中国战略性新兴产业 新材料 高性能分离膜材料PDF电子书下载

第1章 高性能膜材料制备与结构调控 1

1.1 膜的概念及分类 1

1.1.1 膜的概念 1

1.1.2 膜的分类 1

1.2 膜用聚合物 2

1.2.1 膜用聚合物种类 2

1.2.2 膜用聚合物的选择 3

1.3 聚合物膜材料的制备方法 3

1.3.1 非溶剂致相分离法（NIPS法） 4

1.3.2 热致相分离法（TIPS法） 7

1.3.3 自组装－相转化复合法（SNIPS法） 10

1.3.4 其他相转化制膜方法 13

1.3.5 其他制膜方法 13

1.4 高分子膜材料的改性 16

1.4.1 两亲聚合物共混改性方法 16

1.4.2 两亲聚合物共混与表面反应相结合改性方法 19

1.4.3 中空纤维膜增强改性方法 22

1.5 膜材料制备与结构调控发展现状及趋势 24

参考文献 24

第2章 正／反渗透膜 29

2.1 正／反渗透的基本原理 29

2.1.1 渗透现象 29

2.1.2 反渗透过程 31

2.1.3 正渗透过程 32

2.2 正／反渗透膜材料与膜形态 35

2.2.1 膜材料 35

2.2.2 膜形态 40

2.3 正／反渗透膜的性能优化 45

2.3.1 浓差极化现象 46

2.3.2 浓差极化的控制与膜设计 51

2.3.3 膜污染现象 53

2.3.4 抗污染正／反渗透膜 54

2.4 正／反渗透膜的应用 60

2.4.1 海水淡化 60

2.4.2 污水处理 61

2.4.3 盐差发电 61

2.5 正／反渗透膜发展趋势 62

参考文献 63

第3章 仿生修饰膜 70

3.1 糖基化膜材料 70

3.1.1 糖基化方法 71

3.1.2 糖基化膜材料的应用 81

3.1.3 糖基化膜材料的发展前景 92

3.2 多巴胺仿生修饰膜 93

3.2.1 多巴胺氧化－组装行为及其黏附机理 93

3.2.2 聚合物膜材料的多巴胺表面沉积改性 96

3.2.3 基于多巴胺涂层的二次功能化修饰 99

3.2.4 未来展望 101

3.3 仿生矿化膜 102

3.3.1 仿生矿化的概念与原理 102

3.3.2 仿生矿化膜的类型 102

3.3.3 常见的仿生矿化膜 103

3.3.4 仿生矿化膜的优势与存在的问题 105

3.4 仿生修饰膜发展现状及趋势 106

参考文献 107

第4章 均孔膜 119

4.1 概述 119

4.1.1 几种均孔膜的优劣势 119

4.1.2 均孔膜的制备 119

4.2 径迹蚀刻膜 121

4.2.1 径迹蚀刻过程及孔形貌调控 121

4.2.2 纳米孔道的改性及其应用 125

4.3 光刻技术 127

4.3.1 传统光刻技术 127

4.3.2 软刻技术 128

4.4 呼吸图法 130

4.4.1 呼吸图法简介 130

4.4.2 冰面制备贯通型蜂窝膜 132

4.4.3 其他制备方法 134

4.5 牺牲模板法 134

4.5.1 胶体晶体法 135

4.5.2 乳液模板法 137

4.5.3 生物模板法 138

4.6 自组装膜 140

4.6.1 嵌段共聚物微相分离 140

4.6.2 粒子、超分子及凝胶自组装 144

4.7 碳纳米管和石墨烯膜 148

4.7.1 碳纳米管膜 149

4.7.2 石墨烯膜 152

4.8 均孔膜发展现状及趋势 157

参考文献 157

第5章 新型渗透汽化膜材料 177

5.1 渗透汽化原理及分离体系 177

5.1.1 渗透汽化原理 177

5.1.2 渗透汽化分离体系 179

5.2 渗透汽化分离膜材料的选择 179

5.2.1 一般原则 179

5.2.2 极性相似和溶剂化原则 180

