《無機膜與膜反應器》是2020年5月化學工業出版社出版的圖書，作者是邢衛紅、陳日誌、姜紅。
基本介紹
- 書名：無機膜與膜反應器
- 作者：邢衛紅、陳日誌、姜紅
- 出版社：化學工業出版社
- 出版時間：2020年5月
- 頁數：450 頁
- 定價：198 元
- 開本：16 開
- 裝幀：精裝
- ISBN：9787122343338
內容簡介,圖書目錄,作者簡介,
內容簡介
《無機膜與膜反應器》是《化工過程強化關鍵技術叢書》的一個分冊。
膜技術已廣泛套用於資源、能源、環境和傳統產業改造等領域，成為節能減排的共性技術之一。無機膜具有耐高溫、化學穩定性好等優霸嚷汗全點，特別適用於過程工業物質高效分離。膜反應器是將反應過程與膜分離過程耦合在一起，具有節省投資、降低能耗、提高產品收率等優勢。
《無機膜與膜反應器》在介紹無機膜技術與膜反應器進展的基礎上，著重闡述了面向液相反應過程進行陶瓷膜材料設計與製備方法；以加氫、氧化、沉澱等反應為例，給出了不同類型的液相催化膜反應器及其工程化套用結果；針對氣相反應過程，主要介紹了幾種氣體分離無機膜的製備方法及其套用研究；簡要介紹了無機膜生物反應器及其套用，並且探討了無機膜反應器未來發展方向。
《無機膜與膜反應器》凝結了南京工業大學膜科學技術研究所在無機膜與膜反應器領域20多年的研究經驗以及國家自然科學基金、國家重點基礎研究發展計畫（973）、國家高技術研究發展計畫（863）、國家科技支撐計畫、國家重點研發計畫等項目成果，提供了大量基礎研究和工程套用數據，可供高等院校、研究院所化學、化工、材料、環境等相關專業的本科生、研究生作教材使用，也可供相關領域企業科技工作人員參考。
圖書目錄
第一章緒論/1
第一節膜技術簡介 1
一、膜材料 1
二、膜過程 2
三、膜套用 2
第二節膜反應器技術簡介 3
一、膜反應器的發展 3
二、膜反應器的分類 5
第三節無機膜反應器的研究進展 6
一、液相催化無機膜反應器 6
二、氣相催化無機膜反應器 7
三、無機膜生物反應器 7
第四節套用前景與展望 8
參考文獻 10
第二章面向液相反應的陶瓷膜設計與製備/11
第一節引言 11
第二節陶瓷膜的設計方法 12
一、模型思路 13
二、模型建立 17
三、顆粒受力分析 20
四、分離過程計算 21
五、操作條件的最佳化 22
第三節陶瓷膜的製備技術 24
一、陶瓷膜厚度的定量控制 24
二、陶瓷膜孔結構的定量控制 26
三、陶瓷膜表面性質的控制 49
四、陶瓷膜構型的控制 53
第四節陶瓷膜材料的穩定性 58
一、化學穩定性 59
二、熱穩定性 59
三、機械穩定性 60
第五節陶瓷膜污染控制方法 61
第六節結語 61
參考文獻 62
第三章液相陶瓷膜反應器的設計與最佳化/67
第一節引言 67
第二節浸沒漿殃厚式膜反應器的設計 68
一、數學模型的建立 68
二、CFD模擬參數 71
三、浸沒式膜反舟海應器的流場及流動特性 72
第三節氣升式膜反應器的設計 78
一、協抹精氣升式膜反應器的數值模擬 78
二、雙環流氣升式膜反應器的數值模擬 85
三、膜通道內的氣液兩相流模擬 91
第四節液相膜反應器的最佳化設計 93
一、數學模型 93
二、模型的驗證和最佳化 95
第五節結語 99
參考文獻 100
第四章陶瓷膜反應器在加氫反應中的套用/103
第一節引言 103
第二節骨架鎳催化對硝基苯酚制對氨基苯酚 104
