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第1章 绪论1

1.1引言1

1.2膜科学技术发展简史1

1.3膜6

1.3.1膜的定义6

1.3.2膜的功能6

1.3.3分离膜的分类7

1.3.4分离膜的结构8

1.3.5分离膜的性能表征11

1.3.6分离膜的制备方法11

1.4膜分离过程11

1.4.1膜分离过程特点11

1.4.2商品化的膜分离过程12

1.4.3发展中的膜分离过程12

1.4.4集成膜过程13

1.5分离膜材料13

1.5.1膜材料分类及特点13

1.5.2成膜高聚物材料的结构14

1.5.3用于有机混合物分离的高聚物膜材料选择与评价14

1.5.4常用的膜材料17

1.6膜技术的应用及展望18

1.6.1膜技术对全球经济可持续发展的影响18

1.6.2膜产业及膜市场概况20

1.6.3 21世纪的膜科学与技术展望23

参考文献24

第2章 微滤26

2.1微滤技术简介26

2.1.1微滤分离原理及特点26

2.1.2微滤膜结构及其表征、测定方法28

2.1.3膜性能评价指标33

2.2微滤膜材料及膜过滤器34

2.2.1微滤膜材料34

2.2.2微滤膜的制备方法34

2.2.3微滤膜过滤器41

2.2.4国内外微滤膜产品简介43

2.3微滤膜分离过程45

2.3.1操作方式45

2.3.2膜污染及控制47

2.4微滤技术的应用48

2.4.1微滤技术的应用领域及应用情况简介49

2.4.2微滤技术的工程应用实例50

参考文献55

第3章 超滤56

3.1超滤技术简介56

3.1.1超滤分离原理及特点56

3.1.2国内外技术发展简史57

3.1.3超滤膜的结构及其表征58

3.1.4膜性能评价指标58

3.2超滤膜及其组件60

3.2.1超滤膜材料60

3.2.2超滤膜的制备方法60

3.2.3超滤膜组件76

3.2.4国内外超滤膜产品简介81

3.3超滤膜分离过程84

3.3.1操作方式84

3.3.2超滤膜污染及其控制84

3.4超滤膜技术的应用93

3.4.1超滤技术的应用领域及应用情况简介93

3.4.2超滤技术的工程应用实例94

参考文献106

第4章 纳滤114

4.1纳滤技术简介114

4.1.1纳滤分离原理及特点114

4.1.2纳滤膜的结构及电学性能表征116

4.1.3纳滤膜分离性能评价指标118

4.2纳滤膜及组件119

4.2.1高分子复合纳滤膜119

4.2.2高分子非对称型纳滤膜122

4.2.3无机纳滤膜123

4.2.4纳滤膜的表面修饰124

4.2.5纳滤膜组件125

4.2.6国内外纳滤膜组件产品简介126

4.3纳滤膜技术的应用128

4.3.1纳滤技术的应用领域及应用情况简介128

4.3.2纳滤技术的工程应用实例129

参考文献136

第5章 反渗透141

5.1反渗透技术简介141

5.1.1反渗透分离原理及特点141

5.1.2国内外技术发展简史143

5.1.3反渗透膜的结构及其表征143

5.1.4反渗透膜性能评价指标145

5.2反渗透膜及组件146

5.2.1反渗透复合膜146

5.2.2反渗透复合膜的制备方法148

5.2.3反渗透膜组件150

5.2.4国内外反渗透膜产品简介151

5.3反渗透膜过程152

5.3.1反渗透工艺过程设计152

5.3.2浓差极化156

5.3.3反渗透的工艺操作方式156

5.3.4反渗透法进行海水淡化的经济性158

5.4反渗透技术的应用161

5.4.1反渗透技术的应用领域及应用情况简介161

5.4.2反渗透技术的工程应用实例161

参考文献172

第6章 气体分离176

6.1气体分离技术简介176

6.1.1分离原理及特点176

6.1.2国内外技术发展简史177

6.1.3膜性能评价指标177

6.2气体分离膜及组件179

6.2.1气体分离膜179

6.2.2气体分离膜的制备方法182

6.2.3气体分离膜组件183

6.2.4国内外气体分离膜产品简介185

6.3气体分离技术的应用185

6.3.1气体分离技术的应用领域及应用情况简介185

6.3.2气体分离技术在我国的工程应用实例187

参考文献195

第7章 渗透蒸发199

7.1渗透蒸发技术简介199

7.1.1分离原理及特点199

7.1.2国内外技术发展简史203

7.1.3渗透蒸发膜材料的选择原则206

7.1.4渗透蒸发膜性能评价指标207

7.2渗透蒸发膜及膜组件209

7.2.1高分子膜209

7.2.2无机膜216

