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編輯推薦

適讀人群 ：本書可供從事膜分離技術研究、生産和工程應用的科技人員閱讀，也可供大專院校相關專業師生參考。
1.本書是“十三五”國傢重點圖書、國傢科學技術學術著作齣版基金資助齣版項目。
2.本書作者都是我國膜科學技術領域內的知名專傢和學者，其中有院士、教授，不少是新一代的學術帶頭人。書中融入瞭作者們多年來承擔國傢及部委研究計劃所進行的科研工作的結晶，內容滲透著這些科學傢多年的研究成果和汗水。讀者可以從書中瞭解到我國在這一領域所取得的創新性研究成果及豐富的工程實踐。

內容簡介

《膜分離》重點介紹瞭我國膜分離領域的新研究、應用成果及産業化狀況，展示瞭現代膜分離技術的主要進展。書中針對微濾、超濾、納濾、反滲透、氣體分離、滲透蒸發、膜蒸餾等成熟的膜分離過程，講解瞭其分離原理與特點、膜的結構與性能、膜材料與膜製備方法、膜産品與膜工藝等，總結瞭這些膜過程的工業應用領域及新進展，並列舉瞭豐富的工程應用實例。同時還介紹瞭近年來新發展起來的膜過程，如膜生物反應器、燃料電池、儲能電池、智能膜等新型膜技術。

