高性能膜材料與膜技術(shù)

第1章概論1

1.1定義與術(shù)語(yǔ)1

1.1.1定義1

1.1.2術(shù)語(yǔ)2

1.2膜的分類(lèi)4

1.2.1水處理膜4

1.2.2氣體分離膜6

1.2.3特種分離膜7

1.2.4民生膜9

1.3膜技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域10

1.3.1水資源領(lǐng)域10

1.3.2能源領(lǐng)域11

1.3.3生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域12

1.3.4傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造12

1.4技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r12

1.4.1知識(shí)產(chǎn)權(quán)情況13

1.4.2科技論文15

1.4.3市場(chǎng)分析16

參考文獻(xiàn)19

第2章水處理膜與膜過(guò)程20

2.1水質(zhì)凈化膜20

2.1.1水質(zhì)凈化膜的發(fā)展歷程20

2.1.2水質(zhì)凈化膜的分離原理21

2.1.3主要水質(zhì)凈化膜材料22

2.1.4水質(zhì)凈化膜的制備方法22

2.1.5水質(zhì)凈化的典型工藝23

2.2海水淡化膜27

2.2.1反滲透膜的發(fā)展歷程28

2.2.2反滲透膜的分離原理28

2.2.3反滲透膜材料28

2.2.4反滲透膜的制備方法29

2.2.5反滲透法海水淡化工藝30

2.2.6反滲透法海水淡化預(yù)處理工藝31

2.3污水處理膜32

2.3.1主要污水處理膜材料及構(gòu)型32

2.3.2污水處理膜的制備方法33

2.3.3污水處理膜的典型工藝34

參考文獻(xiàn)38

第3章氣體分離膜與膜過(guò)程40

3.1氫分離膜40

3.1.1鈀膜透氫機(jī)理41

3.1.2鈀膜制備技術(shù)42

3.1.3鈀膜產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀46

3.2氧分離膜47

3.2.1混合導(dǎo)體透氧膜材料及氧傳輸機(jī)理47

3.2.2混合導(dǎo)體透氧膜材料及膜優(yōu)化設(shè)計(jì)48

3.2.3混合導(dǎo)體透氧膜的應(yīng)用51

3.3二氧化碳分離膜54

3.3.1CO2的捕集與封存55

3.3.2促進(jìn)傳遞膜57

3.3.3聚合物膜與混合基質(zhì)膜61

3.3.4沸石分子篩膜65

3.3.5炭膜68

3.4高溫氣固分離膜71

3.4.1氣固分離與過(guò)濾再生原理72

3.4.2典型高溫氣固分離膜材料75

3.4.3高溫過(guò)濾系統(tǒng)80

3.4.4工程應(yīng)用83

參考文獻(xiàn)85

第4章陶瓷分離膜與膜過(guò)程95

4.1多孔陶瓷膜的發(fā)展趨勢(shì)95

4.1.1發(fā)展歷程96

4.1.2研究趨勢(shì)97

4.2低成本陶瓷膜的設(shè)計(jì)與制備98

4.2.1低成本陶瓷膜材料制備技術(shù)98

4.2.2高面積/體積比膜元件及膜組件設(shè)計(jì)103

4.3高滲透性陶瓷膜的設(shè)計(jì)與制備108

4.3.1造孔劑法108

4.3.2模板劑法109

4.3.3纖維搭建技術(shù)111

4.4陶瓷納濾膜的設(shè)計(jì)與制備112

4.4.1溶膠-凝膠技術(shù)112

4.4.2修飾技術(shù)116

4.5陶瓷膜材料的表面性質(zhì)研究117

4.5.1陶瓷膜表面荷電研究117

4.5.2陶瓷膜表面親疏水改性研究120

4.6陶瓷膜的應(yīng)用123

4.6.1陶瓷膜在水處理中的應(yīng)用124

4.6.2陶瓷膜在油品凈化中的應(yīng)用124

4.6.3陶瓷膜在脫溶劑方面的應(yīng)用127

4.6.4陶瓷膜在產(chǎn)品脫色中的應(yīng)用128

4.6.5陶瓷膜在廢堿液回收中的應(yīng)用128

參考文獻(xiàn)129

第5章滲透汽化膜與膜過(guò)程137

5.1滲透汽化膜分離技術(shù)137

