新型功能材料----分离材料

功能高分子材料一般指具有传递、转换或贮存物质、能量和信息作用的高分子及其复合材料，或具体地指在原有力学性能的基础上，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。

功能高分子材料是上世纪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、能源等领域后开发涌现出的新材料。

近年来，功能高分子材料的年增长率一般都在10％以上，其中高分子分离膜和生物医用高分子的增长率高达50％。

按照功能来分类1化学功能离子交换树脂、螯合树脂、感光性树脂、氧化还原树脂、高分子试剂、高分子催化剂、高分子增感剂、分解性高分子等.2.物理功能导电性高分子（包括电子型导电高分子、高分子固态离子导体、高分子半导体）、高介电性高分子（包括高分子驻极体、高分子压电体）、高分子光电导体、高分子光生伏打材料、高分子显示材料、高分子光致变色材料等.3.复合功能高分子吸附剂、高分子絮凝剂、高分子表面活性剂、高分子染料、高分子稳定剂、高分子相溶剂、高分子功能膜和高分子功能电极等.4.生物、医用功能抗血栓、控制药物释放和生物活性等 .按照功能特性通常可分成以下几类（1）分离材料和化学功能材料（2）电磁功能高分子材料（3）光功能高分子材料（4）生物医用高分子材料编辑本段离子交换树脂它是最早工业化的功能高分子材料。

