3第2章　吸附分离高分子材料

2.1　概述

吸附分离功能高分子材料是利用高分子材料与被吸附物质之间的物理或化学作用，使两者之间发生暂时或永久性结合，进而发挥各种功效的材料。

吸附性质是功能高分子材料的重要功能性之一，许多功能性高分子可以以化学键（如离子键、配位键）、氢键或分子间作用力的形式去吸附其他的物质，从凝聚态上可以分为在气体中吸附以及在液体中吸附，被吸附的物质可以是气体、液体、离子等，甚至一些溶液中的胶体粒子也可以被吸附。

吸附通常是有选择性的，这一功能目前被广泛地用于物质的分离与提纯。物质的分离与纯化对开发和应用新材料起着极大的推动作用，同时它也是现代工业的基础，在环境治理、医疗卫生、生物工程、冶金工业、核能应用、化工、农业等各领域均有重要的应用价值。不同尺寸不同性状的物质需采用不同的分离和提纯方法，分离的类型可以是不同物质的分离，也可以是同种物质不同尺寸的分离，或者是同种物质不同状态的分离和综合分离。

通常物质的分离与提纯方法主要有筛分、蒸馏、萃取、过滤、重结晶、离心分离等，它们在分离物质质量较高时有着极好的效果，但对于一些分子尺寸的物质的分离以及含量较少、甚至痕量物质的分离则不尽如人意，而且这些方法在使用的过程中通常需要消耗大量的能源，对于一些生物体组分还会产生一些变性反应，这使它们的应用具有很大的局限性。采用吸附分离材料则可弥补它们的缺陷，同时也为物质的分离提纯开辟了一条新的途径。

通过吸附不仅可以实现物质的分离与纯化、微量物质的检测等，还可实现分子的组装，使材料具有特殊的光、电、磁功能等，因此它在工业生产和科学研究中具有重要的作用。

在吸附分离的过程中，涉及两类物质，即吸附剂与吸附质。吸附质（absorbate）是指被吸附的分子，如各种小分子液体、气体等。吸附剂（absorbent）是指从液体或气体中选择吸附某种或某类分子的材料。吸附剂不仅包括有机的高分子，也包括一些无机的材料；有人工合成的，也有天然或半天然的材料，其分类如图2-1所示。

上述的分类是针对通常意义的吸附分离高分子材料，主要包括吸附树脂、离子交换树脂和螯合树脂等，但某些高分子电解质，如高分子絮凝剂等也同样具有吸附的功能，因此在本书中也将其放在这一章中，在下一章中所要讲述的高分子试剂及高分子催化剂，有些也体现出吸附的功能。