第1章 导论 1
1.1 多孔无机膜的发展 1
参考文献 3
第2章 碳膜的传质机理 5
2.1 气体通过碳分子筛膜的传质 5
2.2 单一气体传质的溶液-扩散模型 7
2.3 双元气体混合物传输溶液-扩散模型 8
参考文献 14
第3章 碳膜类型 16
3.1 平（支撑、无支撑）碳膜 16
3.2 管支撑碳膜 18
3.3 毛细管碳膜 19
3.4 中空纤维碳膜 20
参考文献 23
第4章 碳膜制备技术 27
4.1 前体的选择 27
4.1.1 聚丙烯腈（PAN） 27
4.1.2 聚酰亚胺及其衍生物 29
4.1.3 酚醛树脂 35
4.1.4 聚糠醇 39
4.1.5 CMSM前体 41
4.2 聚合物膜的制备 53
4.3 前体预处理 54
4.3.1 氧化预处理 55
4.3.2 化学处理 59
4.3.3 拉伸 59
4.3.4 其他预处理 60
4.4 热解过程 61
4.5 后处理 66
4.5.1 后氧化 67
4.5.2 化学气相沉积 68
4.5.3 后热解 72
4.5.4 污垢降低 76
4.5.5 涂层 77
参考文献 78
第5章 碳分子筛膜制备、表征及测试 86
5.1 聚丙烯腈（PAN）制备空心纤维碳分子筛膜 86
5.1.1 聚合物溶液制备 86
5.1.2 中空纤维涂层工艺 87
5.1.3 溶剂交换干燥过程 88
5.1.4 热解系统 88
5.1.5 膜特性 89
5.1.6 气体渗透测试 90
5.2 CMSM平板 91
5.2.1 前体膜的形成 91
5.2.2 平板CMSM热解 93
5.2.3 气体渗透实验准备 94
5.2.4 气体渗透实验 97
参考文献 98
第6章 膜表征 99
6.1 渗透率测量 99
6.1.1 液体渗透性 99
6.2 物理表征 100
6.2.1 热重分析（TGA） 100
6.2.2 X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、原子力显微镜 102
6.2.3 傅里叶变换红外（FTIR） 107
6.2.4 吸附和吸附实验 108
6.2.5 其他方法 112
参考文献 113
第7章 膜组件结构 115
7.1 蜂巢型膜组件 115
7.2 毛细管型的碳分子筛膜 119
参考文献 122
第8章 其他类型碳膜 123
8.1 碳纳米管膜 123
8.2 分子动力学模拟 135
8.2.1 微孔运输 151
8.2.2 Knudsen运输 152
8.2.3 黏性流传输 152
8.2.4 碳纳米管中气体传输 152
8.2.5 碳纳米管中水传输 155
8.3 碳纳米纤维膜 157
8.3.1 膜制备 157
8.3.2 膜表征 158
8.3.3 氯乙酸的吸附实验 159
8.3.4 过滤条件和排斥测量 159
8.3.5 结果与讨论 160
8.3.6 结论 167
8.4 混合矩阵膜（MMM） 167
8.4.1 活性炭填充膜 167
8.4.2 碳纳米管填充膜（CNT） 181
8.5 前体混杂其他无机材料 196
参考文献 198
第9章 碳膜在分离领域的应用 201
9.1 在气体分离中的应用 201
9.2 汽分离 201
9.3 渗透汽化 202
9.4 燃料电池应用 207
9.5 水处理 214
9.6 膜生物反应器 217
9.7 其他应用 218
参考文献 224
第10章 经济评价 226
10.1 天然气网中氢回收 226
10.1.1 概述 226
10.1.2 方法 229
10.1.3 从混合的气网中回收 230
10.2 沼气能量回收应用 234
10.2.1 概述 234
10.2.2 应用 235
10.2.3 应用经济分析 237
参考文献 239
第11章 研究现状和未来方向 240
11.1 无机膜及碳膜 240
11.2 气体分离碳膜研究现状及发展方向 243
11.2.1 碳膜的优势 246
11.2.2 碳膜的不足 247
11.2.3 碳膜的应用 247
11.2.4 碳膜发展面临的挑战 249
11.2.5 制造商 249
11.2.6 提高性能 249
11.2.7 未来研究发展方向 250
11.2.8 化学气相沉积 252
11.2.9 结论 252
参考文献 252