炔的加聚产物聚乙炔中存在单双键交替。 4．下列有关功能高分子材料的用途的叙述中，不正确的是( ) A．高吸水性树脂主要用于干旱地区抗旱保水、改良土壤、改造沙漠 B．离子交换树脂主要用于分离和提纯物质 C．医用高分子材料可用于制造医用器械和人造器官 D．聚乙炔膜可用于分离工业废水和海水淡化答案：D 点拨：聚乙炔膜是导电高分子材料，主要用于制造电子器件。 5．聚丙烯酸酯类涂料是目前市场上流行的墙面涂料之一，它具有弹性好、不易老化、耐擦洗、色泽亮丽等特点。下面是聚丙烯酸酯的结构简式，它属于( )

吸附高分子材料发展

吸附功能高分子材料性质与应用姓名：乔骏学号：2013250140 摘要：介绍了吸附性高分子材料的种类、特点及结构与吸附性能的关系，综述了高分子吸附剂在水处理、医药、机械加工等不同领域的研究进展情况。关键词：高分子吸附剂；结构；性能；应用前言随着科学研究和生产技术的不断发展，吸附性高分子材料正迅速进人人们的生产和生活领域中，目前已经成为重要的有机功能材料之一。吸附性高分子材料主要是指那些对某些特定离子或分子有选择性亲和作用的高分子材料。 1种类和特点 1.1按性质和用途分类根据吸附性高分子材料的性质和用途，可将其分为以下几类。(1)非离子型高分子吸附树脂：对该材料非极性和弱极性有机物具有特殊的吸附作用，主要应用于分析化学和环境保护领域中，用于吸附和分离处在气相和液相(主要是水相)中的有机分子。(2)亲水性高分子吸水剂：具有亲水性分子结构，可以被水以较大倍数溶胀，广泛用于土壤保湿和生理卫生用品等方面。(3)金属阳离子配位型吸附剂：这种高分子材料的骨架上带有配位原子或配位基团，能与特定金属离子进行络合反应，生成配位键而结合。这种材料也称为高分子螯合剂，多用于吸附和分离水相中的各种金属离子。(4)离子型高分子吸附树脂：当高分子骨架中含有某些酸性或碱性基团时，在溶液中解离后具有与一些阳离子或阴离子相互以静电引力生成盐的趋势，因而产生吸附作用。最常见的有各种离子交换树脂，它们被广泛地用来富集和分离各种阴离子和阳离子。 1.2 按使用条件和外观形态分类根据使用条件和外观形态，吸附性高分子材料主要分为以下4类。(1)微孔型吸附树脂：

