膜科學(xué)技術(shù)過程與原理

前言

　　膜分離技術(shù)集成了高分子材料科學(xué)、物理化學(xué)、有機合成、分離工程、機械設(shè)備等多學(xué)科內(nèi)容。膜技術(shù)的發(fā)展得到了世界各國政府和科學(xué)家的高度重視。美國官方文件在提到膜分離技術(shù)的重要性時說，“18世紀(jì)電器改變了整個工業(yè)過程，而21世紀(jì)膜技術(shù)改變了整個世界”。國際學(xué)術(shù)界一致認(rèn)為：“誰掌握了膜技術(shù)，誰就掌握了化工的未來”。有關(guān)機構(gòu)也指出：膜技術(shù)與光纖、超導(dǎo)等技術(shù)將成為主導(dǎo)未來工業(yè)的六大高新技術(shù)之一，也將是21世紀(jì)十大高科技產(chǎn)業(yè)之一?？梢?，發(fā)展膜分離技術(shù)對于經(jīng)濟發(fā)展和學(xué)科建設(shè)具有重要而深遠(yuǎn)的意義?！　∧し蛛x技術(shù)具有操作方便、設(shè)備緊湊、工作環(huán)境安全、節(jié)能等優(yōu)點，和其他傳統(tǒng)分離技術(shù)相比，膜分離技術(shù)作為分離、濃縮、提純及凈化技術(shù)，具有無可比擬的優(yōu)勢，特別是它在節(jié)能、環(huán)境保護(hù)以及水資源的再生利用方面的突出表現(xiàn)，使人們對膜分離技術(shù)的發(fā)展前景刮目相看。膜分離技術(shù)已在海水淡化、污水處理、石油化工、節(jié)能技術(shù)、清潔技術(shù)、生化、醫(yī)藥、輕工、食品、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)保、電子、紡織、冶金、能源、航天、重工等行業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。　　據(jù)Mcilvaine公司最新出版的《世界反滲透、超濾和微濾市場》研究，全球錯流膜設(shè)備和膜的銷售額從2004年的63億美元增長至2007年的84億美元，而全世界膜組件成套設(shè)備和膜工程的市場則已達(dá)到數(shù)百億美元，而且每年還以13％的幅度遞增，其中僅用于海水淡化的增長就占總額的三分之一。膜技術(shù)不僅自身形成了每年約百億美元的產(chǎn)值，而且有力地促進(jìn)了社會、經(jīng)濟及科技的發(fā)展。就膜市場的構(gòu)成而言，歐、美、日等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)在膜分離領(lǐng)域占有領(lǐng)先地位?！　∥覈鴱氖履げ牧?、膜組件、膜與水處理工程的企業(yè)大約有600多家，其中生產(chǎn)型企業(yè)10家左右，具有一定規(guī)模的工程公司20多家，以民營企業(yè)和股份制企業(yè)居多。與國外膜工業(yè)相比，我國膜工業(yè)呈現(xiàn)出技術(shù)水平低、膜品種少、產(chǎn)業(yè)規(guī)模小、應(yīng)用領(lǐng)域窄、行業(yè)管理薄弱等缺點。目前，國內(nèi)膜市場主要被美國陶氏化學(xué)、科氏、海得能、日東電工、日本旭化成以及日本東麗等國外公司產(chǎn)品所瓜分。2005年國內(nèi)膜市場高達(dá)100億元，但國內(nèi)企業(yè)僅占到市場份額的2％左右，估計2009年這一市場可以達(dá)到140億元。反滲透和納濾占膜市場的半壁江山，其次是超濾和微濾膜。目前，國內(nèi)市場超濾膜、微濾膜已經(jīng)可以逐漸替代進(jìn)口，主要用于三大領(lǐng)域：海水淡化、污水再生利用以及凈化水。

內(nèi)容概要

本書是根據(jù)國內(nèi)外膜分離方面的專著及編者在華東理工大學(xué)“膜科學(xué)技術(shù)”本科課程教學(xué)與科研過程中的經(jīng)驗編寫而成的。本書重視基本原理，表達(dá)力求準(zhǔn)確，且注重對實際應(yīng)用與過程理念的培養(yǎng)。在內(nèi)容上重點闡述了膜分離技術(shù)基本原理，并簡明扼要地介紹了多種膜過程的應(yīng)用。全書內(nèi)容主要包括：緒論、膜制備技術(shù)、微濾、超濾、納濾、反滲透、離子交換膜、電滲析、滲析、液膜分離、氣體分離膜、滲透汽化、膜反應(yīng)器、親和膜分離、智能膜、膜耦合技術(shù)。    本書可作為化工相關(guān)專業(yè)本科及研究生教材，也可作為相關(guān)科研人員的參考用書。

