膜化学与技术教程PDF电子书下载

第一章概论 1

1.1 膜的定义 1

1.2 膜的分类 1

1.3 膜的发展历史 1

1.4 商业化膜分离过程特征及其优先研究课题 5

1.4.1 分离原理及过程简介 5

1.4.2 商业膜分离过程的现状 7

1.4.3 传统膜分离过程的优先研究课题 9

1.5 今后的研究开发趋势 12

1.5.1 商业化膜分离过程的发展趋势 12

1.5.2 膜材料的开发趋势 13

1.5.3 新型膜过程的开发 14

1.5.4 膜科学发展的主要方向 16

参考文献 17

习题 18

第二章 膜材料化学 20

2.1 无机膜材料[1] 20

2.2 有机聚合物膜材料 21

2.2.1 聚合物概述 21

2.2.2 液体分离膜材料 24

2.2.3 气体分离用高分子膜材料 29

2.2.4 电膜用高分子材料 34

2.3 膜材料的选择及表征 35

2.3.1 膜材料结构状态的选择及玻璃化转变温度 36

2.3.2 膜材料溶解性和亲水性的选择及聚合物溶解度参数 39

2.3.3 反渗透过程膜材料的选择 46

2.4 膜材料的物化稳定性 54

2.4.1 膜的抗氧化性和抗水解性 54

2.4.2 膜的耐热性和机械强度 55

2.5 膜材料的改性 57

2.5.1 表面活性剂与膜表面改性 57

2.5.2 紫外辐照方法与膜表面改性 57

2.5.4 低温氧等离子体方法与膜表面改性 58

2.5.3 辐照气相接枝方法与膜表面改性 58

2.5.5 表面化学反应 59

2.6 溶剂 59

2.7 添加剂 64

参考文献 66

习题 68

第三章 膜制备化学 70

3.1 对称膜 71

3.2 微孔膜 71

3.3 非对称膜 71

3.3.1 热凝胶法 72

3.3.2 非溶液凝胶法 73

3.4 荷电膜 73

3.5 液膜的制备 74

3.6 无机膜的制备 75

3.6.1 化学提取法（刻蚀法） 75

3.6.2 溶胶－凝胶法 75

3.6.3 固态粒子膜烧结法 76

3.6.4 化学气相沉积法（CVD） 76

3.6.5 阳极氧化法 77

3.6.6 无机膜制备新工艺 77

3.7 分子筛膜的制备方法 78

3.8 无机－有机杂化膜的制备方法 80

3.8.1 溶胶－凝胶法（Sol-gel） 80

3.8.2 有机聚合物部分热解法（Pyrolysisoforganicpolymers） 83

3.8.3 纳米技术共聚法（Nanotechnologicalcopolymerizationmethod） 84

3.8.4 化学气相沉积法（Chemicalvapordeposition） 84

3.8.5 聚合物溶液沉积法（Solutiondeposition） 84

3.8.6 等离子体接枝聚合法（Plasma-graftpolymerizationtechnique） 85

3.8.7 其他方法 86

3.9 相转化法湿法成膜机理与相图分析 86

3.9.1 溶胶凝胶相转化的热力学描述——旋节线和双节线 86

3.9.2 溶胶凝胶相转化的动力学描述 89

3.9.3 湿法成膜过程的相图解析示例 92

3.9.4 膜制备过程中各种参数对膜结构形态的影响 94

3.10 后处理对膜形成过程的影响 105

参考文献 107

习题 109

第四章 膜传递化学 113

4.1 膜相中的基本传递过程 113

4.2 推动力 115

4.3 非平衡热力学 116

4.3.1 压力驱动过程中的非平衡热力学 117

4.3.3 电位驱动过程中的非平衡热力学 121

4.3.2 浓差渗析过程中的非平衡热力学 121

4.4 膜传递理论 122

4.4.1 传质基本方式 123

4.4.2 传质微分方程 124

4.4.3 膜相中的扩散 125

4.4.4 对流传质（膜表面的传质） 128

4.5 儿种有代表性的膜内传质方程 132

4.6 膜相传递模型的统一 137

参考文献 139

习题 140

5.1 基本原理及操作模式 143

