膜技術(shù)與膜制備基礎

第1章緒論001
1.1什么是分離膜001
1.2膜與社會需求的關(guān)系001
1.3能源和水資源的關(guān)系003
1.4膜分離技術(shù)在能源和水處理中的應用004
1.4.1能源生產(chǎn)中的膜分離技術(shù)004
1.4.2脫鹽和水處理中的膜技術(shù)010
1.5小結(jié)011
參考文獻012
第2章水處理膜概述014
2.1引言014
2.2水處理技術(shù)的發(fā)展歷史簡介016
2.3當前的凈水技術(shù)以及水處理膜技術(shù)017
2.3.1地下水處理工藝017
2.3.2過濾的基本概念019
2.3.3水處理膜技術(shù)的分類020
2.4膜生物反應器021
2.4.1膜生物反應器工藝021
2.4.2膜生物反應器膜污染024
2.4.3膜污染控制027
2.5小結(jié)031
參考文獻031
第3章反滲透膜和納濾膜032
3.1引言032
3.2滲透壓的概念032
3.3反滲透技術(shù)的發(fā)展歷史036
3.4描述反滲透和納濾過程的熱力學模型041
3.4.1非平衡態(tài)熱力學041
3.4.2傳質(zhì)模型044
3.5反滲透膜的制備方法049
3.6納濾膜050
3.6.1商業(yè)納濾膜的種類051
3.6.2描述納濾過程的模型051
3.7小結(jié)053
參考文獻053
第4章微孔膜055
4.1引言055
4.2微濾膜的傳質(zhì)機理055
4.3膜污染058
4.4微濾膜污染模型060
4.5利用污染模型指導超濾膜、微濾膜操作條件設計062
4.6微孔膜在其他領域的應用063
4.6.1微孔疏水膜在透氣防水衣物上的應用063
4.6.2微孔疏水膜在鋰電池中的應用063
4.6.3微孔疏水膜在液體脫氣中的應用064
4.6.4微孔疏水膜用于制造人工肺065
4.7熔融拉伸紡絲工藝066
4.8小結(jié)070
參考文獻070
第5章氣體分離膜072
5.1引言072
5.2氣體在膜中的傳質(zhì)機理073
5.2.1努森擴散073
5.2.2本體擴散074
5.2.3黏性流075
5.2.4表面擴散075
5.2.5分子篩076
5.2.6氣體在致密無孔聚合物膜中的傳質(zhì)模型076
5.3氣體分子在致密聚合物中的擴散081
5.4氣體分子在玻璃態(tài)和橡膠態(tài)聚合物中的擴散規(guī)律083
5.5氣體分子在橡膠態(tài)和玻璃態(tài)聚合物中的擴散模型085
5.6氣體在聚合物中的吸附模型089
5.7氣體分離膜的基本傳質(zhì)方程092
5.8膜材料的氣體傳質(zhì)性能的實驗表征方法094
5.8.1溶解度的測量方法095
5.8.2吸附等溫線的分析方法096
5.8.3基于雙模吸附的雙模傳質(zhì)理論097
5.8.4氣體滲透性的實驗測量方法099
5.9小結(jié)100
參考文獻101
第6章多層復合膜的傳質(zhì)模型及制備方法102
6.1引言102
6.2多層復合膜的串聯(lián)阻力模型102
6.3三層復合膜109
6.4非對稱膜的結(jié)構(gòu)110
6.5多層復合膜的制備方法112
6.6小結(jié)118
參考文獻118
第7章氣體分離膜材料設計120
7.1引言120
7.2通過分子結(jié)構(gòu)設計，調(diào)控聚合物的自由體積、滲透性和選擇性的方法121
7.3無機膜材料的氣體滲透性和選擇性127
7.4聚合物/納米材料混合基質(zhì)膜的氣體傳質(zhì)性能129
7.4.1聚合物/混合基質(zhì)膜的氣體傳質(zhì)模型130
7.4.2聚合物/納米共混材料的低通量現(xiàn)象134
7.5抗塑化聚合物膜材料的設計方法135
7.6小結(jié)147
參考文獻147
第8章非溶劑相轉(zhuǎn)化過程的基本原理150
8.1引言150
8.2溶解過程150
8.3溶解度參數(shù)151
8.4相分離和相圖157
8.5非溶劑誘導相轉(zhuǎn)化過程的動力學過程分析161
8.5.1計算溶劑、非溶劑擴散速度的方法162
8.5.2聚合物凝膠化對應的相變區(qū)域增長164
8.5.3相分離機理166
8.6影響膜形貌和分離性能的因素171
8.6.1聚合物、溶劑、非溶劑的選擇171
8.6.2聚合物濃度的影響172
8.6.3凝固浴組成的影響173
8.6.4鑄膜液組成的影響174
8.7添加劑175
8.7.1低分子量添加劑175
8.7.2高分子量添加劑177
8.7.3共聚物178
8.8蒸汽誘導相分離對中空纖維膜結(jié)構(gòu)的影響178
8.8.1空氣間隙的長度180
8.8.2相對濕度的影響181
8.8.3蒸汽誘導相分離結(jié)合添加劑調(diào)控中空纖維的結(jié)構(gòu)181
8.9小結(jié)181
參考文獻182
第9章滲透汽化膜技術(shù)184
9.1引言184
9.2描述滲透汽化過程的模型185
9.3評價滲透汽化性能的量化方法187
9.3.1溶解性和溶解選擇性189
9.3.2擴散性和擴散選擇性191
9.3.3整體滲透性能193
9.3.4溫度對滲透汽化性能的影響193
9.4滲透汽化性能的評價裝置194
9.5滲透汽化膜材料的設計195
9.6滲透汽化膜材料的穩(wěn)定性196
9.7滲透汽化脫鹽196
9.8總結(jié)與展望201
參考文獻202