高分子材料在分离科学与技术中的应用
分子筛膜在气体分离中的应用讲解
二. 分子筛膜的制备
分子筛膜—MOFs膜
原位 溶剂热法
晶种法 ……
分层法
微波法
分层法
分层法图解
➢高度有序、均匀、平整 ➢实现晶体的高度取向性 ➢合成其他方法无法得到的 MOF结构
硅铝(沸石) 分子筛膜
ZSM-5、NaA、NaY和silicalite-1
2 无机多孔材料膜
磷酸(硅)铝 分子筛膜
SAPO-34、SAPO-44和AlPO4-5
分子筛 膜
有机-无机多孔材料膜
碳 分子筛膜
4 金属有机框架 (MOFs)膜
ZIFs、MOF-5、Cu-BTC
有机多孔材料膜
共价有机多孔聚 合物(COPs)膜
分子筛膜的特点
分子筛膜—COPs膜
共价有机多孔聚合物是一类完全由轻质元素(C、 H、O、 N、 B 等)通过共价键的方式 连接而成的有机多孔材料。
➢ 良好的化学稳定性与热稳定性 ➢ 孔径可连续可调 ➢ 易于功能化 ➢ 同时具有高分子膜性能
分子筛膜的特点小结
优点
无机多孔 材料膜
MOFs 材料膜
骨架牢靠 稳定性好
MOFs材料是由无机金属中心(金属离子或金属簇)与桥连的有机配体通过自组装相互连 接，形成的一类具有周期性网络结构的晶态多孔材料。
➢ 孔道高度有序
金属离子 配位
周期性网状骨架的多孔材料 自组装
➢ 孔形与尺寸可调
有机配体
➢ 表面可功能化
➢ 柔性的孔道能够可逆地调节孔径来适应吸附物
➢ 可选择金属离子和有机配体来无限构筑多孔材料
高分子膜分离材料要点
高分子膜分离材料要点引言高分子膜分离材料是一种重要的分离技术，被广泛应用于水处理、气体分离、生物医药等领域。
本文将介绍高分子膜分离材料的要点，包括材料选择、膜结构设计和性能优化等方面。
材料选择高分子膜分离材料的选择对于分离效果至关重要。
常用的高分子材料包括聚醚砜（PES）、聚丙烯（PP）、聚醋酸乙烯（EVA）等。
选择材料时需要考虑以下因素：1.分离性能：材料应具有良好的分离性能，包括高通量、高分离因子和较低的渗透压。
2.化学稳定性：材料应在分离过程中具有良好的化学稳定性，可以耐受不同的化学药品和温度。
3.机械性能：材料应具有足够的机械强度，以确保膜在操作过程中不会破裂或变形。
膜结构设计高分子膜分离材料的结构设计对于分离性能和稳定性同样至关重要。
以下是一些常见的结构设计要点：1.孔径分布：膜的孔径分布应合理控制，以满足特定的分离要求。
孔径太小会导致通量降低，孔径太大则无法实现有效的分离。
2.膜厚度：膜的厚度应适当选择，通常较薄的膜具有较高的通量，但较厚的膜能够提供更好的机械强度。
3.支撑层：支撑层可以增强膜的机械强度和稳定性，同时减少膜的变形和破裂风险。
常见的支撑层材料包括聚酰胺、聚酰胺亚胺等。
性能优化为了进一步提高高分子膜分离材料的性能，可以考虑以下方面的优化：1.表面修饰：通过表面修饰可以改变膜的亲水性或疏水性，提高膜的抗粘附性能和选择性。
2.添加填料：添加适当的填料可以改变膜的孔径分布和通量，提高膜的分离性能。
3.模块化设计：将多个膜堆叠起来形成模块化结构，可以增加分离面积，提高通量和分离效果。
高分子膜分离材料是一种重要的分离技术，材料选择、膜结构设计和性能优化是关键要点。
在实际应用中，根据具体的分离要求和条件选择合适的高分子材料，并进行合理的膜结构设计和性能优化，能够提高分离效果和稳定性，广泛应用于各个领域。