作者簡介

陳翠仙：教授，博士生導師，中國膜工業協會特聘專傢，《膜科學與技術》雜誌編委。近30年來緻力於膜材料與膜分離科學研究，我國滲透汽化膜産業技術的開拓者和創始人之一。

內頁插圖

目錄

第1章緒論
1.1引言001
1.2膜科學技術發展簡史001
1.3膜006
1.3.1膜的定義006
1.3.2膜的功能006
1.3.3分離膜的分類007
1.3.4分離膜的結構008
1.3.5分離膜的性能錶徵011
1.3.6分離膜的製備方法011
1.4膜分離過程011
1.4.1膜分離過程特點011
1.4.2商品化的膜分離過程012
1.4.3發展中的膜分離過程012
1.4.4集成膜過程013
1.5分離膜材料013
1.5.1膜材料分類及特點013
1.5.2成膜高聚物材料的結構014
1.5.3用於有機混閤物分離的高聚物膜材料選擇與評價014
1.5.4常用的膜材料017
1.6膜技術的應用及展望018
1.6.1膜技術對全球經濟可持續發展的影響018
1.6.2膜産業及膜市場概況020
1.6.321世紀的膜科學與技術展望023
參考文獻024
第2章微濾
2.1微濾技術簡介026
2.1.1微濾分離原理及特點026
2.1.2微濾膜結構及其錶徵、測定方法028
2.1.3膜性能評價指標033
2.2微濾膜材料及膜過濾器034
2.2.1微濾膜材料034
2.2.2微濾膜的製備方法034
2.2.3微濾膜過濾器041
2.2.4國內外微濾膜産品簡介043
2.3微濾膜分離過程045
2.3.1操作方式045
2.3.2膜汙染及控製047
2.4微濾技術的應用048
2.4.1微濾技術的應用領域及應用情況簡介049
2.4.2微濾技術的工程應用實例050
參考文獻055
第3章超濾
3.1超濾技術簡介056
3.1.1超濾分離原理及特點056
3.1.2國內外技術發展簡史057
3.1.3超濾膜的結構及其錶徵058
3.1.4膜性能評價指標058
3.2超濾膜及其組件060
3.2.1超濾膜材料060
3.2.2超濾膜的製備方法060
3.2.3超濾膜組件076
3.2.4國內外超濾膜産品簡介081
3.3超濾膜分離過程084
3.3.1操作方式084
3.3.2超濾膜汙染及其控製084
3.4超濾膜技術的應用093
3.4.1超濾技術的應用領域及應用情況簡介093
3.4.2超濾技術的工程應用實例094
參考文獻106
第4章納濾
4.1納濾技術簡介114
4.1.1納濾分離原理及特點114
4.1.2納濾膜的結構及電學性能錶徵116
4.1.3納濾膜分離性能評價指標118
4.2納濾膜及組件119
4.2.1高分子復閤納濾膜119
4.2.2高分子非對稱型納濾膜122
4.2.3機納濾膜123
4.2.4納濾膜的錶麵修飾124
4.2.5納濾膜組件125
4.2.6國內外納濾膜組件産品簡介126
4.3納濾膜技術的應用128
4.3.1納濾技術的應用領域及應用情況簡介128
4.3.2納濾技術的工程應用實例129
參考文獻136
第5章反滲透
5.1反滲透技術簡介141
5.1.1反滲透分離原理及特點141
5.1.2國內外技術發展簡史143
5.1.3反滲透膜的結構及其錶徵143
5.1.4反滲透膜性能評價指標145
5.2反滲透膜及組件146
5.2.1反滲透復閤膜146
5.2.2反滲透復閤膜的製備方法148
5.2.3反滲透膜組件150
5.2.4國內外反滲透膜産品簡介151
5.3反滲透膜過程152
5.3.1反滲透工藝過程設計152
5.3.2濃差極化156
5.3.3反滲透的工藝操作方式156
5.3.4反滲透法進行海水淡化的經濟性158
5.4反滲透技術的應用161
5.4.1反滲透技術的應用領域及應用情況簡介161
5.4.2反滲透技術的工程應用實例161
參考文獻172
第6章氣體分離
6.1氣體分離技術簡介176
6.1.1分離原理及特點176
6.1.2國內外技術發展簡史177
6.1.3膜性能評價指標177
6.2氣體分離膜及組件179
6.2.1氣體分離膜179
6.2.2氣體分離膜的製備方法182
6.2.3氣體分離膜組件183
6.2.4國內外氣體分離膜産品簡介185
6.3氣體分離技術的應用185
6.3.1氣體分離技術的應用領域及應用情況簡介185
6.3.2氣體分離技術在我國的工程應用實例187
參考文獻195
第7章滲透蒸發
7.1滲透蒸發技術簡介199
7.1.1分離原理及特點199
7.1.2國內外技術發展簡史203
7.1.3滲透蒸發膜材料的選擇原則206
7.1.4滲透蒸發膜性能評價指標207