经过各种官能化的聚苯乙烯树脂，含有H 离子结构，能交换各种阳离子的称为阳离子交换树脂，含有OH一离子结构能交换各种阴离子的称为阴离子交换树脂。

它们主要用于水的处理。

离子交换膜还可以用于饮用水处理、海水炎化、废水处理、甘露醇、柠檬酸糖液的钝化、牛奶和酱油的脱盐、酸的回收以及作为电解隔膜和电池隔膜。

编辑本段高分子催化剂和高分子试剂催化生物体内多种化学反应的生物酶属于高分子催化剂。

它具有魔法般的催化性能，反应在常温、常压下进行，催化活性极高，几乎不产生副产物。

目前，人们试图用人工合成的方法模拟酶，将金属化合物结合在高分子配体上，开发高活性、高选择性的高效催化剂，这种高分子催化剂称为高分子金属催化剂。

共价有机框架化合物共价有机框架化合物是近年来备受研究关注的一类新型功能材料。

其独特的分子结构和丰富的性质使其在催化、分离、能源等领域具有广泛的应用前景。

本文将对共价有机框架化合物的定义、研究现状以及应用进行探讨。

一、定义共价有机框架化合物简称COFs，是一类由有机分子通过共价键形成的二维或三维网络结构。

其分子结构中含有多个功能基团，可形成具有孔道和表面活性中心的材料。

与传统的无机材料和有机分子材料相比，COFs具有独特的结构和性质，包括高度可控性、多孔性、可重复性等。

二、研究现状当前，COFs的研究主要集中在以下几个方面：1.合成方法COFs的合成方法包括基于聚合物的方法、基于配位反应的方法、基于无机模板的方法等。

其中，基于聚合物的方法是目前最常用的一种方式，通过有机分子自身的聚合来构建COFs。

2.结构调控COFs的结构调控是实现其物理和化学性质调控的关键。

研究人员通过引入具有不同性质的有机分子或功能基团，调节COFs的孔径大小、孔径结构、表面性质等，以满足不同领域的应用需求。

3.应用前景COFs在催化、分离、能源等领域具有广泛的应用前景。

例如，COFs作为催化剂可用于制备高附加值化合物；COFs作为分离材料可用于分离有机分子、气体分子等；COFs作为电极材料可用于锂离子电池、超级电容器等。

三、应用举例1. COFs在催化领域的应用Tanaka等人制备了一种铜-酞菁COFs，在催化芳基硫醚化反应中，表现出优异的反应活性和高度选择性。

此外，由于其结构可控性，研究人员还可以通过结构设计优化催化剂的催化性能。

2. COFs在分离领域的应用Chen等人制备了一种二咯-脲COFs，使用其作为载体固定铜离子，成功实现了对氨基酸的分离。

由于COFs具有可控的孔道结构和表面性质，有望成为一种新型的分离材料。

3. COFs在能源领域的应用Liu等人利用COFs作为锂离子电池的电极材料，制备出高性能的锂离子电池。

基于贻贝仿生化学的分离功能材料张培斌;唐安琪;路景驭;朱宝库;朱利平【摘要】In the past decade,mussel-bioinspired surface chemistry has been an interdisciplinary research hotspot in material science,chemistry and biomedicine etc.Dopamine behaves like mussel foot proteins and is able to develop into polydopamine (PDA) nanocoating and nanoparticles with various functions by complicated oxidation,self-polymerization and further self-assembly.PDA nanomaterials have found a variety of applications in separation,adsorption,biomedical and bioadhesives etc.In recent years,we have made many efforts on the preparation and structure control of mussel-bioinspired separation materials.In our works,for the firsttime,mussel-inspired PDA deposition was introduced to surface construction and functionalization of polymeric porous membranes.A simple model on dopamine evolution and deposition on solid-liquid interface was proposed.Furthermore,a novel thin-film composite nanofiltration(NF) membrane with PDA coating as the active separation layer was developed.These works pioneered a new and simple way of membrane surface functionalization and NF membrane preparation.The aim of this article is to review and highlight the progress of mussel-bioinspired separation materials,especially polymeric separation membranes.%贻贝仿生的表面化学是近年来材料学、化学、生物医学等领域的交叉研究热点.多巴胺可以作为贻贝足丝蛋白(Mfp)超强黏附特性的模型分子,通过复杂的氧化-自聚和组装,形成多种功能的聚多巴胺(PDA)纳米涂层和纳米粒子,在分离膜、吸附材料、生物医用材料、生物黏结剂等领域有着广阔的应用前景.本研究小组近年来持续开展了基于贻贝仿生化学的分离功能材料制备与结构调控的研究工作,率先将多巴胺表面沉积方法应用于多孔分离膜表面的构建与功能化,提出了多巴胺的自聚-沉积过程模型,进而验证了PDA沉积层的纳滤分离特性,建立了一条简单方便的膜表面功能化与纳滤膜制备新途径.本文主要对基于贻贝仿生化学的分离功能材料,特别是分离膜的研究进展进行综述,并对将来的发展趋势进行展望.【期刊名称】《功能高分子学报》【年(卷),期】2017(030)001【总页数】14页(P1-14)【关键词】贻贝仿生化学;多巴胺;分离膜;表面沉积【作者】张培斌;唐安琪;路景驭;朱宝库;朱利平【作者单位】浙江大学高分子科学与工程学系,高分子合成与功能构造教育部重点实验室,杭州310027;浙江大学高分子科学与工程学系,高分子合成与功能构造教育部重点实验室,杭州310027;浙江大学高分子科学与工程学系,高分子合成与功能构造教育部重点实验室,杭州310027;浙江大学高分子科学与工程学系,高分子合成与功能构造教育部重点实验室,杭州310027;浙江大学高分子科学与工程学系,高分子合成与功能构造教育部重点实验室,杭州310027【正文语种】中文【中图分类】O631.2近年来,受贻贝足丝蛋白(Mfp)超强黏附特性启发的表面化学受到众多学者的关注,成为仿生学、化学、材料学、生物医学等领域的交叉研究热点。

二、新材料1、特种金属功能材料1.1稀土功能材料高磁能积新型稀土永磁材料，高矫顽力、耐高温钕铁硼磁体及钐钴磁体，各向同性钐铁氮粘结磁粉及磁体，显示、照明等行业应用的稀土三基色荧光粉，白光LED用荧光粉，陶瓷金卤灯发光材料，高档稀土抛光粉、石油裂化催化材料、汽车尾气净化催化材料，动力电池用稀土储氢合金、低自放电型稀土储氢合金、高容量型稀土储氢合金、稀土磁致冷材料。

1.2稀有金属材料硬质合金涂层材料，功能梯度硬质合金和高性能钨钼材料，原子能级锆管、银铟镉控制棒材。

2、高端金属结构材料2.1高品质特殊钢及高温合金超超临界火电机组用特殊钢，高速列车和风电机组等重大装备用轴承钢，变压器和电机用超低铁损高硅电工钢，新一代核电装备用特殊钢，高性能耐磨钢与高速工具钢，晶界强化技术，氧化物弥散强化技术，新一代钛基、铁基、镍基、钴基高温合金。

2.2新型轻合金材料高洁净、高均匀性合金冶炼和凝固技术，大型材等温挤压、拉伸与校正技术，高性能铝合金、镁合金和钛合金材料，大型钛板、带材和焊管材料。

3、先进高分子材料3.1工程塑料新型工程塑料与塑料合金、新型特种工程塑料、阻燃改性塑料、通用塑料改性材料、汽车轻量化热塑性复合材料、新型聚氨酯材料，新型聚烯烃树脂，聚苯醚类树脂。