高分子材料的分离与纯化技术研究
高分子材料的分离与纯化技术研究正文：一. 引言高分子材料是一种应用广泛的材料，广泛应用于塑料、橡胶、纤维等领域。
高分子材料的制备需要经历许多步骤，其中涉及到分离与纯化过程。
高效的分离与纯化技术对于高分子材料的制备至关重要。
随着科技的不断进步，研究者们针对高分子材料的分离与纯化技术进行了许多研究，本文对目前高分子材料的分离与纯化技术研究进行了综述。
二. 萃取技术萃取技术是高分子材料分离与纯化中广泛应用的一种方法。
萃取技术基于化学物质在不同溶剂中的溶解度不同的原理，将目标分子从混合物中分离出来。
（一）溶剂萃取溶剂萃取是一种基于溶解度原理的分离技术。
它用两种不同溶剂构成的溶剂系统，按照目标化合物在不同溶剂中的溶解度差异实现对目标化合物的分离。
溶剂萃取技术在高分子材料分离与纯化领域中具有广泛应用。
该技术的优点是能够高效地提取目标化合物，同时对环境无污染，适用于大批量制备。
（二）超临界萃取超临界萃取是一种在超临界压力和温度下利用超临界流体萃取和分离材料的方法。
由于超临界流体具有低粘度、高扩散速率、低表面张力等特点，可以有效地提高高分子材料的溶解度，从而提高分离效率。
超临界萃取技术可以避免有机溶剂对环境的污染，同时能够得到高纯度的分离产物。
三. 离子交换技术离子交换技术是利用有特定功能基团的树脂，通过树脂中的功能基团与溶液中离子的反应，实现分离和纯化。
离子交换技术在高分子材料分离与纯化中得到了广泛的应用。
离子交换树脂具有高选择性、工艺简单、大批量生产等优点。
四. 分子筛技术分子筛技术是一种用于高分子材料的分离和纯化的方法。
分子筛具有高度有序的孔道结构和良好的控制孔径和孔道长度能力，可以实现对高分子材料的选择性吸附和分离。
分子筛技术广泛应用于高分子材料纯化，如石油化工行业的高分子组分分离、高分子催化剂制备、高分子药剂的分离纯化等。
五. 气相色谱技术气相色谱技术是一种广泛应用于高分子材料分离与纯化的方法。
气相色谱技术通过高温将样品分解成气体形式，然后将气体送入色谱柱中，随着气体在固定相中的分配、扩散、吸附、解吸和蒸发，分离出样品中的各个分子。
高分子材料在水处理中的应用研究
高分子材料在水处理中的应用研究高分子材料在水处理中的应用研究摘要：随着工业化和城市化进程的不断加快，水资源的供需矛盾日益突出。
同时，水污染问题也日益严重，对环境和人类健康产生了巨大的威胁。
因此，水处理技术的发展和研究变得尤为重要。
高分子材料作为一种重要的材料，在水处理领域发挥着重要的作用。
本文主要探讨了高分子材料在水处理中的应用。
关键词：高分子材料；水处理；吸附材料；膜分离；聚电解质；高分子凝胶1. 引言水作为生命活动的基本物质，在农业、工业和人类生活中有着无法替代的地位。
然而，目前世界上许多地区的水资源短缺和水污染问题严重，已经成为制约经济社会发展的瓶颈。
因此，水处理技术的发展和研究对解决水资源问题至关重要。
2. 高分子材料在水处理中的应用2.1 吸附材料高分子材料通过吸附剂的作用，可以有效去除水中的有机物、重金属离子等污染物。
树脂是一种常用的高分子吸附材料，常用于工业废水处理中。
例如，聚合甲醛树脂可以去除水中的苯酚，聚合硫醇树脂可以去除金属离子。
此外，还可以利用高分子吸附材料制备微球吸附材料，如聚合丙烯酸钠微球用于废水中重金属离子的吸附。
