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。