3.2高性能膜材料生物功能和仿生分离膜材料，质子膜材料，离子交换膜，功能高分子膜材料，均相系列荷垫膜，聚烯烃类微滤膜，液体脱气膜，汽液相分离膜，膜内转印用膜，氯碱用膜材料，海水、苦咸水及中水处理用反渗透膜材料及组件，渗透气化和蒸汽渗透分离膜材料，其他功能膜材料。

3.3其它功能性高分子材料烷氧基硅烷、液体硅橡胶、空间级硅橡胶、硅油、彩色喷墨打印涂料、氟硅粘结剂等功能性有机硅材料，高档聚四氟乙烯、可溶性聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯、聚偏氟乙烯、氟橡胶等功能性有机氟材料，电子级环氧树脂、电子用聚酰亚胺树脂。

4、高性能复合材料4.1高性能纤维及复合材料高性能碳纤维及其复合材料，高强玻璃纤维、连续玄武岩纤维、陶瓷纤维等无机非金属高性能纤维及其复合材料，芳纶、超高分子量聚乙烯纤维及其复合材料；芳砜纶纤维，聚苯硫醚纤维，聚四氟乙烯纤维，聚酰亚胺纤维、酚醛纤维等具有耐腐蚀、耐高温、高强高模、抗燃、传导等功能的新型纤维。

新型高分子材料有哪些摘要：材料是现代文明和技术进步的基石。

今年来，高分子科学技术迅速发展。

特别是具有优异功能的合成高分子材料在很多领域发挥着重要作用。

随着信息时代的到来，高分子材料的要求会越来越高，不再是仅仅满足当前材料实用性要求。

于是，新型高分子材料的开发更加急迫。

关键词：新型高分子材料1、新型高分子材料的分类 1.1高分子分离膜高分子分离膜是用高分子材料制成的具有选择透过性功能的半透性薄膜。

与以温度梯度、压力差、电位差或浓度梯度为动力,使液体混合物、气体混合物或有机物、无机物的溶液等分离技术相比,具有高效、省能和洁净的特点,因而被认为是支撑新技术革命的重大技术。

膜的形式有多种,一般用的是空中纤维和平膜。

应用高分子分离膜的推广可以获得巨大的经济效益和社会效益。

1.2高分子磁性材料高分磁性材料是人类在开拓磁与高分子聚合物新应用领域的同时,赋予磁与高分子传统应用以新的涵义和内容的材料之一。

早期的磁性材料源于天然磁石,后来才利用磁铁矿烧结或铸造成为磁性体。

现在工业常用的磁性材料有稀土类磁铁、铁氧体磁铁和铝镍钻合金磁铁等三种。

它们的缺点是硬且脆加工性差。

为了克服这些缺陷,将磁粉混炼于橡胶或塑料中制成的高分子磁性材料。

这样制成的复合型高分子磁性材料,不仅比重轻，容易加工成复杂形状、尺寸精度高的制品,还能与其它的元件一体成型。

因而这样的材料越来越受到人们的关注。

高分子磁性材料主要可分为结构型和复合型两大类。

目前具有实用价值的主要是复合型。

1.3光功能高分子材料所谓光功能高分子材料指的是能够对光进行吸收、透射、转换、储存的一类高分子材料。

这类材料主要包括光记录材料、光导材料、光加工材料、光转换系统材料、光学用塑料、光导电用材料、光合作用材料、光显示用材料等。

光功能高分子材料可以制成品种繁多的线性光学材料,像普通的安全玻璃、各种棱镜、透镜等。

利用高分子材料曲线传播的特性,又以开发出非线性的光学元件,如塑料光导纤维等。

mofs材料MIL 系列MOFs 材料的应⽤研究进展[摘要]⾦属有机⾻架(Metal-Organic Frameworks，MOFs)材料是⼀种新型功能材料。

MIL 系列材料作为MOFs 材料的典型代表之⼀，有着⼴泛的应⽤前景。

⽂章讨论了MIL 系列材料在⽓体的储存和分离、多相催化、药物的存储和缓释以及光电磁等⽅⾯的应⽤，并对MIL 系列新型多功能材料研究的发展趋势进⾏了展望。

[关键词]MIL 系列材料；⽓体存储分离；储氢；催化剂；药物存储和缓释⾦属有机⾻架（Ｍｅｔａｌ－ＯｒｇａｎｉｃＦｒａｍｅｗｏｒｋｓ，ＭＯＦｓ）材料是由含有氧／氮元素有机配体和过渡⾦属离⼦连接成的多维⽹状⾻架材料，属于微孔或中孔材料［１］。