書籍目錄

第1章　緒論　本章要求　1.1  引言　1.2　膜的定義、膜分離的概念　1.3　膜的分類　1.4　膜分離技術(shù)的發(fā)展歷史　習(xí)題　參考文獻(xiàn)第2章　膜制備技術(shù)　本章要求　2.1  引言　2.2　膜材料　2.3　膜的制備方法　2.4　高分子膜的制備　2.5　無機膜的制備　2.6　膜性能指標(biāo)　2.7　膜組件　2.8　膜污染　習(xí)題　參考文獻(xiàn)第3章　微濾　本章要求　3.1　概述　3.2　微濾分離機理　3.3　微濾過程的特點　3.4　微濾膜的形態(tài)結(jié)構(gòu)　3.5　微濾膜材料　3.6　高分子微濾膜的制備　3.7　無機微濾膜的制備　3.8　微濾過程傳質(zhì)模型　3.9　微濾過程設(shè)計　3.10　微濾膜性能指標(biāo)　3.11　微濾膜污染　3.12　微濾技術(shù)的用途　習(xí)題　參考文獻(xiàn)第4章　超濾　本章要求　4.1　概述　4.2　超濾分離機理　4.3　超濾過程的特點　4.4　超濾膜的形態(tài)結(jié)構(gòu)　4.5　超濾膜材料　4.6　超濾膜的制備　4.7　超濾過程傳質(zhì)模型　4.8　超濾過程設(shè)計　4.9　超濾膜性能指標(biāo)　4.10　超濾膜污染　4.11　超濾技術(shù)的用途　習(xí)題　參考文獻(xiàn)第5章  納濾　本章要求　5.1  概述　5.2　納濾過程的特點　5.3　納濾過程的分離特性　5.4　納濾膜的分類　5.5　納濾分離機理　5.6　納濾膜的形態(tài)結(jié)構(gòu)　5.7　納濾膜材料　5.8　納濾膜的制備　5.9　納濾過程設(shè)計　5.10　納濾膜性能指標(biāo)　5.11　納濾膜污染及其防治　5.12　納濾技術(shù)的用途　習(xí)題　參考文獻(xiàn)第6章　反滲透　本章要求　6.1  概述　6.2　反滲透過程的基本原理　6.3　反滲透過程的特點　6.4　反滲透過程的分離特性　6.5　反滲透過程數(shù)學(xué)模型　6.6　反滲透膜的分類　6.7　反滲透膜材料　……第7章　離子交換膜第8章　電滲析第9章　滲析第10章　液膜分離第11章　氣體分離膜第12章　滲透汽化第13章　膜反應(yīng)器第14章　親和膜分離第15章　智能膜第16章　膜耦合技術(shù)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章　緒論　　1.1　引言　　1.1.1　膜分離技術(shù)的重要性　　膜分離技術(shù)是一門系統(tǒng)科學(xué)，它集成了高分子材料科學(xué)、物理化學(xué)、有機合成、化工分離、生物化工、化工機械等多個學(xué)科的科學(xué)知識，是一門多學(xué)科交叉的科學(xué)?！　∧し蛛x技術(shù)作為分離、濃縮、提純及凈化技術(shù)，具有分離效率高、操作方便、設(shè)備緊湊、工作環(huán)境安全、節(jié)能等優(yōu)點，和其他傳統(tǒng)分離技術(shù)相比，具有無可比擬的優(yōu)勢。特別是它在節(jié)能、環(huán)境保護(hù)以及水資源的再生利用方面的突出表現(xiàn)，使人們對膜技術(shù)的發(fā)展前景刮目相看?！　∧し蛛x技術(shù)的發(fā)展得到了世界各國政府和科學(xué)家的高度重視。1987年在日本東京召開的國際膜與膜過程會議上，科學(xué)家曾將“21世紀(jì)的多數(shù)工業(yè)中膜過程所扮演的戰(zhàn)略角色”列為專題進(jìn)行深入討論，認(rèn)為膜技術(shù)將是20世紀(jì)末到21世紀(jì)中期最有發(fā)展前途的高新技術(shù)之一。有關(guān)機構(gòu)指出：膜技術(shù)與光纖、超導(dǎo)等技術(shù)將成為主導(dǎo)未來工業(yè)的六大高新技術(shù)之一。美國官方文件在提到膜分離技術(shù)的重要性時說，“18世紀(jì)電器改變了整個工業(yè)過程，而20世紀(jì)膜技術(shù)改變了整個世界?！敝拿兰A裔科學(xué)家黎念之也曾提出：“誰掌握了膜技術(shù)，誰就掌握了化學(xué)工業(yè)的未來”?！　∧し蛛x技術(shù)已經(jīng)在海水淡化、污水處理、石油化工、節(jié)能技術(shù)、清潔技術(shù)、生化、醫(yī)藥、食品、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)保、電子、紡織、冶金、能源、航天等行業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。市政和工業(yè)用膜生物反應(yīng)器也呈現(xiàn)出快速增長的態(tài)勢，平均每年增長15％以上?！　　?/pre>








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