7.2.3有机-无机杂化膜218

7.2.4国内外渗透蒸发商品膜产品简介220

7.2.5渗透蒸发膜组件221

7.3渗透蒸发膜工艺流程及操作条件的确定224

7.3.1选择适合的渗透蒸发膜224

7.3.2选择工艺流程和操作方式225

7.3.3操作条件的确定230

7.3.4膜面积的确定232

7.4渗透蒸发技术的应用233

7.4.1有机溶剂脱水233

7.4.2水中脱除或回收有机物237

7.4.3有机混合物分离239

7.4.4FCC汽油脱硫239

7.4.5渗透蒸发和其他过程集成的应用240

7.5渗透蒸发在我国的工业应用实例241

7.5.1乙醇脱水制取无水乙醇242

7.5.2异丙醇脱水243

7.5.3无水叔丁醇生产245

7.5.4四氢呋喃脱水245

7.5.5甲苯脱水246

参考文献247

第8章 膜蒸馏263

8.1膜蒸馏技术简介263

8.1.1分离原理及特点263

8.1.2国内外技术发展简史264

8.1.3膜蒸馏过程的传质、传热265

8.2膜蒸馏用疏水性微孔膜266

8.2.1膜材料及膜的特性参数表征266

8.2.2疏水性微孔膜的制备及改性方法267

8.3膜蒸馏的操作方式及影响过程的因素268

8.3.1膜蒸馏的基本操作方式268

8.3.2与膜蒸馏相关的膜过程270

8.3.3影响膜蒸馏通量的因素271

8.3.4膜蒸馏应用研究要解决的技术问题276

8.3.5膜蒸馏的集成过程277

8.4膜蒸馏技术的应用279

8.4.1海水和苦咸水脱盐制备饮用水279

8.4.2化学物质的浓缩和回收280

8.4.3膜蒸馏-结晶用于回收结晶产物280

8.4.4溶液中挥发性溶质的脱除和回收281

8.4.5果汁、液体食品的浓缩282

8.4.6废水处理283

8.4.7水中无机离子的去除283

参考文献284

第9章 膜生物反应器294

9.1膜生物反应器技术简介294

9.1.1膜生物反应器原理及特点294

9.1.2国内外技术发展简史295

9.1.3膜生物反应器的分类296

9.1.4膜生物反应器用膜的结构及其表征298

9.1.5膜性能评价指标299

9.2膜生物反应器用膜及膜组件300

9.2.1膜生物反应器对膜的结构及性能要求300

9.2.2MBR用膜的材料301

9.2.3膜生物反应器用膜组件和膜装置302

9.3膜生物反应器膜污染及其控制304

9.3.1膜材料及膜结构、性能对膜污染的影响304

9.3.2污泥混合液特征对膜污染的影响307

9.3.3操作条件对膜污染的影响307

9.3.4减轻和控制膜污染的方法309

9.4膜生物反应器的应用311

9.4.1MBR的应用领域及应用情况简介311

9.4.2膜生物反应器工程应用实例311

参考文献317

第10章 燃料电池用质子交换膜325

10.1燃料电池技术简介325

10.1.1燃料电池的工作原理326

10.1.2质子交换膜的主要性能评价指标327

10.2全氟磺酸质子交换膜331

10.2.1均质膜331

10.2.2增强复合膜335

10.2.3自增湿膜337

10.3非氟磺酸质子交换膜339

10.3.1均质膜339

10.3.2非氟质子交换膜材料的稳定性342

10.3.3增强复合膜345

10.3.4自增湿膜347

10.4高温质子交换膜347

10.4.1酸掺杂的聚苯并咪唑（PBI）膜348

10.4.2含氮杂环体系的质子交换膜350

10.4.3无机质子交换膜350

参考文献352

第11章 储能电池膜357

11.1储能电池技术简介357

11.1.1储能电池的工作原理359

11.1.2储能电池膜的主要性能评价指标及其表征362

11.2全氟磺酸类改性膜366

11.2.1Nafion/聚合物共混膜366

11.2.2Nafion/无机添加物杂化膜367

11.2.3Nafion表面改性368

11.3非全氟型质子传导膜370

11.4新型纳米尺度孔径多孔膜及其应用开发372

参考文献376

第12章 智能膜381

12.1智能膜技术简介381

12.2智能膜材料及其工作原理382

12.2.1温度响应型智能膜382

12.2.2pH响应型智能膜393

12.2.3光照响应型智能膜398

12.2.4葡萄糖浓度响应型智能膜398

12.2.5化学分子识别型智能膜400

12.3智能膜系统402

12.3.1智能平板膜402

12.3.2智能微囊膜402

12.4智能膜的应用411

12.4.1平板膜的应用实例411

12.4.2微囊膜的应用实例413

参考文献415

索引425