《膜科學與技術》是2022年科學出版社出版的圖書。
基本介紹
- 中文名：膜科學與技術
- 出版時間：2022年8月1日
- 出版社：科學出版社
- ISBN：9787030728548
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
《膜科學與技術》共13章，以膜過程為主線，對各種主要膜過程所涉及的過程機理、膜材料種類和結構、膜製備方法和膜結構調控、膜組件種類和結構、膜過程設計及套用等進行了較為系統和全面的介紹。《膜科學與技術》描述的膜過程面向分離純化、化學反應、能量轉化、控制釋放、探測感測等眾多領域，反映了膜科學與技術數十年來的重要發展。《膜科學與技術》還結合目前膜科學與技術的研究現狀與套用需求，對各種膜與膜過程存在的問題及發展前景進行了總結與展望。
圖書目錄
前言
第1章 概述 1
1.1 膜科學與技術發展歷程 1
1.2 膜與膜過程 2
1.2.1 膜 2
1.2.2 膜過程 2
1.3 膜材料 3
1.3.1 無機膜材料 3
1.3.2 有機膜材料 5
1.3.3 混合基質膜材料 8
1.3.4 膜材料改性及新材料研發 8
1.4 膜結構 10
1.4.1 形態結構 10
1.4.2 結晶態和分子態結構 10
1.5 膜製備與膜改性 10
1.5.1 膜製備方法 10
1.5.2 膜改性方法 13
1.6 膜性能 14
1.6.1 滲透選擇性能 14
1.6.2 耐污染性能 14
1.6.3 物理化學穩定性能 15
1.7 膜技術的套用 15
1.7.1 水處理領域 15
1.7.2 化工能源領域 17
1.7.3 生物醫藥領域 18
習題 19
參考文獻 19
第2章 微濾 22
2.1 微濾過程特性 22
2.1.1 過程原理及特點 22
2.1.2 分離機理 22
2.1.3 操作模式 22
2.1.4 膜通量模型 23
2.1.5 膜結構表征手段 25
2.1.6 膜性能及評價 27
2.2 微濾膜材料及膜製備 28
2.2.1 膜材料 28
2.2.2 膜製備 29
2.3 微濾膜組件及裝置 37
2.3.1 工業用大型膜組件 37
2.3.2 小型膜組件 40
2.3.3 微濾裝置 40
2.4 微濾膜污染及控制 41
2.4.1 膜污染機理 41
2.4.2 膜污染控制策略 42
2.5 微濾性能強化措施 43
2.5.1 膜材料改性及膜改性 43
2.5.2 膜組件結構最佳化 43
2.5.3 操作條件最佳化 44
2.6 微濾技術套用 45
2.6.1 實驗室套用 46
2.6.2 製藥工業 46
2.6.3 電子工業 47
2.6.4 飲用水生產 48
2.6.5 污水處理 48
2.7 微濾技術存在的問題及發展前景 49
習題 51
參考文獻 51
第3章 超濾 54
3.1 超濾過程特性 54
3.1.1 過程原理及特點 54
3.1.2 分離機理及膜通量模型 54
3.1.3 濃差極化 55
3.1.4 滲透壓傳質模型 56
3.1.5 膜結構及表征 57
3.1.6 膜性能及評價 57
3.2 超濾膜材料及膜製備 59
3.2.1 膜材料 59
3.2.2 有機膜製備 60
3.2.3 無機膜製備 61
3.3 超濾膜污染及控制 62
3.3.1 膜污染機理 62
3.3.2 膜污染控制策略 63
3.4 超濾膜組件及過程設計 65
3.4.1 膜組件 65
3.4.2 一級一段流程 66
3.4.3 一級多段流程 66
3.4.4 多級流程 66
3.5 超濾性能強化措施 67
3.5.1 膜材料改性及膜改性 67
3.5.2 膜組件結構最佳化 68
3.5.3 操作條件最佳化 69
3.6 超濾技術套用 70
3.6.1 藥物分離 70
3.6.2 飲用水處理 70
3.6.3 生活污水和工業廢水處理 71
3.6.4 食品工業 72
3.7 超濾技術存在的問題及發展前景 72
習題 72
參考文獻 73
第4章 納濾 75
4.1 納濾膜特點及發展歷程 75
4.2 納濾分離機理及模型 76
4.2.1 中性溶質體系 77
4.2.2 電解質體系 79
4.3 納濾膜材料及膜製備 83
4.3.1 有機膜材料 83
4.3.2 無機膜材料 86
4.3.3 無機-有機雜化類材料 86
4.3.4 膜製備 86
4.4 納濾過程濃差極化與膜污染 89
4.4.1 濃差極化 89
4.4.2 膜污染機理和種類 89
4.4.3 膜污染控制策略 91
4.5 納濾技術套用 92
4.5.1 粗染料純化 92
4.5.2 高鹽廢水分鹽 92
4.5.3 飲用水處理 93
4.5.4 污水深度處理與回用 94
4.5.5 活性藥物成分濃縮 95
4.6 納濾技術存在的問題及發展前景 96
習題 96
參考文獻 97
第5章 反滲透 100
5.1 反滲透過程特性 100
5.1.1 過程原理及特點 100
5.1.2 分離機理及模型 101
5.1.3 膜結構及表征 104
5.1.4 膜性能及評價 105
5.2 反滲透膜材料及膜製備 108
5.2.1 膜材料 108
5.2.2 膜製備及裝置 110
5.3 反滲透膜污染及控制 114
5.3.1 膜污染機理 114
5.3.2 膜污染防治措施 114
5.4 反滲透膜組件及裝置 115
5.4.1 螺旋卷式膜組件 115
5.4.2 中空纖維式膜組件 116