2.2 膜分离高分子材料的分离性能优良，可用于膜分离技术。
膜分离技术是一种将溶质分离出来的方法，其原理是利用膜的选择性通透性，实现物质的分离。
高分子材料膜分离广泛应用于饮用水处理、海水淡化和废水处理等领域。
例如，以聚偏氟乙烯作为膜材料可以实现海水淡化，以聚丙烯膜过滤可以实现微污染物的去除。
2.3 聚电解质聚电解质是一种高分子化合物，主要由阳离子和阴离子组成。
在水处理中，聚电解质可以用作絮凝剂和絮凝剂辅助剂，以促进悬浮物的沉降和去除。
聚合氯化铝、聚合硫酸铝等聚电解质广泛应用于饮用水和废水处理。
此外，聚合物电解质还可用于电化学处理技术，如电吸附、电析等。
2.4 高分子凝胶高分子凝胶是由高分子物质和水或溶剂组成的胶体系统。
高分子凝胶在水处理中有着广泛的应用，如吸附、过滤和固化等。
高分子材料的制备及应用研究
高分子材料的制备及应用研究高分子材料是一种有机化合物，由多个单体分子经过共价或离子键结合而成，具有分子量较大、长链或分支链的特点。
在日常生活中，高分子材料被广泛应用于塑料、橡胶、纤维、涂料、粘合剂等各个领域。
本文将就高分子材料的制备及应用研究进行探讨。
一、高分子材料的制备高分子材料的制备通常可以分为两类：物理方法和化学方法。
1.物理方法：物理方法是指利用物理原理将多个单体分子结合成高分子材料。
例如，加热时将低分子量单体化合物分解为自由基，再利用自由基引发剂进行链式聚合反应，形成高分子。
又如，通过利用高分子界面活性剂制成纳米乳液，然后在外界条件的作用下控制相转移，获得一种微粒直径稳定的高分子。
2.化学方法：化学方法则是利用化学反应或酶催化的方法将多个单体分子结合成高分子材料。
例如，聚合物材料可以通过通过酶的催化作用，将一些生物提取物聚合成高分子。
又如，可以通过两种单体分子在特定催化剂存在下的共聚反应，形成不同的共聚物品种。
二、高分子材料的应用高分子材料在生产、科学研究和医学治疗方面都有着广泛的应用。
1.生产领域：高分子材料在生产领域中主要应用于塑料、橡胶、纤维、涂料、粘合剂等诸多方面。
例如，聚乙烯和聚丙烯等塑料材料广泛应用于制造各种商品包装，如袋子、瓶子、保鲜膜、玩具等。
聚氨酯等高分子材料则广泛应用于制造泡沫塑料材料，被广泛用于隔音、隔热等方面。
此外，化纤、涂料、粘合剂、拉铆钉、密封材料等产业也都广泛使用高分子材料。
2.科学研究领域：高分子材料在科学研究领域有着非常广泛的应用，例如纳米粒子通过控制粒径的方式被制成了表面整齐，形状多样，组成结构不断变化的高分子材料。
这种材料在纳米学，材料科学，生物医药等领域有着广泛的应用。
3.医学治疗领域：高分子材料在医学治疗方面应用广泛，如医用高分子材料，中空纤维膜等常用于血液透析，膜分离和支架等医疗设备中。
另外，高分子材料也广泛应用于医学材料。
例如，人工关节材料、医用湿敷料等。
新型膜材料在水处理领域中的应用研究
新型膜材料在水处理领域中的应用研究一、引言水是生命之源，是人类生活和工业生产的必需品，但是由于人类活动和工业化的不断发展，水源的污染越来越严重，已成为全球性的环境问题。
膜分离技术由于其高效、节能、环保等特点在水处理领域中得到了广泛的应用。
新型膜材料作为膜分离技术的重要发展方向，在水处理领域中具有巨大的应用潜力，本文将介绍新型膜材料在水处理领域中的应用研究。