一、膜孔徑的選擇 104
二、操作條件對膜通量的影響 105
三、膜過濾成套裝置的建設與運行 107
第三節納米鎳台連希催化對硝基苯酚制對氨基苯酚 109
一、納米鎳端擔汽催化劑的合成及批量製備 109
二、納米鎳催化-膜分離耦合過程研究 112
三、膜污染機理及控制方法 123
四、中試裝置的建設與運行 133
第四節結語 135
參考文獻 135
第五章陶瓷膜反應器在羥基化反應中的套用/139
第一節引言 139
第二節外置式膜反應器在苯酚羥基化反應中的套用 140
一、外置式膜反應器系統的設計 140
二、TS-1催化苯酚羥基化反應操作過程 140
三、苯酚羥基化反應-膜分離耦合過程規律研究 142
四、膜污染機理及膜清洗策略 148
第三節浸沒式膜反應器在苯酚羥基化反應中的套用 157
一、浸沒式膜反應器系統的設計 157
二、TS-1催化苯酚羥基化反應操作過程 158
三、苯酚羥基化反應-膜分離耦合達多刪贈過程規律研究 159
四、間歇反應與連續反應過程的比較 164
第四節雙膜式膜反應器在苯酚羥基化反應中的套用 165
一、雙膜式膜反應器裝置流程 166
二、雙膜式膜反應器的操作方法 166
三、陶瓷膜孔徑的影響 167
四、雙膜式膜反應器的操作條件最佳化 167
五、雙膜式膜反應器的運行穩定性 171
第五節陶瓷膜反應器在苯酚羥基化反應中的工業套用 175
一、工藝流程 175
二、運行穩定性 176
第六節結語 178
參考文獻 178
第六章陶瓷膜反應器在氨肟化反應中的套用/181
第一節引言 181
第二節一體式膜反應器在丙酮氨肟化反應中的套用 182
一、一體式膜反應器系統的操作方法 182
二、TS-1催化丙酮氨肟化制丙酮肟 183
三、丙酮氨肟化反應-膜分離耦合過程規律 187
四、一體式膜反應器運行穩定性 193
第三節膜分布反應器在氨肟化反應中的套用 197
一、膜分布反應器的流程 198
二、丁酮氨肟化制丁酮肟反應條件 199
三、環己酮氨肟化制環己酮肟反應條件 204
四、膜分布器穩定性 209
五、催化劑失活機理及再生 210
第四節氣升式雙膜反應器在氨肟化反應中的套用 219
一、氣升式雙膜反應器的工藝流程 219
二、氣升式雙膜反應器的操作方法 220
三、氣升式雙膜反應器中反應-膜分離耦合規律 221
第五節陶瓷膜反應器在環己酮氨肟化反應中的工業套用 229
一、環己酮氨肟化工藝流程 229
二、陶瓷膜污染機理分析 230
三、膜再生方法 234
四、二氧化矽顆粒協同控制方法 239
五、陶瓷膜反應器工業裝置 244
第六節結語 245
參考文獻 245
第七章陶瓷膜反應器在沉澱反應中的套用/251
第一節引言 251
第二節鹽水體系沉澱反應 252
一、沉澱溶解平衡模型的構建 252
二、鹽水精製反應時間的確定 258
三、操作條件對沉澱反應的影響 260
四、精製反應條件的確定 263
第三節鹽水體系的陶瓷膜過濾性能 265
一、Cl-型飽和鹽水體系膜過濾性能最佳化 265
二、SO42-型飽和滷水體系膜過濾性能最佳化 269
第四節化學沉澱-陶瓷膜分離耦合連續精製鹽水 271
一、陶瓷膜反應器的設計及連續鹽水精製 271
二、沉澱反應-膜分離耦合工藝連續精製鹽水 272
三、膜污染機理及膜清洗 275
第五節陶瓷膜反應器在精製鹽水中的工業套用 279