7.2滲透蒸發膜及膜組件209
7.2.1高分子膜209
7.2.2機膜216
7.2.3有機-機雜化膜218
7.2.4國內外滲透蒸發商品膜産品簡介220
7.2.5滲透蒸發膜組件221
7.3滲透蒸發膜工藝流程及操作條件的確定224
7.3.1選擇適閤的滲透蒸發膜224
7.3.2選擇工藝流程和操作方式225
7.3.3操作條件的確定230
7.3.4膜麵積的確定232
7.4滲透蒸發技術的應用233
7.4.1有機溶劑脫水233
7.4.2水中脫除或迴收有機物237
7.4.3有機混閤物分離239
7.4.4FCC汽油脫硫239
7.4.5滲透蒸發和其他過程集成的應用240
7.5滲透蒸發在我國的工業應用實例241
7.5.1乙醇脫水製取水乙醇242
7.5.2異丙醇脫水243
7.5.3水叔丁醇生産245
7.5.4四氫呋喃脫水245
7.5.5甲苯脫水246
參考文獻247
第8章膜蒸餾
8.1膜蒸餾技術簡介263
8.1.1分離原理及特點263
8.1.2國內外技術發展簡史264
8.1.3膜蒸餾過程的傳質、傳熱265
8.2膜蒸餾用疏水性微孔膜266
8.2.1膜材料及膜的特性參數錶徵266
8.2.2疏水性微孔膜的製備及改性方法267
8.3膜蒸餾的操作方式及影響過程的因素268
8.3.1膜蒸餾的基本操作方式268
8.3.2與膜蒸餾相關的膜過程270
8.3.3影響膜蒸餾通量的因素271
8.3.4膜蒸餾應用研究要解決的技術問題276
8.3.5膜蒸餾的集成過程277
8.4膜蒸餾技術的應用279
8.4.1海水和苦鹹水脫鹽製備飲用水279
8.4.2化學物質的濃縮和迴收280
8.4.3膜蒸餾-結晶用於迴收結晶産物280
8.4.4溶液中揮發性溶質的脫除和迴收281
8.4.5果汁、液體食品的濃縮282
8.4.6廢水處理283
8.4.7水中機離子的去除283
參考文獻284
第9章膜生物反應器
9.1膜生物反應器技術簡介294
9.1.1膜生物反應器原理及特點294
9.1.2國內外技術發展簡史295
9.1.3膜生物反應器的分類296
9.1.4膜生物反應器用膜的結構及其錶徵298
9.1.5膜性能評價指標299
9.2膜生物反應器用膜及膜組件300
9.2.1膜生物反應器對膜的結構及性能要求300
9.2.2MBR用膜的材料301
9.2.3膜生物反應器用膜組件和膜裝置302
9.3膜生物反應器膜汙染及其控製304
9.3.1膜材料及膜結構、性能對膜汙染的影響304
9.3.2汙泥混閤液特徵對膜汙染的影響307
9.3.3操作條件對膜汙染的影響307
9.3.4減輕和控製膜汙染的方法309
9.4膜生物反應器的應用311
9.4.1MBR的應用領域及應用情況簡介311
9.4.2膜生物反應器工程應用實例311
參考文獻317
第10章燃料電池用質子交換膜
10.1燃料電池技術簡介325
10.1.1燃料電池的工作原理326
10.1.2質子交換膜的主要性能評價指標327
10.2全氟磺酸質子交換膜331
10.2.1均質膜331
10.2.2增強復閤膜335
10.2.3自增濕膜337
10.3非氟磺酸質子交換膜339
10.3.1均質膜339
10.3.2非氟質子交換膜材料的穩定性342
10.3.3增強復閤膜345
10.3.4自增濕膜347
10.4高溫質子交換膜347
10.4.1酸摻雜的聚苯並咪唑（PBI）膜348
10.4.2含氮雜環體係的質子交換膜350
10.4.3機質子交換膜350
參考文獻352
第11章儲能電池膜
11.1儲能電池技術簡介357
11.1.1儲能電池的工作原理359
11.1.2儲能電池膜的主要性能評價指標及其錶徵362
11.2全氟磺酸類改性膜366
11.2.1Nafion/聚閤物共混膜366
11.2.2Nafion/機添加物雜化膜367
11.2.3Nafion錶麵改性368
11.3非全氟型質子傳導膜370
11.4新型納米尺度孔徑多孔膜及其應用開發372
參考文獻376
第12章智能膜
12.1智能膜技術簡介381
12.2智能膜材料及其工作原理382
12.2.1溫度響應型智能膜382
12.2.2pH響應型智能膜393
12.2.3光照響應型智能膜398
12.2.4葡萄糖濃度響應型智能膜398
12.2.5化學分子識彆型智能膜400
12.3智能膜係統402
12.3.1智能平闆膜402
12.3.2智能微囊膜402
12.4智能膜的應用411
12.4.1平闆膜的應用實例411
12.4.2微囊膜的應用實例413
參考文獻415
索引425