二、新型膜材料的分类及特点新型膜材料主要包括多孔性材料、高分子材料、纳米复合材料等。
其特点如下：1.多孔性材料：其微孔大小可调，具有高通透性、高选择性和高稳定性等特点，可广泛应用于水处理领域中的微污染物过滤、海水淡化等领域。
2.高分子材料：具有优异的机械性能和化学稳定性，可以制备成各种形状的膜，广泛应用于超滤、微滤、逆渗透等领域。
3.纳米复合材料：具有高选择性、高通透性、高稳定性等特点，可以实现较高的分离效率和分离通量，极具应用潜力。
三、新型膜材料在水处理中的应用研究1.海水淡化随着全球人口的不断增加，淡化海水成为一种重要的解决饮用水短缺的方式。
新型膜材料的出现，推动了海水淡化技术的发展。
膜分离技术可以有效去除海水中的盐分、微生物和微污染物，可以实现高效、节能的海水淡化。
2.污水处理传统的污水处理方法存在着技术和经济上的限制，而新型膜材料在污水处理方面具有诸多的优点。
通过采用不同的膜分离技术，可以实现从污水中去除悬浮固体、生物质、有机物等污染物，达到水的净化和再利用的目的。
3.微污染物的处理随着工业化和城市化的加速发展，水中的微污染物越来越严重，已成为环保领域中的一个难点问题。
新型膜材料在水中微污染物处理方面具有很高的效果，可以通过选择性孔径和表面化学性质，实现对水中微污染物的高效去除。
4.膜生物反应器技术膜生物反应器技术结合了膜分离与生化处理，是目前较为前沿的水处理技术。
新型膜材料可以为膜生物反应器技术带来更高的分离效率和稳定性，可以与传统的生化反应器相结合，提高处理效果和处理速度。
化工行业新材料在化工生产中的应用
化工行业新材料在化工生产中的应用随着科技的不断进步和化工行业的发展，新材料在化工生产中的应用越来越广泛。
新材料的引入不仅提高了化工产品的性能和质量，还改善了生产过程的效率和环保性。
本文将着重探讨几种新材料在化工行业中的应用及其带来的好处。
1. 高分子材料高分子材料是指由高分子化合物组成的材料，如塑料、橡胶等。
它们具有优异的物理性能，可在化工行业中广泛应用于管道、容器、密封件等领域。
相比传统材料，高分子材料更具耐腐蚀、耐磨损和抗拉强度等特点，能够有效延长设备的使用寿命，降低维护成本。
2. 纳米材料纳米材料是指具有纳米尺度的物质，如纳米颗粒、纳米纤维等。
由于其特殊的表面效应和量子尺寸效应，纳米材料具有独特的物理、化学和生物学性质。
在化工生产中，纳米材料可用于催化剂、吸附材料、涂料等方面。
以纳米催化剂为例，它能够提高反应速率和选择性，降低反应温度和能耗，从而提高生产效率和降低污染物排放。
3. 多孔材料多孔材料拥有较大的孔隙结构，如多孔陶瓷、多孔金属等。
这些材料具有高度可调的比表面积和较大的内部通道，有利于催化剂的固定和离子的传输。
在化工行业中，多孔材料可用于催化剂载体、分离膜等方面。
借助其大量的孔隙结构，多孔材料能够提高催化反应和分离过程的效率，并减少能源消耗和废物产生。
4. 光电材料光电材料是指具有光电性能的材料，如光催化材料、光电导材料等。
在化工生产中，光电材料可以利用光能来驱动化学反应和分离过程，实现环境友好型的化工生产。
光催化材料可用于废水处理、有机废气净化等方面，通过光生态反应的方式，高效降解有机污染物，并释放无害物质。
5. 膜分离材料膜分离材料是指具有特殊结构和功能的膜材料，如反渗透膜、超滤膜等。