一、鹽水精製工藝的比較 279
二、工業運行中的膜污染及再生方法 280
三、工業運行結果 292
四、經濟性分析 292
第六節結語 294
參考文獻 294
第八章陶瓷膜反應器用於微納粉體的製備/296
第一節引言 296
第二節陶瓷膜集成濕化學法製備超細粉體 297
一、超細粉體製備工藝流程 297
二、反應條件對超細粉體顆粒粒徑的影響 298
三、膜洗滌過程對顆粒表面電位及顆粒粒徑的影響 302
四、陶瓷膜集成濕化學法在超細粉體製備中的工程套用 305
第三節陶瓷膜二次射流乳化法製備微納粉體 306
一、多孔氧化物的製備 307
二、聚合物微球的製備 311
第四節膜分散技術製備微納粉體 315
一、超細碳酸鋅的製備 316
二、超細氯化亞銅的製備 321
三、超細氧化亞銅的製備 327
第五節結語 336
參考文獻 336
第九章氣相催化無機膜反應器/339
第一節引言 339
第二節分子篩催化膜反應器 339
一、Silicalite-1分子篩膜與間二甲苯異構化反應 340
二、MFI分子篩膜與高溫水煤氣變換反應 345
三、Au-Zr/FAU催化膜與CO選擇性氧化反應 355
第三節碳化矽催化膜反應器 363
一、碳化矽催化膜的製備 364
二、碳化矽催化膜用於大氣中VOCs的降解 373
三、催化膜的粉塵脫除性能 380
四、催化膜協同脫除性能 382
第四節鈣鈦礦膜反應器 384
一、混合導體氧滲透膜的製備 385
二、甲烷部分氧化膜反應過程 387
三、二氧化碳分解耦合甲烷部分氧化膜反應研究 392
第五節結語 404
參考文獻 404
第十章無機膜生物反應器/409
第一節引言 409
第二節陶瓷膜生物反應器用於廢水處理 410
一、膜材質及膜孔徑對膜生物反應器的影響 410
二、陶瓷膜構型對膜生物反應器的影響 412
三、膜污染控制及污染膜清洗策略 416
第三節膜法生物發酵制燃料乙醇 418
一、發酵-滲透汽化耦合制燃料乙醇工藝 418
二、氣升式膜生物反應器用於發酵法制燃料乙醇 427
第四節膜法生物發酵制乳酸 432
一、發酵法乳酸生產工藝 432
二、膜法乳酸生產新工藝 433
第五節結語 442
參考文獻 442
索引 446
作者簡介
邢衛紅，女，1968年12月生，博士，二級教授，博士生導師，國家傑出青年基金項目獲得者，何梁何利科學與技術創新獎獲得者，南京工業大學副校長，國家特種分離膜工程中心主任。獲得包括國家技術發明二等獎、國家科技進步二等獎和江蘇省科學技術一等獎等在內的21項國家和省部級獎項，發表SCI論文201篇，申請發明專利179項（授權發明專利104項，美國專利3項），其中PCT 9項。兼任“十三五”大氣污染成因與治理重點專項專家組專家、“十二五”國家科技重點專項（高性能膜材料專項）專家組專家、“十二五”863計畫新材料技術領域“高性能膜材料的規模化關鍵技術”重大項目總體專家組專家、中國膜工業協會副理事長、中國化工學會化工過程強化專業委員會副主任委員、中國石油和化學工業聯合會專家委員會委員、全國分離膜標準化技術委員會副主任委員、中國海水淡化與水再利用學會理事會副理事長等。獲得中國石油和化學工業聯合會趙永鎬科技創新獎、中國化工學會會士等榮譽。
二、雙環流氣升式膜反應器的數值模擬 85
三、膜通道內的氣液兩相流模擬 91
第四節液相膜反應器的最佳化設計 93
一、數學模型 93