它是以⾦属有机化学和超分⼦配位化学为理论，在⾦属磷化物和沸⽯的基础上快速发展起来的材料。

由于其⾻架结构、化学和物理性质独特，并具有⼴阔的潜在应⽤前景，⽽成为近２０年来多国研究⼈员的研究开发的热点之⼀。

⾄今为⽌，研究⼈员已合成许多种ＭＯＦｓ材料，由于制备ＭＯＦｓ材料的有机配体与⾦属离⼦可按照材料官能团、孔道⼤⼩及形状等性能来选择，且有机连接配体通过离⼦键与四价⾦属离⼦在内的⼤多过渡⾦属元素相结合［２－３］，这使合成新的ＭＯＦｓ材料有⽆限种可能。

通过调变⾦属离⼦与不同有机配体可络合成不同孔径、不同结构的ＭＯＦｓ材料，因⽽ＭＯＦｓ材料具有⾼孔隙率、结构有序、孔尺⼨可控、强的化学稳定性和热稳定性等性能，使得它在⽓体吸附与分离、有机催化、传感器与驱动器、药物缓释、光学材料等⽅⾯都展⽰出了诱⼈的⽤前景。

其中，MIL 系列材料是由法国凡尔赛⼤学Férey 教授课题组最先合成的，MIL 系列材料可分为两类，⼀类是镧系和过渡⾦属元素与戊⼆酸、琥珀酸等⼆元羧酸合成的；另⼀类是由三价的铬、铁、铝或钒等⾦属与对苯⼆甲酸或者均苯三甲酸等羧酸合成的。

MIL 系列材料有着巨⼤的⽐表⾯积和稳定的结构特征，近年来受到了科研⼯作者的⼴泛关注。

一功能材料是指通过光、电、磁、热、化学、生化等作用后具有特定功能的材料。

从功能的不同考虑，可将功能材料分为以下几类:1． 力学性能：主要是指强化功能材料和弹性功能材料。

如高结晶材料，超高强材料等等。

2． 物理化学功能(1)电学功能材料：如超导体，导电高分子等等。

(2)光学功能材料：如光导纤维、感光性高分子等。

(3)能量转换材料：如压电材料、光电材料。

3． 化学功能(1)分离功能材料：如分离膜，离子交换树脂、高分子络合物。

(2)反应功能材料：如高分子试剂、高分子催化剂等等。

(3)生物功能材料：如固定化酶，生物反应器等等。

4． 生物化学功能(1)医用功能材料：人工脏器用材料如人工肾、人工心肺，可降解的医用缝合线、骨丁、骨板等等。

(2)功能性药物：如缓释性高分子，药物活性高分子，高分子农药等等。

(3)生物降解材料功能材料按其功能的显示过程又可分为一次功能材料和二次功能材料。

功能设计，就是赋予材料以一次功能或二次功能特性的科学方法。

以高分子材料为例，其主要途径是：（1）通过分子设计合成新功能。

包括高分子结构设计和官能团设计，是使高分子材料获得具有化学结构本征性功能特征的主要方法，因而又称为化学方法。

（2）通过特殊加工赋予材料以功能特性，又称为物理方法。

（3）通过两种或两种以上的具有不同功能或性能的材料进行复合获得新功能。

（4）通过对材料进行各种表面处理以获得新功能。

官能团的性质对材料性质的影响1) 骨架起主要作用2) 官能团起主要作用3) 骨架与官能团互相结合而发挥作用4) 官能团起辅助作用功能材料的制备方法（论述题）功能材料的制备一般是通过物理的或化学的方法将功能基团与聚合物骨架相结合的过程。

总体上讲功能材料的制备主要有三种基本类型：1．功能性小分子固定在骨架材料上2．大分子材料的功能化3．已有的功能材料的功能扩展聚合物包埋小分子另一类制备方法是在单体中引入小分子化合物，通过聚合过程将小分子包埋在聚合物中。