膜分离技术是一种高效、节能的分离技术，在化工行业中得到了广泛应用。
膜分离材料可用于液体分离、气体分离、溶剂回收等方面，具有高效、经济、节能和环保的优势。
综上所述，化工行业新材料的应用为化工生产带来了诸多好处。
高分子膜材料在膜分离过程中的应用探析
第1期2021年2月No.1February，2021随着科技的进步，膜分离技术在各领域的应用也变得越来越广泛，尤其是在污水处理、冶金、纺织以及化工等领域的发展中发挥了巨大的推动作用。
对于膜分离技术而言，膜材料的研发与应用一直都是发展的主要方向，其中高分子膜材料就是较为主流的膜技术，其应用会对膜分离技术的效用发挥造成直接的影响，因此，针对高分子膜材料在膜分离过程中的实践应用加强研究是很有必要的。
1 在膜分离期间高分子膜材料的具体应用1.1 在膜制备方面的应用1.1.1 聚酰胺类材料所谓的聚酰胺类材料，实际上就是一些含有酰胺链段的聚合物，对其进行应用，可以制备气体分离膜以及液体分离膜等。
相关人员借助螺旋形聚醚砜中空纤维膜对洗毛废水的处理效果进行了研究。
试验发现，利用这种高分子膜材料对于羊毛脂能够实现92%以上的截留率，对于废水的浊度以及化学需氧量（Chemical Oxygen Demand ，COD ）的去除率分别能够达到91%和99%。
由此可见，将其应用在膜分离技术中能够获得良好的处理效果。
也有研究人员对聚酰胺纳滤膜的分离效果进行了研究，分别对含有红色和黑色的活性染料废水进行处理，获得的截留率分别是92%和94%，而对COD 的去除率也能够达到94%。
此外，相关人员还对聚砜膜进行了试验，发现这种高分子膜材料表面具有负电荷，而很多染料分子同样含有负电荷，所以会产生相互排斥的作用，确保了相应的截留率及膜通量[1]。
尽管有很多高分子材料都可以用于膜的制备，但仍需要相关领域从功能材料、合金材料以及膜面化学改性等方面入手加强研究，不断提升高分子膜的性能、扩大适用范围。
1.1.2 纤维素纤维素这种高分子材料具有明显的天然性特征，主要是以植物细胞材料为来源。
目前，醋酸纤维素（Cellulose Acetate ，CA ）在膜分离过程中的应用较为广泛。
早在1960年，相关人员就已经在膜分离工艺中对该项材料进行了有效的应用，使得膜分离期间的透水率以及脱盐率得到了显著的提升。
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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、手性螯和树脂复合吸附分离材料的制备不同类型吸附分离材料具有各自的优点，进行优势互补的材料组合可以得到许多新型材料，例如：利用无机材料的高强度高硬度作为骨架，外层涂覆具有功能基种类多吸附容量高的高分子材料可以得到较好的效果。
另外利用适当地技术将磁性γ－Fe2O3包封在不同的高分子球形树脂中得到的磁性微球在生化分离和临床检测中具有重要的用途。
分离膜及膜材料膜分离技术在近20年的时间得到了巨大的发展，其核心是利用天然或人工制备的具有选择透过性能的薄膜――分离膜，以外界能量或化学位差作推动力，对双组分或多组分液体或气体进行分离、分级、提纯或富集。
膜材料和制膜技术是两个关键的问题。
按照化学组成可以分为无机分离膜和有机高分子分离膜。
开发新型功能高分子膜材料和合金膜材料，对膜材料进行接枝、共聚、交联、等离子或辐射刻蚀等方法的表面改性。