二、模型的驗證和最佳化 95
第五節結語 99
參考文獻 100
第四章陶瓷膜反應器在加氫反應中的套用/103
第一節引言 103
第二節骨架鎳催化對硝基苯酚制對氨基苯酚 104
一、膜孔徑的選擇 104
二、操作條件對膜通量的影響 105
三、膜過濾成套裝置的建設與運行 107
第三節納米鎳催化對硝基苯酚制對氨基苯酚 109
一、納米鎳催化劑的合成及批量製備 109
二、納米鎳催化-膜分離耦合過程研究 112
三、膜污染機理及控制方法 123
四、中試裝置的建設與運行 133
第四節結語 135
參考文獻 135
第五章陶瓷膜反應器在羥基化反應中的套用/139
第一節引言 139
第二節外置式膜反應器在苯酚羥基化反應中的套用 140
一、外置式膜反應器系統的設計 140
二、TS-1催化苯酚羥基化反應操作過程 140
三、苯酚羥基化反應-膜分離耦合過程規律研究 142
四、膜污染機理及膜清洗策略 148
第三節浸沒式膜反應器在苯酚羥基化反應中的套用 157
一、浸沒式膜反應器系統的設計 157
二、TS-1催化苯酚羥基化反應操作過程 158
三、苯酚羥基化反應-膜分離耦合過程規律研究 159
四、間歇反應與連續反應過程的比較 164
第四節雙膜式膜反應器在苯酚羥基化反應中的套用 165
一、雙膜式膜反應器裝置流程 166
二、雙膜式膜反應器的操作方法 166
三、陶瓷膜孔徑的影響 167
四、雙膜式膜反應器的操作條件最佳化 167
五、雙膜式膜反應器的運行穩定性 171
第五節陶瓷膜反應器在苯酚羥基化反應中的工業套用 175
一、工藝流程 175
二、運行穩定性 176
第六節結語 178
參考文獻 178
第六章陶瓷膜反應器在氨肟化反應中的套用/181
第一節引言 181
第二節一體式膜反應器在丙酮氨肟化反應中的套用 182
一、一體式膜反應器系統的操作方法 182
二、TS-1催化丙酮氨肟化制丙酮肟 183
三、丙酮氨肟化反應-膜分離耦合過程規律 187
四、一體式膜反應器運行穩定性 193
第三節膜分布反應器在氨肟化反應中的套用 197
一、膜分布反應器的流程 198
二、丁酮氨肟化制丁酮肟反應條件 199
三、環己酮氨肟化制環己酮肟反應條件 204
四、膜分布器穩定性 209
五、催化劑失活機理及再生 210
第四節氣升式雙膜反應器在氨肟化反應中的套用 219
一、氣升式雙膜反應器的工藝流程 219
二、氣升式雙膜反應器的操作方法 220
三、氣升式雙膜反應器中反應-膜分離耦合規律 221
第五節陶瓷膜反應器在環己酮氨肟化反應中的工業套用 229
一、環己酮氨肟化工藝流程 229
二、陶瓷膜污染機理分析 230
三、膜再生方法 234
四、二氧化矽顆粒協同控制方法 239
五、陶瓷膜反應器工業裝置 244
第六節結語 245
參考文獻 245
第七章陶瓷膜反應器在沉澱反應中的套用/251
第一節引言 251
第二節鹽水體系沉澱反應 252
一、沉澱溶解平衡模型的構建 252
二、鹽水精製反應時間的確定 258
三、操作條件對沉澱反應的影響 260
四、精製反應條件的確定 263
第三節鹽水體系的陶瓷膜過濾性能 265
一、Cl-型飽和鹽水體系膜過濾性能最佳化 265
二、SO42-型飽和滷水體系膜過濾性能最佳化 269
第四節化學沉澱-陶瓷膜分離耦合連續精製鹽水 271
一、陶瓷膜反應器的設計及連續鹽水精製 271