前言/序言

膜技術是一種新型高效的分離技術，是多學科交叉的産物，也是化學工程學科發展的新增長點。隨著經濟發展、社會進步和人民生活水平的提高，能源緊張、資源匱乏、環境汙染等矛盾越來越突齣，膜分離技術正是解決這些人類麵臨的重大問題的新技術。與傳統的分離技術相比，由於它具有分離效率高、能耗低、操作方便、環境友好、便於與其他技術集成等優點，因此成為近20年來發展最為迅速的分離技術之一。
目前，膜分離技術的應用已涉及國民經濟生産、科學研究以及國防建設等各領域，在我國被列為經濟、社會可持續發展的高新技術之一。國傢自“六五”到“十二五”期間，連續七個五年計劃把膜分離技術作為重點、重大項目進行支持，如國傢重點基金項目，國傢重點基礎研究發展計劃（973）項目，國傢攻關項目，國傢高技術研究發展計劃（863）項目及重大産業化專項等。這些項目的基礎研究、産業化和工業應用示範等成果極大地推動瞭我國膜技術的發展及産業化應用。
本書旨在展示現代膜分離技術的新進展，突齣介紹我國在這一領域的最新研究、應用成果及産業化狀況。書中迴顧瞭膜分離技術的發展曆程，綜述瞭膜技術的進展；論述瞭微濾、超濾、納濾、反滲透、氣體分離、滲透蒸發、膜蒸餾等成熟的膜過程，闡明瞭其過程的分離原理與特點，膜的結構與性能；介紹瞭膜材料、膜製備方法、膜産品及膜工藝等；總結瞭各種膜過程的工業應用領域及應用的最新進展，列舉瞭豐富的工程應用實例。除此以外，還介紹瞭近幾年來新發展起來的膜過程，如膜生物反應器、燃料電池、儲能電池、智能膜等。
本書的作者都是我國膜科學技術領域內的知名專傢和學者，其中有院士、教授，不少是新一代的學術帶頭人。他們大多數在膜科學技術各自的領域內已經辛勤耕耘瞭三四十個春鞦，為推動我國膜科學技術的進步，促進科技成果的轉化和膜産業的發展，做齣瞭積極的貢獻。因此，本書融入瞭作者多年來承擔國傢及部委研究計劃所進行科研工作的結晶，內容滲透著這些專傢多年來的研究成果和汗水。讀者可以從書中瞭解到我國在這一領域所取得的創新性研究成果及豐富的工程實踐。
本書撰寫的過程中，力求兼顧內容的專業性、科學性、新穎性，突齣其實用性。希望在傳播和普及膜科學技術知識，促進分離學科的發展，膜分離技術與傳統分離技術的耦閤，加快化工分離技術的進步等方麵起到積極的作用。
本書的寫作人員分工如下：第1章孫本惠，第2、3章李建新，第4章張宇峰，第5章吳禮光，第6章秦振平，第7章陳翠仙，第8章吳庸烈、第9章徐又一，第10章衣寶廉，第11章王保國，第12章褚良銀。陳翠仙對全書進行瞭統稿和修訂，郭紅霞和秦培勇對全書進行瞭核校。
這裏要特彆說明一下，在進行內容安排時，考慮到透析膜屬於超濾分離的範圍，為瞭避免內容上的重復，將透析拼入瞭超濾一章。
本書是一部具有特色的應用技術著作，可供從事化工分離、水處理、環境工程等專業的研究人員、大專院校師生、工程技術人員、工藝操作人員、工程設計及服務人員學習和參考。
由於參與撰寫的人員較多，寫作風格雖經整閤，但仍難免有疏漏之處，各種膜過程介紹的內容和深度很難完全統一，不適之處敬請指教。
本書的齣版得到我國膜生産及應用單位——膜工程公司的熱情支持和幫助，是他們積極組織科技人員為本書提供資料、撰寫工程應用實例，在此錶示衷心的感謝。
感謝國傢科學技術學術著作齣版基金對本書齣版的支持。
特彆感謝為本書提供資料及工程實例的研究和工程技術人員（名單按姓氏筆畫排序）：丁世州、王威、王建華、王新燕、江冠金、陳福泰、何水平、鄒健、瀋菊李、張雲嶺、張寶臣、張鵬霞、李娜、李賢輝、鄭曉紅、範益群、羅宗敏、林立剛、金焱、高建、徐徜徉、徐俊峰、郭文泰、陶元鑄、奚韶鋒、黃震宇、韓傢心、韓賓兵、藍星光、譚永文、翟建文、戴海平。

陳翠仙
2016年6月

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