具有分离功能的高分子膜用于微滤、反渗透、超滤、透析以及气体分离膜的形式主要为平板膜和中空纤维膜。
高分子膜通过膜上的微孔起到分离的作用，微孔孔径大小虽有差异，但分离原理与滤网和滤纸相同。
其推动力是压力差或浓度差。
有机高分子分离膜是以纤维素类、聚酰胺类、芳香杂环类、聚烯烃类、硅橡胶类、聚电解质类、甲壳素类等合成或半合成的有机高分子材料制成的分离膜。
在家用净水器（微滤MF、超滤UF、纳滤国家处方集，反渗透RO效果最好）和海水淡化方面已经得到了普遍地应用。
智能型凝胶凝胶是由液体和高分子网络所组成的一种比较特殊的物质，由于液体被与高分子网络的亲和性，液体被封闭在高分子网络里面，失去了流动性，因此凝胶能象固体一样显示出一定的形状。
凝胶的性质与它的网格结构及所包含的溶剂的性质有密切的关系。
亲和性好、交联度小则膨胀能力大，已经可以达到几百到2000倍的水平了。
电解质凝胶是高分子链上带有离子的凝胶，因此具有许多特有的电解质效应——体积相变、静电场分布、导电性、电收缩、压电效应、与带相反电荷的表面活性剂的协同性相互作用等。
通常人工合成的高分子水凝胶的构造均呈无定型状态，没有规则，对外部环境的刺激缺乏协同性导致应激反应很弱，难以表现出其智能化的特性。
那么如何构造规则的凝胶也就是实现其智能化的首要的手段，通过在高分子链的侧链上导入具有结晶能力的官能团（比如长链的脂肪酸）可以得到带有规则结构的凝胶，这样的凝胶在适当地条件（溶剂、温度、ph值……）变化下就可以产生可逆的有序和无序的构造变化，因为是相变过程所有反应快效率高，利用这种变化时候产生的巨大的力学性质的变化可以实现凝胶的形状记忆功能。
也有研究利用凝胶在外部环境刺激下的变形，设计化学能、机械能转变系统（chemomechanical系统）例如人造肌肉模型、人工触觉系统、化学阀、药物释放系统等。
介绍一下化学阀：在5V/公里的电场下，直径1um的凝胶粒子能够在1毫秒内收缩至原来大小的4％，根据凝胶在电场下能收缩的这个现象，可以设想将多孔型凝胶薄膜的边缘固定在一个圆形的环上，当有电场的时候膜就会收缩，因为它的边缘被固定住了，膜的孔径就会变大，因此液体分子或其中的微粒子就能通过。
如果将电场切断凝胶就会因膨胀而孔径变小，液体就会被塞住。
通过调节电场的大小，凝胶膜的孔径能被准确的控制，从而可以自由得选择那些粒子可以自由通过那些不能，从而达到分离物质的目的。
应用实例：它们的微结构变化可由特征量（pH、温度、离子强度、特异化学物质、光、电或磁场）的微小改变所诱发。
此类微结构的改变能使溶液沉淀或水凝胶尺寸或含水量发生可逆变化。
目前最有实际应用价值得是利用低临界溶解温度（LCST，Low Critical Solvent Temperature）的特点进行的分离。
生物分离：聚乙烯基己内酰胺（LCST为32～40℃）与配位体三嗪染料Cibacron 蓝相互作用作为亲和层析载体，通过温度变化提纯均一的乳酸脱轻酶。
聚异丙基丙稀酰胺（LCST为32～34℃）也用于修饰HPLC的固定相，赋予其温度敏感性，内部修饰表面适于分离低分子量的物质（如药物），而外部修饰表面则可用于分离高分子量溶质（如多肽）。
污水处理（环境工程）：聚乙烯基甲基醚（PVME，LCST为34℃）凝胶海绵吸收污泥中的水分，污泥脱水得到浓缩，分离含水溶胀的凝胶进行再生循环利用。
