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第1章 导论1

1.1 膜科学技术1

1.1.1 膜的定义1

1.1.2 膜科学技术发展简况2

1.1.3 主要的膜科学专著与文献介绍3

1.2 膜的分类和特性10

1.2.1 微孔膜11

1.2.2 均质膜12

1.2.3 非对称膜13

1.2.4 复合膜15

1.2.5 荷电膜20

1.2.6 液膜24

1.3 膜过程和技术的基本原理24

1.3.1 膜分离过程24

1.3.2 其他膜技术27

1.4 展望28

参考文献29

第2章 膜的材料及膜的制备33

2.1 膜材料33

2.1.1 聚合物膜材料33

2.1.2 无机膜材料42

2.2 膜的制备42

2.2.1 超滤、纳滤、反渗透膜的分类43

2.2.2 醋酸纤维素及其衍生物反渗透膜的制备43

2.2.3 醋酸纤维素纳滤膜的制备59

2.2.4 非对称膜的成膜机理61

2.2.5 复合膜的制备和成膜机理69

2.2.6 无机膜的制备70

2.2.7 不同构型的膜成膜工艺72

主要符号79

参考文献79

第3章 膜的结构、性能和测定方法82

3.1 膜的结构82

3.1.1 有机高分子膜的结构82

3.1.2 无机膜的结构86

3.2 膜的性能87

3.2.1 有机高分子膜的性能88

3.2.2 无机膜的性能97

3.3 膜性能及膜结构的测定98

3.3.1 反渗透膜的测定方法99

3.3.2 超滤膜的测定方法102

3.3.3 微孔滤膜的测定方法103

3.3.4 无机膜的测定方法114

3.4 膜的贮存及其使用寿命117

3.4.1 膜的贮存117

3.4.2 膜的使用寿命119

3.5 国内外主要的膜和组件简介124

主要符号126

参考文献127

第4章 膜科学技术中有关基础理论129

4.1 有关的热力学基本原理129

4.1.1 有关热力学原理129

4.1.2 Gibbs自由能和有用功的概念132

4.1.3 电化学势133

4.1.4 非平衡热力学概念134

4.2 溶解度、溶解度参数、热力学耦合过程138

4.2.1 溶解度的定义及其测定138

4.2.2 溶解度参数143

4.2.3 Flory-Huggin相互作用参数148

4.3 扩散过程、扩散系数、扩散耦合过程153

4.3.1 等温扩散154

4.3.2 扩散系数156

4.3.3 影响扩散与渗透的因素158

4.3.4 耦合效应对扩散的影响164

4.3.5 扩散系数测定简介165

主要符号169

参考文献171

第5章 膜分离中的传递过程173

5.1 物质通过膜的传递过程173

5.1.1 传递机理为基础的膜传递模型175

5.1.2 非平衡热力学为基础的传递模型195

5.2 膜内基本传质形式简介199

5.2.1 三种膜内基本传质形式199

5.2.2 以非平衡热力学定义基本传质形式200

5.2.3 载体－介质传递202

5.3 膜外传递过程205

5.3.1 膜表面传质过程205

5.3.2 膜分离中传质过程的实验测定215

5.3.3 膜分离传递过程中的其他内容简介219

主要符号223

参考文献223

第6章 反渗透、纳滤、超滤、微滤与电渗析228

6.1 反渗透与纳滤229

6.1.1 溶液渗透压229

6.1.2 反渗透基本机理231

6.1.3 反渗透操作特性参数计算234

6.1.4 反渗透工艺流程237

6.1.5 反渗透系统设计规则240

6.2 超滤241

6.2.1 超滤的基本原理241

6.2.2 超滤传质模型242

6.2.3 超滤过程工艺流程248

6.3 微滤253

6.3.1 微孔过滤模式253

6.3.2 滤饼过滤式通量方程255

6.3.3 通量衰减模型257

6.4 电渗析260

6.4.1 电渗析过程原理260

6.4.2 电渗析的基本理论261

6.4.3 电渗析过程中的传递现象264

6.4.4 电渗析设计基础265

6.5 主要滤膜及其组件281

6.5.1 反渗透与纳滤膜281

6.5.2 超滤膜288

6.5.3 微滤膜291

6.5.4 离子交换膜293

6.5.5 膜组件及其种类302

6.5.6 各种膜组件比较309

6.6 主要液体膜分离过程应用311

6.6.1 反渗透的应用311

6.6.2 纳滤的应用318

6.6.3 超滤的应用319

6.6.4 电渗析的应用328

主要符号337

参考文献338

第7章 气体膜分离、渗透汽化、液膜340

7.1 气体膜分离340

7.1.1 气体膜分离的机理341

7.1.2 气体分离膜347

7.1.3 气体膜分离过程的工业应用361

7.2 渗透汽化371

7.2.1 基本理论和过程特点373

7.2.2 渗透汽化膜及膜材料378

7.2.3 膜组件及过程设计388

7.2.4 渗透汽化的应用、能耗和经济分析397

7.2.5 研究开发动向401

7.3 液膜分离及促进传递402

7.3.1 概述402

7.3.2 液膜的形状和分类404

7.3.3 促进传递及载体405

7.3.4 液膜分离机理及传质方程406

7.3.5 液膜制备411

7.3.6 液膜分离技术的应用415

主要符号419

参考文献421

第8章 膜分离过程的设计基础和集成过程426

8.1 分离过程的设计基础426

8.1.1 膜组件的主要型式及其设计基础426

8.1.2 级联计算433

8.1.3 连续塔的计算与优化440

8.1.4 膜分离过程的经济性评价446

8.2 膜分离过程与其他方法相结合的混合过程和集成过程453

8.2.1 基于RO、NF、UF、MF等膜分离的集成过程453

8.2.2 基于气体膜分离的集成过程457

8.2.3 基于渗透汽化的集成过程463

主要符号472

参考文献473

第9章 发展中的新型膜分离和其他膜过程476

9.1 膜接触器和膜蒸馏476

9.1.1 膜基溶剂萃取476

9.1.2 膜基气体吸收486

9.1.3 膜蒸馏及渗透蒸馏490

9.2 膜反应器499

9.2.1 膜催化反应器499

9.2.2 膜生物反应器506

9.3 控制释放512

9.3.1 控制药物释放体系、机理及其聚合物513

9.3.2 控制释放技术的发展趋势520

9.3.3 给药剂型521

9.4 膜传感器522

9.4.1 膜传感器的基本原理522

9.4.2 膜生物传感器的研究和应用现状524

9.4.3 膜生物传感器的发展趋势527

9.5 膜燃料电池528

9.5.1 概述528

9.5.2 燃料电池的工作原理及基本结构529

9.5.3 质子交换膜的导电机理及PEMFC对膜的技术要求531

9.5.4 通用的质子交换膜的性质533

9.5.5 质子交换膜的研究现状535

主要符号536

参考文献537

第10章 生物膜的概念和合成生物膜的研究541

10.1 生物膜的功能、组成、结构与特性概述541

10.1.1 主要的生物膜及其功能541

10.1.2 细胞膜的结构和组成542

10.1.3 生物膜的流动模型549

10.2 生物膜中的传递机理550

10.2.1 被动传递——“热力学下坡”过程550

10.2.2 主动传递——“热力学上坡”过程553

10.3 合成生物膜的工艺基础、特性和应用554

10.3.1 单分子层膜555

10.3.2 多分子层膜556

10.3.3 双分子层膜558

参考文献565

例题与习题567

一、例题567

二、习题588

主要符号595

参考文献595

常用缩略语597