分离膜制备与应用

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出版者:第1版 (2004年2月1日)
作者:李旭祥
出品人:
页数:374
译者:
出版时间:2004-2
价格:50.0
装帧:平装
isbn号码:9787502551018
丛书系列:
图书标签:
  • 纺织品回用
  • 材料
  • 实验
  • 化学
  • 创新
  • 分离膜
  • 膜技术
  • 膜材料
  • 膜制备
  • 膜应用
  • 水处理
  • 气体分离
  • 化工分离
  • 生物医药
  • 环境工程
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具体描述

本书第1章为分离膜的基本概念,包括膜的定义、分类等。第2章介绍了各种膜分离过程的原理。第3章分别介绍了各种有机膜和无机膜的制备方法。第4章是膜分离在水资源、环境工程、生物工程、医学和医药工业、冶金工业、石油化工和化学工业中的应用及实例。第5章为膜污染防治和回收技术。第6章是膜的发展方向。全书各章之间既有相互联系和交叉渗透,又有相对独立性和完整性,可以分别阅读。

本书适合从事分离膜领域工作的工程技术人员阅读,参考。

《膜科学的奥秘:从基础原理到前沿探索》 本书旨在为读者深入揭示膜科学的迷人世界,从最基础的分子层面剖析膜的结构与功能,再逐步拓展至各类膜材料的制备方法、性能表征以及其在现代工业和科技领域中的广泛应用。我们希望通过这本书,能够帮助读者建立起对膜科学的系统性认识,激发对这一交叉学科领域的兴趣,并为进一步的学术研究或工程实践打下坚实基础。 第一部分:膜科学的基石 第一章 膜的分子构筑:结构、形态与界面 本章将从微观视角出发,详细阐述不同类型膜的分子结构特征。我们将探讨聚合物膜、无机膜、混合基质膜等的微观形貌,以及这些结构如何影响膜的孔隙率、孔径分布和表面性质。 重点关注膜材料的均相与非均相结构,以及宏观性能与微观结构之间的深刻联系。 界面化学在膜体系中的作用也将被详细讨论,包括疏水/亲水性、表面电荷以及吸附等现象。 第二章 物质跨膜传输的机制 本章是理解膜功能的核心。我们将深入分析物质在膜中的传输机理,包括扩散、渗透、对流、电迁移等基本过程。 针对不同类型的物质(如小分子、离子、大分子、微生物等),详细阐述其在不同驱动力(如浓度梯度、压力差、电势差、温度梯度等)下的跨膜行为。 我们将介绍扩散模型、流体动力学模型以及电化学模型等,为量化分析物质传输提供理论工具。 第三章 膜的性能评价:关键指标与表征技术 了解膜的性能是选择和优化膜过程的关键。本章将系统介绍评价膜性能的核心指标,如通量(flux)、截留率(rejection)、选择性(selectivity)、耐压性(pressure resistance)、抗污染性(fouling resistance)等。 同时,我们将详细介绍用于膜材料制备和性能表征的各种先进技术,包括扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)、气相吸附法(BET)、核磁共振(NMR)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、动态光散射(DLS)以及各种动态测试平台等。 第二部分:膜材料的创新与演进 第四章 聚合物膜的制备策略与结构调控 聚合物膜因其易加工性和可调控性,在膜技术中占据主导地位。本章将聚焦于各类聚合物膜的制备方法,包括相转化法(如动力相分离、蒸发诱导相分离)、电纺丝法、自组装法等。 我们将深入探讨溶剂选择、添加剂影响、凝固浴条件等因素如何精细调控聚合物膜的微观结构和宏观性能。 新型高性能聚合物膜材料的设计理念与合成方法也将有所介绍。 第五章 无机膜的魅力:陶瓷、金属与碳材料 无机膜以其优异的热稳定性、化学稳定性和机械强度,在极端分离条件下展现出独特优势。本章将聚焦于陶瓷膜(如氧化铝、氧化硅、氧化锆)、金属膜(如不锈钢)以及碳基膜(如石墨烯、碳纳米管)的制备原理和性能特点。 我们将探讨诸如烧结法、溶胶-凝胶法、化学气相沉积(CVD)等无机膜的制备工艺。 无机膜在高温、腐蚀性介质中的应用潜力将是本章的重点。 第六章 复合膜与混合基质膜:整合优势,突破极限 为了克服单一材料的局限性,复合膜和混合基质膜应运而生。本章将深入分析不同类型复合膜的结构设计,如Skin/支持层结构、嵌入式功能层等。 混合基质膜(Mixed Matrix Membranes, M MMs)的概念与构建策略是本章的另一重点,我们将讨论如何将无机填料(如沸石、MOFs、纳米粒子)分散到聚合物基体中,以协同提升分离性能。 这些新型膜材料在提高选择性和通量方面所展现出的巨大潜力将被详细阐述。 第三部分:膜技术在现代科技与工业中的应用 第七章 水处理与资源回收:净水、脱盐与环境保护 膜技术在解决全球水资源危机中发挥着不可替代的作用。本章将系统介绍膜在饮用水净化、海水淡化(反渗透、纳滤)、污水处理与回用、工业废水深度净化等方面的应用。 我们将探讨各种膜过程(如微滤、超滤、纳滤、反渗透)在不同水处理场景下的选择性与效率。 此外,膜技术在重金属离子去除、污染物降解、以及从废水中回收有价物质(如稀土、贵金属)等方面的应用也将被深入剖析。 第八章 气体分离与能源领域:高效提纯与储能 膜在气体分离领域具有高效、低能耗的优势。本章将聚焦于膜在空气分离(制氧、制氮)、天然气净化(脱硫、脱二氧化碳)、氢气纯化、以及同位素分离等方面的应用。 我们将讨论不同气体膜材料(如聚合物膜、无机膜、混合基质膜)在这些特定气体分离任务中的性能表现。 此外,膜在燃料电池(如质子交换膜燃料电池)、锂离子电池隔膜以及储氢技术等能源相关领域的应用也将有所介绍。 第九章 生物医药与食品工业:精密分离与高效生产 膜技术在生物医药和食品工业中扮演着至关重要的角色。本章将详细介绍膜在蛋白质纯化、病毒过滤、药物递送、血液透析、疫苗生产等生物医药过程中的应用。 在食品工业方面,膜技术被广泛应用于牛奶浓缩、果汁澄清、啤酒过滤、乳清蛋白提取、以及风味物质的保留等方面。 我们将重点关注膜在提高产品纯度、延长保质期、降低生产成本以及确保产品质量方面的贡献。 第十章 膜技术的未来展望:挑战与机遇 本章将对膜科学与技术的发展趋势进行前瞻性分析。我们将讨论膜在响应式分离、智能膜、仿生膜、以及与人工智能(AI)和大数据结合等前沿领域的探索。 膜抗污染性、长期稳定性、能耗优化以及大规模生产成本的降低等关键挑战也将被深入探讨。 本书最后将对膜技术在可持续发展、循环经济以及解决未来全球性问题中所能发挥的作用进行总结和展望,鼓励读者积极投身于膜科学的创新研究。 通过阅读本书,读者不仅能掌握膜科学的基础理论知识,更能洞悉膜材料的最新进展及其在解决现实世界问题中的无限潜能。