弱阳离子交换磁珠-概述说明以及解释1.引言1.1 概述弱阳离子交换磁珠是一种新型的功能材料，可以广泛应用于生物、化学等领域。

它是通过将弱阳离子交换剂固定在磁性珠子表面，形成的一种功能性颗粒。

弱阳离子交换磁珠具有良好的吸附能力和分离效果，可以用于分离、富集和纯化目标物质。

弱阳离子交换磁珠的原理是利用弱阳离子交换剂与目标物质间的相互作用力，实现目标物质的选择性吸附。

在吸附过程中，磁珠可以通过外加磁场进行快速固液分离，使目标物质能够高效地被收集和提取。

这种原理使得弱阳离子交换磁珠在样品处理和分析中具有广泛的应用前景。

弱阳离子交换磁珠在生物学领域中被广泛应用于蛋白质纯化、富集和鉴定。

它可以通过与目标蛋白质的特定结构相互作用，实现对蛋白质的高效分离和纯化。

此外，弱阳离子交换磁珠还可以用于细胞分离、基因组学研究和药物筛选等方面，为生物科学研究提供了重要的工具和方法。

在化学领域中，弱阳离子交换磁珠可以用于有机物的分离和提取。

它可以与目标有机物之间发生离子交换反应，实现有机物的选择性吸附和分离。

这种方法不仅可以提高有机物的分离纯度，还可以减少分离过程的时间和操作步骤。

总之，弱阳离子交换磁珠作为一种新兴的功能材料，在生物、化学等领域具有广泛的应用价值。

它的独特原理和优越性能为科研和工业生产带来了便利，有望成为未来领域中的重要工具和技术。

随着对该材料的深入研究和开发，我们相信它将在更多领域发挥出巨大的潜力。

1.2 文章结构文章结构是指文章的整体框架和逻辑组织方式，它对于读者理解文章内容、归纳总结文章主要观点非常重要。

本文的结构主要包括引言、正文和结论三个部分。

引言部分是文章的开端，它主要包括概述、文章结构和目的三个部分。

概述是对弱阳离子交换磁珠进行简要介绍，让读者对该内容有一个初步了解。

文章结构部分则承上启下，它用来介绍文章的整体组织方式，为读者提供一个大纲，让读者能够预知文章的内容安排和逻辑脉络。

目的部分则明确指出本文撰写的目的，让读者了解文章的写作动机和目标。

mof材料在分子化学工程的应用随着科学技术的不断发展，新材料在各个领域的应用也日益广泛。

MOF材料（金属有机框架材料）作为一种新型功能材料，在分子化学工程领域展示了广阔的应用前景。

MOF材料是由金属离子或金属簇与有机配体相互作用形成的一种多孔结构材料。

其具有高度可调控性、超大的比表面积、丰富的孔隙结构和多样的功能性质。

这些特点使得MOF材料在各个领域具备广泛的应用潜力。

在气体存储和分离方面，MOF材料展现出了出色的性能。

由于其高度可调控的孔隙结构，MOF材料可以通过控制孔隙大小和形状来吸附不同类型的气体分子。

这使得MOF材料在天然气储存、氢气储存以及二氧化碳捕获等方面具有潜在的应用价值。

例如，MOF-5材料在液化石油气分离和气体吸附方面表现出了优异的性能。

在催化反应领域，MOF材料也发挥着重要作用。

MOF材料具有高度可调控的孔隙结构和丰富的活性位点，可以作为催化剂的载体或直接参与催化反应。

MOF材料可以提供更高的催化活性和选择性，同时还可以通过调控孔隙结构来提高反应速率。

例如，将贵金属纳米颗粒负载在MOF材料上，可以提高催化剂的稳定性和催化活性。

MOF材料还在气体传感、药物释放、环境污染治理等领域展现出了潜在的应用价值。

MOF材料的多孔结构可以用于吸附和检测气体分子，因此被广泛应用于气体传感领域。

同时，由于其可调控的孔隙结构，MOF材料可以作为药物的载体，实现药物的控释，提高治疗效果。

另外，MOF材料还可以用于环境污染物的吸附和催化降解，对环境污染治理具有重要意义。

然而，MOF材料在应用过程中也存在一些挑战。

首先，MOF材料的合成过程通常较为复杂，需要精确控制反应条件和配体的选择，这对于大规模制备来说是一个挑战。

其次，MOF材料的稳定性也是一个问题，一些MOF材料在高温或湿度条件下容易失去结构。

此外，MOF 材料的成本也较高，限制了其大规模应用。

MOF材料作为一种新型功能材料，在分子化学工程领域具有广泛的应用前景。