5.2.3 溶度参数原则 180

5.2.4 亲水疏水原则 181

5.3 有机溶剂脱水膜材料 181

5.3.1 天然高分子类 181

5.3.2 合成高分子类 184

5.3.3 聚电解质络合物类 188

5.3.4 有机－无机杂化膜材料 197

5.4 水中脱除有机物膜材料 200

5.4.1 含硅聚合物 201

5.4.2 含氟类聚合物 204

5.4.3 其他类 205

5.5 有机物－有机物分离膜材料 206

5.5.1 含硅聚合物 206

5.5.2 聚酰胺和聚酰亚胺 206

5.5.3 聚氨酯 208

5.5.4 天然高分子 209

5.5.5 其他 209

参考文献 215

第6章 油水分离膜 231

6.1 含油废水与油水分离 231

6.2 膜法油水分离的基本原理 232

6.2.1 分离膜材料的表面浸润性 232

6.2.2 破乳现象 238

6.2.3 油水分离过程中的膜污染 241

6.2.4 油水分离膜的仿生设计 241

6.3 常见的油水分离膜 243

6.3.1 聚合物基分离膜 243

6.3.2 陶瓷膜 249

6.3.3 有机－无机复合膜 250

6.3.4 基于筛网结构的油水分离材料 251

6.3.5 非传统油水分离膜 253

6.4 特殊类型油水分离膜 256

6.4.1 催化功能油水分离膜 256

6.4.2 刺激响应型油水分离膜 257

6.4.3 双亲性油水分离膜 258

6.4.4 非对称浸润型油水分离膜 259

6.5 油水分离膜发展现状及趋势 259

参考文献 261

第7章 纳滤膜 266

7.1 概述 266

7.1.1 纳滤技术的发展 266

7.1.2 纳滤膜的特点及其分离机理 268

7.2 纳滤膜的种类及其制备方法 269

7.2.1 有机高分子纳滤膜 269

7.2.2 聚酰胺纳滤膜 273

7.2.3 纳米杂化纳滤膜 279

7.2.4 新型“离子对”结构聚电解质纳滤膜 285

7.2.5 新型有机高分子纳滤膜 291

7.2.6 新型无机纳滤膜 295

7.3 纳滤膜的应用 297

7.3.1 无机盐的分离 297

7.3.2 有机物和无机盐的分离 298

7.3.3 有机物的分离 299

7.4 纳滤膜发展现状及趋势 300

参考文献 301

第8章 锂离子电池隔膜 318

8.1 二次电池与隔膜材料简介 318

8.2 锂离子电池工作原理及隔膜的作用 319

8.3 聚烯烃隔膜材料的制备 321

8.4 聚烯烃隔膜的改性 323

8.4.1 表面聚合物涂层改性 323

8.4.2 表面无机涂层改性 326

8.4.3 表面接枝改性 327

8.4.4 聚烯烃隔膜的共混改性 328

8.5 无纺布隔膜 330

8.6 聚合物电解质隔膜 334

8.6.1 全固态聚合物电解质隔膜 335

8.6.2 凝胶聚合物电解质隔膜 341

8.6.3 多孔型聚合物电解质隔膜 341

参考文献 344

第9章 燃料电池膜 354

9.1 燃料电池简介 354

9.2 全氟质子交换膜及其改性 355

9.2.1 Nafion的结构模型和质子传导机理 355

9.2.2 简单物理及化学处理的全氟质子交换膜 357

9.2.3 多孔材料增强的全氟质子交换膜 359

9.2.4 无机粒子掺杂的全氟质子交换膜 360

9.3 部分含氟质子交换膜 365

9.4 非氟质子交换膜 369

9.4.1 改性商品芳香聚合物膜 369

9.4.2 新型磺化芳香聚合物膜 370

9.4.3 聚膦腈基质子交换膜 374

9.4.4 聚苯并咪唑／磷酸掺杂膜 375

9.5 阴离子交换膜 376

参考文献 380