膜技术与膜制备基础

《膜技术与膜制备基础》从社会需求出发，对水处理膜、气体分离膜、膜蒸馏膜、渗透汽化膜等涉及的传质机理、膜材料、膜结构特征、制膜方法和膜组件、膜装置的设计应用与污染控制进行了全面详细的介绍，总结了每种膜分离技术的工业应用。本书从每项膜技术的源头进行介绍，使读者通过了解膜技术的发展历史，抓住膜技术的发展规律。 本书可作为从事膜研究的科研人员、企事业单位管理人员等的参考资料，也可作为高等院校相关专业的研究生和高年级本科生的教材。

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第1章绪论001 1.1什么是分离膜001 1.2膜与社会需求的关系001 1.3能源和水资源的关系003 1.4膜分离技术在能源和水处理中的应用004 1.4.1能源生产中的膜分离技术004 1.4.2脱盐和水处理中的膜技术010 1.5小结011 参考文献012 第2章水处理膜概述014 2.1引言014 2.2水处理技术的发展历史简介016 2.3当前的净水技术以及水处理膜技术017 2.3.1地下水处理工艺017 2.3.2过滤的基本概念019 2.3.3水处理膜技术的分类020 2.4膜生物反应器021 2.4.1膜生物反应器工艺021 2.4.2膜生物反应器膜污染024 2.4.3膜污染控制027 2.5小结031 参考文献031 第3章反渗透膜和纳滤膜032 3.1引言032 3.2渗透压的概念032 3.3反渗透技术的发展历史036 3.4描述反渗透和纳滤过程的热力学模型041 3.4.1非平衡态热力学041 3.4.2传质模型044 3.5反渗透膜的制备方法049 3.6纳滤膜050 3.6.1商业纳滤膜的种类051 3.6.2描述纳滤过程的模型051 3.7小结053 参考文献053 第4章微孔膜055 4.1引言055 4.2微滤膜的传质机理055 4.3膜污染058 4.4微滤膜污染模型060 4.5利用污染模型指导超滤膜、微滤膜操作条件设计062 4.6微孔膜在其他领域的应用063 4.6.1微孔疏水膜在透气防水衣物上的应用063 4.6.2微孔疏水膜在锂电池中的应用063 4.6.3微孔疏水膜在液体脱气中的应用064 4.6.4微孔疏水膜用于制造人工肺065 4.7熔融拉伸纺丝工艺066 4.8小结070 参考文献070 第5章气体分离膜072 5.1引言072 5.2气体在膜中的传质机理073 5.2.1努森扩散073 5.2.2本体扩散074 5.2.3黏性流075 5.2.4表面扩散075 5.2.5分子筛076 5.2.6气体在致密无孔聚合物膜中的传质模型076 5.3气体分子在致密聚合物中的扩散081 5.4气体分子在玻璃态和橡胶态聚合物中的扩散规律083 5.5气体分子在橡胶态和玻璃态聚合物中的扩散模型085 5.6气体在聚合物中的吸附模型089 5.7气体分离膜的基本传质方程092 5.8膜材料的气体传质性能的实验表征方法094 5.8.1溶解度的测量方法095 5.8.2吸附等温线的分析方法096 5.8.3基于双模吸附的双模传质理论097 5.8.4气体渗透性的实验测量方法099 5.9小结100 参考文献101 第6章多层复合膜的传质模型及制备方法102 6.1引言102 6.2多层复合膜的串联阻力模型102 6.3三层复合膜109 6.4非对称膜的结构110 6.5多层复合膜的制备方法112 6.6小结118 参考文献118 第7章气体分离膜材料设计120 7.1引言120 7.2通过分子结构设计，调控聚合物的自由体积、渗透性和选择性的方法121 7.3无机膜材料的气体渗透性和选择性127 7.4聚合物/纳米材料混合基质膜的气体传质性能129 7.4.1聚合物/混合基质膜的气体传质模型130 7.4.2聚合物/纳米共混材料的低通量现象134 7.5抗塑化聚合物膜材料的设计方法135 7.6小结147 参考文献147 第8章非溶剂相转化过程的基本原理150 8.1引言150 8.2溶解过程150 8.3溶解度参数151 8.4相分离和相图157 8.5非溶剂诱导相转化过程的动力学过程分析161 8.5.1计算溶剂、非溶剂扩散速度的方法162 8.5.2聚合物凝胶化对应的相变区域增长164 8.5.3相分离机理166 8.6影响膜形貌和分离性能的因素171 8.6.1聚合物、溶剂、非溶剂的选择171 8.6.2聚合物浓度的影响172 8.6.3凝固浴组成的影响173 8.6.4铸膜液组成的影响174 8.7添加剂175 8.7.1低分子量添加剂175 8.7.2高分子量添加剂177 8.7.3共聚物178 8.8蒸汽诱导相分离对中空纤维膜结构的影响178 8.8.1空气间隙的长度180 8.8.2相对湿度的影响181 8.8.3蒸汽诱导相分离结合添加剂调控中空纤维的结构181 8.9小结181 参考文献182 第9章渗透汽化膜技术184 9.1引言184 9.2描述渗透汽化过程的模型185 9.3评价渗透汽化性能的量化方法187 9.3.1溶解性和溶解选择性189 9.3.2扩散性和扩散选择性191 9.3.3整体渗透性能193 9.3.4温度对渗透汽化性能的影响193 9.4渗透汽化性能的评价装置194 9.5渗透汽化膜材料的设计195 9.6渗透汽化膜材料的稳定性196 9.7渗透汽化脱盐196 9.8总结与展望201 参考文献202