可以节省大量能源——只需要高于34℃地温水可以使之发生相变脱水再生。
另外，凝胶上的螯合基团可以与金属离子形成配合物，此时可以影响到相变温度，金属离子不同时LCST也不同，故有很大的潜在应用前景。
分子识别模板聚合物材料分子印迹这一术语在中文文献中也常常被译作分子烙印、分子模板等，基本思想来源于人们对抗体－抗原以及酶－底物的高度专一性识别的认识。
由于可供选择的功能单体和印迹分子比较多，此项技术有着广泛的应用领域和巨大的实用价值，其缺点是目前所显示出来的分子专一性识别能力有限，且多局限于小分子有机化合物和配位化合物，难以用于生物大分子。
该项技术的制备过程主要分为三个阶段：（1）根据选定的印迹分子的特点，如分子大小、结构、官能团的种类和数量等，选择合适的功能单体、交联剂、溶剂、引发剂、添加剂等，并使印迹分子在此体系中充分与之作用；（2）通过光引发或者热引发聚合反应使之形成较高交联度的分子印迹聚合物；（3）选择适当的洗脱剂将印迹分子提取出来后，就形成了具有特定形状空腔和功能基团的能识别印迹分子的聚合物。
随着高分子科学的发展与成熟，已经给我们提供了大量的可供选择的聚合物体系与相应的技术。
这样我们就可以根据实际需要的不同，来制备具有各种物理和化学特性的印迹聚合物。
由于分子印迹聚合物表现出的良好的物理和化学性能，以及接近或者达到天然抗体和酶的高度专一性识别的性质，已经在许多领域得到了应用。
例如色谱分离、生物模拟检测、仿生传感技术、模拟酶催化等等。
非共价键法是MIPs的主要制备方法，印迹分子与功能单体的作用主要是离子化、氢键、范德华力、偶极作用等弱相互作用，可以避免共价键（硼酸酯、西佛碱、缩醛酮、酯、螯合键作用等）可能对印迹分子的破坏作用，以及生成MIPs以后难以洗脱印迹分子的弊端。
经过与金属的配位键在聚合反应过程中及其最终的聚合产物中可以获得一种很有希望的结合类型。
这种键与配体交换色谱中所用的键相似。
其最大的优点是它的强度可以通过实验条件来控制。
离子模板印迹的聚合物：适当地配基与阳离子接触会产生一种络合物，然后转化为交联的聚合物，除去模板阳离子以后这种聚合物吸附作为模板的阳离子的量会有较大的增加，在许多情况下也有相当高的选择性。
这种选择性来源于（1）配位基与阳离子的专一性结合，（2）阳离子配位的几何形状和配位数，（3）阳离子的电荷数，（4）在给定范围内阳离子的大小。
制备过程：1、利用线形聚合物，2、含络合基团的单体混合物聚合，3、制备可聚合的确定金属离子络合物，4、表面模板印记法。
聚合物母体的结构是制备模板聚合物的关键，由于模板空穴的结构专一性主要决定于聚合物链的固定排列，并不是底物分子的模板所决定，因此其应有如下特性：1.聚合物母体的硬度应在除去模板分子以后能使空穴保持它们的形状，以使空穴具有较高的选择性。
2.聚合物母体应还有较好的柔顺性，尽管和第一条矛盾，但却是动力学所必须得，使它能与嵌进的底物迅速达到平衡，才有实用价值。
3.通过生成专门的聚合物形态可得到既有尽可能搞的交联度，又有良好的底物可近性。
4.聚合物颗粒应有良好的机械稳定性和热稳定性。
目前最成熟的是用溶剂化致孔剂生成的交联聚合物网络，因有相对较小孔的致密体系和大的表面积可以获得模板印记得最佳结果。
对于高的选择性，其决定因素是制备大孔聚合物中所用的交联剂的种类和用量。