5.1.1滲透汽化膜過(guò)程傳質(zhì)機(jī)理137

5.1.2滲透汽化膜分離技術(shù)的發(fā)展歷程140

5.2典型的滲透汽化膜材料及其應(yīng)用143

5.2.1透水型滲透汽化膜143

5.2.2透醇型滲透汽化膜151

5.2.3有機(jī)物/有機(jī)物分離滲透汽化膜158

參考文獻(xiàn)161

第6章電池用膜材料167

6.1鋰離子電池用膜材料167

6.1.1多孔聚合物膜168

6.1.2無(wú)紡布隔膜172

6.1.3有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合隔膜173

6.1.4國(guó)內(nèi)外鋰離子隔膜研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀174

6.2燃料電池隔膜174

6.2.1質(zhì)子交換膜174

6.2.2陰離子交換膜材料185

參考文獻(xiàn)191

第7章民生膜技術(shù)198

7.1家用凈化技術(shù)198

7.1.1家用凈水器198

7.1.2家用空氣凈化器203

7.2醫(yī)用膜技術(shù)205

7.2.1血液透析膜206

7.2.2血液供氧膜210

7.2.3藥物控制釋放膜212

參考文獻(xiàn)214

第8章新型膜材料及制備方法216

8.1新型膜材料216

8.1.1金屬有機(jī)骨架216

8.1.2納米碳材料226

8.1.3嵌段共聚物234

8.2制膜新方法246

8.2.1納米纖維堆疊法制膜246

8.2.2分離膜改性和功能化的原子層沉積方法258

參考文獻(xiàn)269

第9章膜集成技術(shù)277

9.1膜與催化反應(yīng)集成277

9.1.1催化膜反應(yīng)器278

9.1.2固定床膜反應(yīng)器280

9.1.3流化床膜反應(yīng)器281

9.1.4懸浮床膜反應(yīng)器283

9.2膜與傳統(tǒng)分離技術(shù)集成291

9.2.1電除鹽291

9.2.2膜蒸餾296

9.3膜過(guò)程集成300

9.3.1微濾/超濾-反滲透集成工藝301

9.3.2納濾-反滲透集成工藝301

9.3.3膜生物反應(yīng)器-反滲透集成工藝303

參考文獻(xiàn)303

第10章膜技術(shù)的典型應(yīng)用案例309

10.1膜法污水深度處理回用技術(shù)309

10.1.1污水處理回用工藝流程310

10.1.2膜系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果311

10.1.3污水處理回用成本分析315

10.2膜法飲用水處理新工藝316

10.2.1陶瓷膜法湖水凈化工藝316

10.2.2膜孔徑對(duì)湖水凈化過(guò)程的影響317

10.2.3操作壓差對(duì)湖水凈化過(guò)程的影響318

10.2.4膜面流速對(duì)湖水凈化過(guò)程的影響320

10.2.5恒通量運(yùn)行膜過(guò)濾過(guò)程322

10.2.6反沖條件對(duì)湖水凈化過(guò)程的影響323

10.2.7裝置連續(xù)運(yùn)行考察324

10.2.8運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性估算326

10.3膜法抗生素生產(chǎn)新工藝327

10.3.1抗生素生產(chǎn)工藝流程327

10.3.2納濾膜新工藝運(yùn)行結(jié)果330

10.3.3抗生素生產(chǎn)成本分析332

10.4醫(yī)藥工業(yè)溶劑異丙醇回收技術(shù)332

10.4.1滲透汽化膜在異丙醇溶劑中的穩(wěn)定性333

10.4.2滲透汽化分離工藝336

10.4.3膜分離運(yùn)行結(jié)果340

10.4.4分離工藝成本分析342

10.5陶瓷膜法苯二酚生產(chǎn)新工藝343

10.5.1苯二酚傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝344

10.5.2苯二酚清潔生產(chǎn)工藝345

10.5.3苯酚羥基化反應(yīng)-膜分離耦合系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及過(guò)程研究348