外观呈颗粒状，在干燥状态下树脂内的微孔很小，当作为吸附剂使用时，必须用一定溶剂进行溶胀，溶胀后树脂的三维网状结构被扩展，内部空间被溶剂填充形成凝胶，因此也称为凝胶型树脂。(2)大孔型吸附树脂口]：特点是在干燥状态下树脂内部就有较高的孔隙率、大量的孔洞和较大的孔径。这种树脂不仅可以在溶胀状态下使用，也可在非溶胀状态下使用。因这种树脂具有足够的比表面积，其孔洞是永久性的。(3)米花状吸附树脂：外观为白色透明颗粒，具有多孔性、不溶解性和较低的体积密度。由于这种树脂在大多数溶剂中不溶解不溶胀，因此，只能在非溶胀的条件下使用，树脂中存在的微孔可允许小分子通过。(4)交联网状吸附树脂：外观呈颗粒状，是三维交联的网状聚合物。由于网状结构，其机械稳定性较差，使用受到一定限制。交联网状吸附树脂是通过制备线性聚合物，引入所需的功能基团，然后加人交联剂进行交联反应制得。 2 结构与吸附性能之间的关系物质化学性能和物理结构不同，其吸附作用也不同。吸附树脂表现出的吸附能力与其结构具有特定的对应关系。 2.1 化学组成与功能基团在高分子吸附剂中，聚合物的化学组成与功能基团是最基本，也是最重要的结构因素。 (1)元素组成的影响：当聚合物分子中含有O，N，S及P等配位原子时，聚合物具有潜在的络合能力，可作为高分子螯合剂。(2)功能基团的影响：聚合物中功能基团的性质决定了吸附树脂的选择性。当聚合物链上连接强酸性基团时，解离后的高分子酸根能够与阳离子结合成盐，具有对阳离子交换和吸附能力；当连接季基团时，可以与阴离子结合，具有阴离子交换和吸附能力。由于不同离子型基团与各种离子的结合能力及稳定性不同，各种离子型树脂呈现出选择性离子交换能力。(3)分子极性的影响：当吸附树脂的化学结构中不含极性基团时，其适合于从极性溶剂如水中吸附非极性有机物。当引入极性基团时，如引入氰基，将会使其转化成中等极性或强极性吸附树脂，适合于从非极性有机溶剂中吸附不同极性的物质。 2.2 聚合物的链结构聚合物的链结构包括主链结构、分支结构(分支的数目、长度及化学结构)及交联度等。聚合物带有支链与否及支链所占比例、聚合物的交联与否及交联的程度，直接影响聚合物的溶解度和溶胀度。而溶胀度和溶胀后形成网状结构的孔径大小是影响树脂吸附量及吸附选择性的重要因素。