二、沉澱反應-膜分離耦合工藝連續精製鹽水 272
三、膜污染機理及膜清洗 275
第五節陶瓷膜反應器在精製鹽水中的工業套用 279
一、鹽水精製工藝的比較 279
二、工業運行中的膜污染及再生方法 280
三、工業運行結果 292
四、經濟性分析 292
第六節結語 294
參考文獻 294
第八章陶瓷膜反應器用於微納粉體的製備/296
第一節引言 296
第二節陶瓷膜集成濕化學法製備超細粉體 297
一、超細粉體製備工藝流程 297
二、反應條件對超細粉體顆粒粒徑的影響 298
三、膜洗滌過程對顆粒表面電位及顆粒粒徑的影響 302
四、陶瓷膜集成濕化學法在超細粉體製備中的工程套用 305
第三節陶瓷膜二次射流乳化法製備微納粉體 306
一、多孔氧化物的製備 307
二、聚合物微球的製備 311
第四節膜分散技術製備微納粉體 315
一、超細碳酸鋅的製備 316
二、超細氯化亞銅的製備 321
三、超細氧化亞銅的製備 327
第五節結語 336
參考文獻 336
第九章氣相催化無機膜反應器/339
第一節引言 339
第二節分子篩催化膜反應器 339
一、Silicalite-1分子篩膜與間二甲苯異構化反應 340
二、MFI分子篩膜與高溫水煤氣變換反應 345
三、Au-Zr/FAU催化膜與CO選擇性氧化反應 355
第三節碳化矽催化膜反應器 363
一、碳化矽催化膜的製備 364
二、碳化矽催化膜用於大氣中VOCs的降解 373
三、催化膜的粉塵脫除性能 380
四、催化膜協同脫除性能 382
第四節鈣鈦礦膜反應器 384
一、混合導體氧滲透膜的製備 385
二、甲烷部分氧化膜反應過程 387
三、二氧化碳分解耦合甲烷部分氧化膜反應研究 392
第五節結語 404
參考文獻 404
第十章無機膜生物反應器/409
第一節引言 409
第二節陶瓷膜生物反應器用於廢水處理 410
一、膜材質及膜孔徑對膜生物反應器的影響 410
二、陶瓷膜構型對膜生物反應器的影響 412
三、膜污染控制及污染膜清洗策略 416
第三節膜法生物發酵制燃料乙醇 418
一、發酵-滲透汽化耦合制燃料乙醇工藝 418
二、氣升式膜生物反應器用於發酵法制燃料乙醇 427
第四節膜法生物發酵制乳酸 432
一、發酵法乳酸生產工藝 432
二、膜法乳酸生產新工藝 433
第五節結語 442
參考文獻 442
索引 446
作者簡介
邢衛紅，女，1968年12月生，博士，二級教授，博士生導師，國家傑出青年基金項目獲得者，何梁何利科學與技術創新獎獲得者，南京工業大學副校長，國家特種分離膜工程中心主任。獲得包括國家技術發明二等獎、國家科技進步二等獎和江蘇省科學技術一等獎等在內的21項國家和省部級獎項，發表SCI論文201篇，申請發明專利179項（授權發明專利104項，美國專利3項），其中PCT 9項。兼任“十三五”大氣污染成因與治理重點專項專家組專家、“十二五”國家科技重點專項（高性能膜材料專項）專家組專家、“十二五”863計畫新材料技術領域“高性能膜材料的規模化關鍵技術”重大項目總體專家組專家、中國膜工業協會副理事長、中國化工學會化工過程強化專業委員會副主任委員、中國石油和化學工業聯合會專家委員會委員、全國分離膜標準化技術委員會副主任委員、中國海水淡化與水再利用學會理事會副理事長等。獲得中國石油和化學工業聯合會趙永鎬科技創新獎、中國化工學會會士等榮譽。