5.4.3 碟管式膜組件 116
5.4.4 管式膜組件 116
5.4.5 膜裝置配套設備 117
5.5 反滲透性能強化措施 118
5.5.1 膜材料改性及膜改性 118
5.5.2 膜組件結構最佳化 118
5.5.3 操作條件最佳化 119
5.6 反滲透膜過程設計 120
5.6.1 膜過程設計原則 120
5.6.2 膜過程設計步驟 121
5.6.3 膜過程設計方程與參數 123
5.7 反滲透技術套用 127
5.7.1 鹽水(海水、苦鹹水)淡化 127
5.7.2 工業廢水與生活廢水處理 128
5.7.3 鍋爐補給水製備 129
5.7.4 超純水製備 130
5.7.5 食品工業 130
5.7.6 醫藥衛生 130
5.7.7 艦船淨水 131
5.7.8 家用淨水 131
5.8 反滲透技術存在的問題及發展前景 131
習題 132
參考文獻 133
第6章 正滲透 136
6.1 正滲透發展歷程 136
6.2 正滲透過程原理及特點 136
6.2.1 過程原理 136
6.2.2 外濃差極化 138
6.2.3 內濃差極化 138
6.2.4 膜污染 140
6.3 正滲透膜結構及性能 140
6.3.1 膜結構參數 140
6.3.2 膜性能參數與測定 141
6.4 正滲透汲取液 141
6.4.1 無機汲取液 142
6.4.2 有機汲取液 142
6.4.3 揮發性汲取液 143
6.4.4 磁性汲取液 143
6.4.5 水凝膠 143
6.5 正滲透膜材料及膜製備方法 143
6.5.1 醋酸纖維素正滲透膜 144
6.5.2 聚醯胺薄層複合正滲透膜 144
6.5.3 聚苯並咪唑正滲透膜 145
6.5.4 其他正滲透膜材料 145
6.6 正滲透膜組件 145
6.6.1 板框式膜組件 146
6.6.2 卷式膜組件 146
6.6.3 管式膜組件 146
6.6.4 中空纖維式膜組件 146
6.6.5 正滲透水袋 146
6.7 正滲透膜過程的套用 147
6.7.1 淡化 147
6.7.2 濃縮 147
6.7.3 正滲透膜生物反應器 148
6.7.4 能源 148
6.8 正滲透技術存在的問題及發展前景 148
習題 148
參考文獻 149
第7章 氣體分離 151
7.1 氣體分離膜發展歷程 151
7.2 氣體分離膜過程原理及特點 151
7.2.1 多孔膜分離機理 152
7.2.2 非多孔膜分離機理 155
7.3 氣體分離膜結構及性能 159
7.3.1 膜結構及表征 159
7.3.2 膜性能評價 160
7.4 氣體分離膜材料及膜製備 161
7.4.1 緻密膜材料 162
7.4.2 多孔膜材料 163
7.4.3 混合基質膜材料 165
7.4.4 離子液體 166
7.4.5 膜製備工藝 167
7.5 氣體分離膜組件及工業裝置 168
7.5.1 膜組件 168
7.5.2 工業裝置 169
7.6 氣體分離膜污染和濃差極化 170
7.6.1 膜污染 170
7.6.2 濃差極化現象 170
7.6.3 濃差極化控制 172
7.7 氣體分離膜過程設計 172
7.7.1 過程設計基礎 172
7.7.2 一級一段過程 174
7.7.3 二級或二段過程 178
7.7.4 三級或三段過程 179
7.8 氣體分離膜過程性能強化措施 179
7.8.1 膜材料改性及膜改性 179
7.8.2 操作條件最佳化 179
7.9 氣體分離膜技術套用 181
7.9.1 空氣富集氧或富集氮 181
7.9.2 天然氣/沼氣純化 182
7.9.3 氫氣富集 183
7.9.4 天然氣富集氦氣 183
7.9.5 揮發性有機化合物脫除與回收 184
7.9.6 煙道氣二氧化碳捕集 184
7.10 氣體分離膜技術存在的問題及發展前景 184
習題 186
參考文獻 186
第8章 滲透蒸發 190
8.1 滲透蒸發發展歷程及技術特點 190
8.2 滲透蒸發過程原理及傳質模型 191
8.2.1 過程原理 191
8.2.2 傳質機理及模型 192
8.3 滲透蒸發過程評價指標 194
8.4 滲透蒸發膜分類 196
8.4.1 優先透水膜 196
8.4.2 優先透有機物膜 197
8.4.3 有機物分離膜 197
8.4.4 無機膜 198
8.5 滲透蒸發膜製備 199
8.5.1 高分子複合膜製備 199
8.5.2 無機膜製備 200
8.6 滲透蒸發膜組件及過程設計 201
8.6.1 滲透蒸發膜組件 201
8.6.2 操作模式及基本工藝流程 202
8.6.3 操作條件與膜組件排布 203
8.7 滲透蒸發技術套用 205
8.7.1 有機溶劑脫水 206
8.7.2 有機混合物的分離 207
8.7.3 水中有機物脫除或回收 208
8.7.4 催化裂化汽油脫硫 208
8.7.5 滲透蒸發耦合分離技術 209
8.8 滲透蒸發技術存在的問題及發展前景 210
習題 210
參考文獻 211
第9章 膜蒸餾 212
9.1 膜蒸餾發展歷程 212
9.2 膜蒸餾過程原理與特點 213
9.2.1 過程原理 213
9.2.2 技術優勢 214
9.2.3 操作類型 214
9.3 膜組件形式 216
9.4 膜蒸餾的熱質傳遞機理 217
9.4.1 過程總熱質傳遞 217
9.4.2 膜孔中熱質傳遞