功能高分子材料

. 功能高分子材料子？两者的区别和关系如何？（1）功能高分子：是指当有外部刺激时，能通过化学或物理的方法做出相应输出的高分子材料。功能高分子材料是指既有传统高分子材料的机械性能，又有某些特殊功能的高分子材料。（2）特种高分子材料：是指带有特殊物理、力学、化学性质和功能的高分子材料，其性能和特征都大大超出了原有通用高分子材料的范畴。（3）功能高分子属于特种高分子材料的范畴。特种高分子材料可细分为功能高分子和高性能高分子两类。 ▲2、功能和性能有什么区别？功能高分子和高性能高分子有什么不同？（1）性能：材料对外部作用的抵抗特性。（2）功能：指从外部向材料输入信号时，材料内部发生质和量的变化而产生输出的特性。（3）功能高分子：是指当有外部刺激时，能通过化学或物理的方法做出相应输出的高分子材料。（4）高性能高分子：是对外力有特别强的抵抗能力的高分子材料。（从实用的角度看，对功能材料来说，人们着眼于它们所具有的独特的功能；而对高性能材料，人们关心的是它与通用材料在性能上的差异。） 3B、功能高分子材料的类型（1）力学功能材料：①强化功能材料，②弹性功能材料。（2）化学功能材料：①分离功能材料，②反应功能材料，③生物功能材料。（3）物理化学功能材料：①耐高温高分子，②电学功能材料，③光学功能材料，④能量转换功能材料。（4）生物化学功能材料：①人工脏器用材料，②高分子药物，③生物分解材料。这一分类，实际上包括了所有特种高分子材料。国内一般采用按其性质、功能或实际用途划分为8种类型。（1）反应性高分子材料，（2）光敏型高分子，（3）电性能高分子材料，（4）高分子分离材料，（5）高分子吸附材料，（6）高分子智能材料，（7）医药用高分子材料，（8）高性能工程材料。特征是什么？（1）活性聚合：是指引发速度远远大于增长速度，并且在特定条件下不存在链终止反应和链转移反应，亦即活性中心不会自己消失的反应。二氯乙基氯/乙酸乙酯引发（2）阴离子活性聚合的基本特点：①聚合反应速度极快；②单体对引发剂有强烈的选择性；③无链终止反应；④多种活性种共存； ⑤相对分子质量分布很窄。 ▲2、通过哪些途径可实现阳离子活性聚合？哪些单体适合进行阳离子活性聚合？（1）途径①设计匹配性亲核反离子，如采用HI/I2引发体系引发烷基乙烯基醚进行阴离子活性聚合②适当的lewis酸碱配对引发，如采用二氯乙基铝/乙酸乙酯引发（2）目前，烷基乙烯基醚、异丁烯、苯乙烯及其衍生物、1, 3 —戊二烯、茚和α-蒎烯等都已经实现了阳离子活性聚合。 ▲3、为什么基团转移聚合也属于活性聚合范畴？基团转移聚合与阴离子型聚合一样，属“活性聚合”范畴。基团转移聚合是以不饱和酯、酮、酰胺和腈类等化合物为单体，以带有硅、锗、锡烷基等基团的化合物为引发剂，用阴离子型或路易士酸型化合物作催化剂，选用适当的有机物为溶剂，通过催化剂与引发剂之间的配位，激发硅、锗、锡等原子与单体羰基上的氧原子结合成共价键，单体中的双键与引发剂中的双键完成加成反应，硅、锗、锡烷基团移至末端形成“活性”化合物的过程。包括①链引发反应，②链增长反应，③链终止反应。 ▲4、自由基活性可控聚合有哪几类？阴离子活性聚合、阳离子可控聚合、基团转移聚合、原子转移自由基聚合、活性开环聚合、活性开环歧化聚合等 ▲5、什么是高分子的化学反应？他们与小分子的化学反应有什么异同点？影响高分子化学反应的因素有哪些？（1）高分子的化学反应：可以将天然和合成的通用高分子转变为具有新型结构与功能的聚合物的化学反应。（2）与小分子的化学反应的相同点：高分子可以进行与低分子同系物相同的化学反应。例如含羟基高分子的乙酰化反应和乙醇的乙酰化反应相同；聚乙烯的氯化反应和己烷的氯化反应类似。（3）与小分子的化学反应的不同点： ①在低分子化学中，副反应仅使主产物产率降低。而在高分子反应中，副反应却在同一分子上发生，主产物和副产物无法分离，因此形成的产物实际上具有类似于共聚物的结构。（4）高分子的反应活性的影响因素： ①聚集态结构因素：结晶和无定形聚集态结构、交联结构与线性结构、均相溶液与非均向溶液等结构因素均会对高分子的化学反应造成影响。 ②化学结构因素：a）几率效应：当高分子的化学反应涉及分子中相邻基团作无规成对反映时，某些基团由于反应几率的关系而不能参与反应，结果在高分子的分子链上留下孤立的单个基团，使转化程度受到限制。 b）邻近结构效应：分子链上邻近结构的某些作用，如静电作用和位阻效应，均可使基团的反应能力降低或增加。 6、有哪些制备特种与功能高分子的制备方法？各有什么优缺点？（1）功能高分子的制备方法主要有以下四种类型： ①功能性小分子的高分子化；②已有高分子材料的功能化；③多功能材料的复合；④已有功能高分子的功能扩展。（2）制备方法各自的优缺点： ①功能性小分子的高分子化：对功能性小分子进行高分子化反应，赋予其高分子的功能特点。包括：a）带有功能性基团的单体的聚合，b）带有功能性基团的小分子与高分子骨架的结合，c）功能性小分子通过聚合包埋与高分子材料结合。主要优点是可以使生成的功能高分子功能基分布均匀，聚合物结构可以通过聚合机理预先设计，产物的稳定性较好。

