前言

人类社会利用吸附现象的历史可以追溯到石器时代，可谓历史悠久。随着第二次世界大战后第三次科学技术革命的蓬勃兴起，吸附技术作为一种新兴技术越来越为广大科研和工程技术人员所利用，先后发展了针对固、气、液等不同吸附质对象的吸附材料，比较典型的有吸水材料、吸油材料（油包括原油、成品油、有机物小分子等）及重金属离子吸附材料。

吸附技术是去除污染物最为简单和高效的方法之一，它利用吸附材料三维网络、多孔或活性表面等独特结构使吸附质被吸附材料吸引，从而从体系中去除吸附质。它具有吸附材料来源广泛、吸附量大、吸附速率快、操作简便、二次污染小等优点，适当的时候吸附材料还可以再生并重复使用，吸附质可回收利用，符合可持续发展的要求。而吸附材料是吸附技术的关键！从环境领域实际应用的角度来看，目前得到实际推广应用的吸附材料有常见的活性炭吸附剂，同时，具有可控结构的有机高分子吸附材料由于原料丰富、结构和功能可调、有望实现产业化等特点，而成为目前极具市场潜力的一类吸附材料。

有机高分子吸附材料主要是指由含乙烯基的有机单体交联而成的人工合成高分子或者由淀粉、纤维素等天然高分子与有机单体接枝共聚而成的聚合物，其三维空间网络骨架结构使得吸附材料具有较大的吸附空间和较高的凝胶强度，而交联骨架上的侧链功能基团则提供对吸附对象的亲和力（驱动力），其吸附作用除了范德华力、氢键外，还包括化学键和螯合作用、阴阳离子电荷作用等。

关于有机高分子吸附材料的研究及应用一直深受诸多学者和工业界的关注，而编者结合三十多年来对有机高分子吸附材料的研究经验编著本书。从20世纪80年代开始，编者即开始高吸水材料的研究，到了海湾战争时期又开始关注高吸油材料。近年来，随着全世界突发性油污染事件和重金属污染事件的频发，以及工业废水、废气、土壤污染的日益严重，环境治理的需求也愈加显得迫切。编者带领其科研团队在快速吸油材料和重金属离子吸附材料方面取得了创新性的成果，借助本书分享给广大读者。

本书所述的高吸水材料、高吸油材料以及重金属离子吸附材料是具有可控结构的有机合成高分子吸附材料，不仅可以通过交联剂的种类和用量调节高分子骨架网络空间的大小，并且可以通过化学或物理作用引入不同结构与性能的基团进行改性。吸附材料通过其适当交联度下形成的三维空间网络骨架结构和通过有机功能单体引入的侧链功能基团两者的作用下，迅速完成对水、油或者重金属离子的吸附过程。

本书首先综述了上述三类吸附材料的发展概况，然后基于基本吸附原理提出吸附材料结构和性能调控的新机理与新理论，指导新单体及新交联剂结构设计，为后续高性能吸附材料的制备提供基础。最后就每一类材料在工农业生产和环境保护等多个领域中的应用作了简单的介绍。重点介绍了如何通过功能性单体和交联剂的结构设计实现对吸附材料的性能调控，提出了分子协同吸附机理和刚性/柔性链共存构建合适网络空间的新理念。分别从吸附油类、水以及重金属离子等三个方面出发，阐述了单体及交联剂的结构对吸附材料的强度、吸附容量、吸附速率、保持能力等重要参数的调控规律，为高性能吸附材料的发展提供理论支持。

感谢国家科学技术学术著作出版基金资助。本书内容主要源自于编者团队在有机高分子吸附材料方面三十多年的研究成果及国内外同行的相关研究。本书由路建美等著，第1章由路建美执笔，第2章由路建美、李华执笔，第3章由路建美、李娜君执笔，第4章由路建美、徐庆锋执笔，第5章由路建美、李华、李娜君、徐庆锋、陈冬赟等执笔，第6章由路建美、陈冬赟、李娜君等执笔。全书由路建美统稿。感谢以上各位编者研究团队的老师为书稿各章节的编写所做的大量工作，也感谢团队王丽华、贺竞辉等老师以及蔡亚辉、李院院等几位研究生对本书编写过程中给予的支持。本书的主要成果是在国家“863”计划、国家环保部公益专项、国家科技支撑计划等项目的资助下完成的，相关成果“可控结构吸附材料构建及控制油类污染物的关键技术”荣获国家技术发明二等奖，另获国家科技进步二等奖1项、省部级一等奖3项及二等奖3项。对于国家各级科研管理部门和广大专家朋友给予的关心和支持，我们表示衷心的感谢！在本书的编著过程中，还参考引用了众多专家学者的研究成果，使本书内容得以充实提高，在此一并表示感谢。

本书可供高分子材料、环境科学和工程专业的科研人员、工程技术人员以及大学师生参考，也可作为化学、化工和材料等相关专业科研人员的参考书。

由于作者水平有限，书中难免存在不足之处，恳请读者批评指正。

路建美　

2017年12月

于苏州大学