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第1章 概论 1

1.1 定义与术语 1

1.1.1 定义 1

1.1.2 术语 2

1.2 膜的分类 4

1.2.1 水处理膜 4

1.2.2 气体分离膜 6

1.2.3 特种分离膜 7

1.2.4 民生膜 9

1.3 膜技术的工业应用领域 10

1.3.1 水资源领域 10

1.3.2 能源领域 11

1.3.3 生态环境领域 12

1.3.4 传统产业改造 12

1.4 技术发展状况 12

1.4.1 知识产权情况 13

1.4.2 科技论文 15

1.4.3 市场分析 16

参考文献 19

第2章 水处理膜与膜过程 20

2.1 水质净化膜 20

2.1.1 水质净化膜的发展历程 20

2.1.2 水质净化膜的分离原理 21

2.1.3 主要水质净化膜材料 22

2.1.4 水质净化膜的制备方法 22

2.1.5 水质净化的典型工艺 23

2.2 海水淡化膜 27

2.2.1 反渗透膜的发展历程 28

2.2.2 反渗透膜的分离原理 28

2.2.3 反渗透膜材料 28

2.2.4 反渗透膜的制备方法 29

2.2.5 反渗透法海水淡化工艺 30

2.2.6 反渗透法海水淡化预处理工艺 31

2.3 污水处理膜 32

2.3.1 主要污水处理膜材料及构型 32

2.3.2 污水处理膜的制备方法 33

2.3.3 污水处理膜的典型工艺 34

参考文献 38

第3章 气体分离膜与膜过程 40

3.1 氢分离膜 40

3.1.1 钯膜透氢机理 41

3.1.2 钯膜制备技术 42

3.1.3 钯膜产业化现状 46

3.2 氧分离膜 47

3.2.1 混合导体透氧膜材料及氧传输机理 47

3.2.2 混合导体透氧膜材料及膜优化设计 48

3.2.3 混合导体透氧膜的应用 51

3.3 二氧化碳分离膜 54

3.3.1 CO2的捕集与封存 55

3.3.2 促进传递膜 57

3.3.3 聚合物膜与混合基质膜 61

3.3.4 沸石分子筛膜 65

3.3.5 炭膜 68

3.4 高温气固分离膜 71

3.4.1 气固分离与过滤再生原理 72

3.4.2 典型高温气固分离膜材料 75

3.4.3 高温过滤系统 80

3.4.4 工程应用 83

参考文献 85

第4章 陶瓷分离膜与膜过程 95

4.1 多孔陶瓷膜的发展趋势 95

4.1.1 发展历程 96

4.1.2 研究趋势 97

4.2 低成本陶瓷膜的设计与制备 98

4.2.1 低成本陶瓷膜材料制备技术 98

4.2.2 高面积／体积比膜元件及膜组件设计 103

4.3 高渗透性陶瓷膜的设计与制备 108

4.3.1 造孔剂法 108

4.3.2 模板剂法 109

4.3.3 纤维搭建技术 111

4.4 陶瓷纳滤膜的设计与制备 112

4.4.1 溶胶-凝胶技术 112

4.4.2 修饰技术 116

4.5 陶瓷膜材料的表面性质研究 117

4.5.1 陶瓷膜表面荷电研究 117

4.5.2 陶瓷膜表面亲疏水改性研究 120

4.6 陶瓷膜的应用 123

4.6.1 陶瓷膜在水处理中的应用 124

4.6.2 陶瓷膜在油品净化中的应用 124

4.6.3 陶瓷膜在脱溶剂方面的应用 127

4.6.4 陶瓷膜在产品脱色中的应用 128

4.6.5 陶瓷膜在废碱液回收中的应用 128

参考文献 129

第5章 渗透汽化膜与膜过程 137

5.1 渗透汽化膜分离技术 137

5.1.1 渗透汽化膜过程传质机理 137

5.1.2 渗透汽化膜分离技术的发展历程 140

5.2 典型的渗透汽化膜材料及其应用 143

5.2.1 透水型渗透汽化膜 143

5.2.2 透醇型渗透汽化膜 151

5.2.3 有机物／有机物分离渗透汽化膜 158

参考文献 161

第6章 电池用膜材料 167

6.1 锂离子电池用膜材料 167

6.1.1 多孔聚合物膜 168

6.1.2 无纺布隔膜 172

6.1.3 有机-无机复合隔膜 173

6.1.4 国内外锂离子隔膜研发及产业化现状 174

6.2 燃料电池隔膜 174

6.2.1 质子交换膜 174

6.2.2 阴离子交换膜材料 185

参考文献 191

第7章 民生膜技术 198

7.1 家用净化技术 198

7.1.1 家用净水器 198

7.1.2 家用空气净化器 203

7.2 医用膜技术 205

7.2.1 血液透析膜 206

7.2.2 血液供氧膜 210

7.2.3 药物控制释放膜 212

参考文献 214

第8章 新型膜材料及制备方法 216

8.1 新型膜材料 216

8.1.1 金属有机骨架 216

8.1.2 纳米碳材料 226

8.1.3 嵌段共聚物 234

8.2 制膜新方法 246

8.2.1 纳米纤维堆叠法制膜 246

8.2.2 分离膜改性和功能化的原子层沉积方法 258

参考文献 269

第9章 膜集成技术 277

9.1 膜与催化反应集成 277

9.1.1 催化膜反应器 278

9.1.2 固定床膜反应器 280

9.1.3 流化床膜反应器 281

9.1.4 悬浮床膜反应器 283

9.2 膜与传统分离技术集成 291

9.2.1 电除盐 291

9.2.2 膜蒸馏 296

9.3 膜过程集成 300

9.3.1 微滤／超滤-反渗透集成工艺 301

9.3.2 纳滤-反渗透集成工艺 301

9.3.3 膜生物反应器-反渗透集成工艺 303

参考文献 303

第10章 膜技术的典型应用案例 309

10.1 膜法污水深度处理回用技术 309

10.1.1 污水处理回用工艺流程 310

10.1.2 膜系统运行结果 311

10.1.3 污水处理回用成本分析 315

10.2 膜法饮用水处理新工艺 316

10.2.1 陶瓷膜法湖水净化工艺 316

10.2.2 膜孔径对湖水净化过程的影响 317

10.2.3 操作压差对湖水净化过程的影响 318

10.2.4 膜面流速对湖水净化过程的影响 320

10.2.5 恒通量运行膜过滤过程 322

10.2.6 反冲条件对湖水净化过程的影响 323

10.2.7 装置连续运行考察 324

10.2.8 运行经济性估算 326

10.3 膜法抗生素生产新工艺 327

10.3.1 抗生素生产工艺流程 327

10.3.2 纳滤膜新工艺运行结果 330

10.3.3 抗生素生产成本分析 332

10.4 医药工业溶剂异丙醇回收技术 332

10.4.1 渗透汽化膜在异丙醇溶剂中的稳定性 333

10.4.2 渗透汽化分离工艺 336

10.4.3 膜分离运行结果 340

10.4.4 分离工艺成本分析 342

10.5 陶瓷膜法苯二酚生产新工艺 343

10.5.1 苯二酚传统生产工艺 344

10.5.2 苯二酚清洁生产工艺 345

10.5.3 苯酚羟基化反应-膜分离耦合系统的设计及过程研究 348

10.5.4 基于陶瓷膜反应器的苯二酚连续生产工艺工程案例 354

10.6 陶瓷膜法盐水精制新工艺 359

10.6.1 盐水精制的原理 359

10.6.2 盐水精制工艺 360

10.6.3 陶瓷膜法盐水精制工程案例 362

参考文献 367