基于主客体化学的吸附分离材料的研究进展

第35卷第8期高分子材料科学与工程 V o l .35,N o .8 2019年8月 P O L YM E R MA T E R I A L SS C I E N C E A N DE N G I N E E R I N G A u g .2019基于主客体化学的吸附分离材料的研究进展汪露1, 3 ,林木松4,梁相永1,丁立生1,张晟2,李帮经1(1.中国科学院成都生物研究所,四川成都610041;2.高分子材料工程国家重点实验室,四川大学高分子研究所,四川成都610065; 3.西南民族大学生命科学与技术学院,四川成都610041; 4.广东电网有限责任公司电力科学研究院,广东广州510080 )摘要:传统的吸附分离材料可以广泛地应用于化合物的分离二环境净化二能源贮存等领域,具有很广泛的普适性三但因其特异性吸附分离功能极差,而在实际应用过程中往往需要具有高度特异性的吸附分离材料,因此基于主客体化学构筑具有特异选择吸附性和功能性的新型吸附分离材料,在各相关领域的应用和发展具有重要作用三文中主要概述了基于主客体化学的吸附分离材料研究的最新动态,分别讨论了以冠醚二环糊精二杯芳烃和葫芦脲为主体基质的吸附分离材料的超分子作用机制及其应用前景三相信基于主客体化学的吸附分离材料的理论和应用研究对于相关领域的发展具有重要作用和价值三关键词:主客体化学;吸附分离;应用前景中图分类号:T B 39 文献标识码:A 文章编号:1000-7555(2019)08-0174-11 d o i :10.16865/j .c n k i .1000-7555.2019.0204收稿日期:2018-08-09 基金项目:国家自然科学基金资助项目(51573187);高分子材料工程国家重点实验室自主课题(s k l p m e 2017-2-05);中央高校青年教师基金(2019N Q N 49 )通讯联系人:张晟,主要从事超分子自组装研究,E -m a i l :z s l b j @163.c o m 吸附分离作用是自然界中普遍存在的一种现象,是指固体二液体或气体分子通过各种相互作用(氢键二化学键合二静电吸附二范德华力二偶极-偶极等作用)与材料表面结合,这类材料被称为吸附剂[ 1] 三当液相或气相中的不同组分在吸附剂上的吸附强度存在差异时,吸附剂可以通过吸附二解吸等过程实现这些共存组分的分离三吸附分离材料的应用和研究已有较长的历史,多种天然及合成物质,包括活性炭二活性氧化铝二沸石及合成纤维等吸附剂都已应用于吸附分离领域三但是,污染的日益严重与人类对于生存环境的更高要求之间的矛盾,使得研究新型吸附分离材料的需求变得更加迫切三为了达到高效二快速的分离效果,吸附分离材料需要具有较大的比表面积,同时对流动相具有较小的阻力,并且对吸附质有一定的选择性[2] 三基于这样的需求和研究现状,近年来越来越多的研究者开展了以主客体化学为基础的吸附分离材料的研究三主客体化学的研究起源于20世纪60年代末冠醚的发现,是在传统的配位化学或络合物化学基础上发展起来的一个分支三与一般配位化学不同的是,主体分子一般具有一个封闭或半封闭的配位空腔结构, 可以高选择性地将与被络合对象(即客体分子)形成稳定的络合物三主体分子与客体分子之间的包合存在着高选择性二高亲和力的特点三同时,由于主体分子种类众多,各种金属离子二阴离子二阳离子二极性和非极性的中性分子大多能找到与之匹配二可形成特异性包合的主体化合物[ 3 ]三利用主客体化学进行吸附与分离应用前景十分广阔三本文重点介绍近年来基于主客体化学的吸附分离材料的研究,对其进行归纳和总结,并对其未来的发展进行展望三 1 不同主体基质的吸附分离材料在主客体化学中,主体空穴的大小二形状以及主体中所包含的配位点数目等是识别各种不同客体的关键三为了便于达到分离目的,常常需要将各类主体分子制备成宏观固体材料三根据主体分子的种类,本文分别综述各种不同主体基质吸附分离材料的制备方法与特点三 1.1 以冠醚为主体分子构筑吸附分离材料冠醚(C r o w ne t h e r )是第一代超分子主体化合物,一般是具有(C H 2C H 2x )n 重复单元结构的大环分