10.5.4基于陶瓷膜反應(yīng)器的苯二酚連續(xù)生產(chǎn)工藝工程案例354

10.6陶瓷膜法鹽水精制新工藝359

10.6.1鹽水精制的原理359

10.6.2鹽水精制工藝360

10.6.3陶瓷膜法鹽水精制工程案例362

參考文獻(xiàn)367 2100433B

本書(shū)順應(yīng)學(xué)科和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要，以膜技術(shù)在水資源、環(huán)境、能源、民生等領(lǐng)域的應(yīng)用為分類(lèi)導(dǎo)向，系統(tǒng)介紹了水處理膜、氣體分離膜、陶瓷膜、滲透汽化膜、電池用膜、民生膜等功能膜材料與膜過(guò)程，闡述了新型膜材料制備技術(shù)、膜集成技術(shù)，總結(jié)了高性能膜材料和膜技術(shù)的典型應(yīng)用案例。

本書(shū)凝結(jié)了作者們?cè)谀ゎI(lǐng)域多年的研究經(jīng)驗(yàn)以及國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重大基礎(chǔ)研究計(jì)劃（973）、國(guó)家高技術(shù)研究計(jì)劃（863）、國(guó)家支撐計(jì)劃等項(xiàng)目成果，既提供了大量工程項(xiàng)目數(shù)據(jù)，也兼顧了理論前沿，可供化工、材料、環(huán)境、制藥等領(lǐng)域從事膜材料與膜技術(shù)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的研究人員，從事膜材料應(yīng)用的技術(shù)人員，高等院校化學(xué)工程、材料化工等專(zhuān)業(yè)的師生，水處理、膜工業(yè)等行業(yè)的管理人員參考閱讀。

薄膜技術(shù)與薄膜材料，書(shū)名，關(guān)于薄膜及微細(xì)加工技術(shù)的應(yīng)用范圍，從大規(guī)模集成電路、電子元器件、平板顯示器、信息記錄與存儲(chǔ)、MEMS、傳感器、太陽(yáng)能電池，到材料的表面改性等，涉及高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域。本書(shū)內(nèi)容包括真空技術(shù)基礎(chǔ)、薄膜制備、微細(xì)加工、薄膜材料及應(yīng)用、薄膜成分與結(jié)構(gòu)分析等5大部分，涉及薄膜技術(shù)與薄膜材料的各個(gè)方面，知識(shí)全面，脈絡(luò)清晰。全書(shū)共17章，文字通俗易懂，并配有大量圖解，有利于對(duì)基本知識(shí)的理解、掌握與運(yùn)用。

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本書(shū)適合于從事材料研究的科研技術(shù)人員、相關(guān)專(zhuān)業(yè)的大專(zhuān)院校師生閱讀和參考,同時(shí)也可作為研究生教材使用。

薄膜及微細(xì)加工技術(shù)的應(yīng)用范圍極為廣泛，從大規(guī)模集成電路、電子元器件、平板顯示器、信息記錄與存儲(chǔ)、MEMS、傳感器、白光LED固體照明、太陽(yáng)能電池到材料的表面改性等，涉及高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域。本書(shū)內(nèi)容包括真空技術(shù)基礎(chǔ)、薄膜制備、微細(xì)加工、薄膜材料及應(yīng)用等4大部分，涉及薄膜技術(shù)與薄膜材料的各個(gè)方面，知識(shí)全面，脈絡(luò)清晰。全書(shū)共17章，文字通俗易懂，并配有大量圖解，每章后面附有習(xí)題，有利于對(duì)基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)的理解、掌握與運(yùn)用。本書(shū)可作為材料、機(jī)械、精密儀器、化工、能源、微電子、計(jì)算機(jī)、物理、化學(xué)、光學(xué)等學(xué)科本科生及研究生教材，對(duì)于從事相關(guān)行業(yè)的科技工作者與工程技術(shù)人員，也具有極為難得的參考價(jià)值。