5.1.1 微滤过程 143

第五章 压力驱动膜技术简介 143

5.1.2 超滤过程 146

5.1.3 纳滤过程 149

5.1.4 反渗透 150

5.2 过程和孔结构表征 156

5.2.1 膜孔径与孔径分布 156

5.2.2 切割（截留）分子量 160

5.2.3 流动电位 161

5.3 典型的应用实例（组合工艺） 162

5.3.1 纳滤和反渗透结合处理金属酸洗废液 162

5.3.3 在电泳涂装工业中的应用 163

5.3.2 超滤和反渗透结合处理金属电镀洗涤废水 163

5.3.4 微滤和纳滤结合处理洗衣废水 164

5.3.5 微滤、超滤、反渗透生产速溶茶粉及茶多酚工艺 165

5.3.6 超滤－纳滤－反渗透处理大豆乳清废水 166

5.3.7 膜法组合工艺生产味精 166

参考文献 168

习题 168

第六章 离子交换膜及其相关技术 172

6.1 离子交换膜概述 172

6.1.1 定义与分类 172

6.1.2 发展概况 173

6.2 离子交换膜的制备与表征 174

6.2.1 离子交换膜的制备 174

6.2.2 离子交换膜的主要性能表征 183

6.2.3 离子交换膜性能之间的依存关系 189

6.2.4 主要商品离子交换膜的性能测定结果 190

6.3 离子交换膜的应用 192

6.4 电渗析基本原理及传质特性 193

6.4.1 电渗析基本原理 193

6.4.2 电渗析基本传质过程 194

6.4.3 离子交换膜的传质特性参数对电渗析过程的影响 197

6.4.4 电渗析器的结构和操作模式 201

6.4.5 特殊电渗析简介 204

6.5 离子交换膜浓差渗析 206

6.5.1 扩散渗析 206

6.5.2 中和渗析 208

6.5.3 Donnan渗析 208

6.6 双极膜及其水解离 210

6.6.1 双极膜概况 210

6.6.2 双极膜水解离机理 211

6.6.3 双极膜的制备 213

6.6.4 双极膜水解离的应用 216

参考文献 225

习题 228

7.1 概述 232

第七章 膜通量下降原因分析及操作策略——浓差极化、吸附和膜污染化学 232

7.2 浓差极化 233

7.2.1 压力驱动膜过程中的浓差极化 233

7.2.2 扩散膜分离中的浓差极化 237

7.2.3 电渗析中的浓差极化 238

7.2.4 浓差极化小结 240

7.3 蛋白质的吸附 242

7.3.1 蛋白质的一般结构和性质 242

7.3.2 蛋白质的吸附 244

7.4.1 污染机理与表征 249

7.4 膜污染及清洗 249

7.4.2 影响膜污染的因素 255

7.4.3 膜污染预防 256

7.4.4 膜的清洗与再生 261

参考文献 263

习题 264

第八章 其他膜技术简介 269

8.1 膜控制释放 269

8.1.1 膜控制释放技术的基本原理和分类 269

8.1.2 扩散型膜控制释放体系的传质特性（释放动力学） 274

8.1.3 膜控制释放技术的应用领域及实例 276

8.1.4 膜控制释放技术的研究方向 279

8.2 渗透汽化 280

8.2.1 渗透汽化原理及分类 280

8.2.2 渗透汽化的应用 283

8.3 膜蒸馏 285

8.3.1 膜蒸馏原理及分类 285

8.3.2 膜蒸馏的应用 287

8.4 膜接触器 289

8.4.1 膜基气体吸收／解吸（析） 289

8.4.2 膜基溶剂萃取／反萃支撑液膜 291

8.5.1 基本原理和特点 294

8.5 膜反应器 294

8.5.2 分类及应用 295

8.6 亲合膜分离 300

8.6.1 基本原理 300

8.6.2 基质材料、活化剂、间隔臂和配位基 301

8.6.3 亲和吸附操作模式和应用 303

参考文献 304

习题 306

【附录1：膜学中的相关术语】 309

【附录2：膜及其相关领域的主要著作一览】 318

【附录3：网上膜资源】 324

【附录4：部分研究生《膜科学与膜技术》课程论文选登】 326