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读后感

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用户评价

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我是一个在水处理行业摸爬滚打了十几年的老工程师,手上处理过各种复杂水质的分离难题,坦率地说,市面上很多关于膜技术的书籍,要么过于侧重基础物理化学的推导,要么就是一味地介绍最新的专利技术,对实际工程应用中的“痛点”关注不够。而这本书,给我带来了耳目一新的感觉。它在深入探讨膜材料选择和制备工艺的同时,并没有回避实际操作中常见的膜污染、清洗维护这些头疼的问题。我印象最深的是关于“动态膜”和“仿生膜”的章节,里面的分析非常到位,它没有盲目鼓吹这些前沿技术,而是非常理性地指出了它们在工业放大过程中可能遇到的能耗、稳定性挑战。尤其是它对不同膜材料在面对高浊度、高有机物负荷水体时的抗污染性能对比分析,数据详实,逻辑严谨,这对于我们工程师进行技术选型至关重要。这本书的行文风格非常务实,不尚空谈,每一部分都像是经过了无数次实验和工程验证的总结。它更像是一位经验丰富的前辈,在跟你促膝长谈,分享多年积累下来的“真知灼见”,而不是一本冷冰冰的教科书。读完这本书,我感觉自己的“工具箱”里又多了几件趁手的“利器”,对于优化现有工艺流程和评估新技术引入的可行性,都有了更坚实的依据。

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我是一名化学工程专业的本科生,选这本《分离膜制备与应用》作为专业课的拓展阅读材料,一开始还有点担心内容太硬核,怕自己理解不了复杂的数学模型和反应动力学。然而,这本书的结构设计出乎意料地人性化。它在介绍核心概念时,总是先从一个具体的分离需求入手,比如“如何高效地从发酵液中回收目标蛋白”,然后才引出实现这一目标所需的最优膜类型和制备方法。这种“问题导向”的叙事方式,极大地激发了我的学习兴趣。特别是书中对**膜组件的工程化设计**那一部分,介绍了卷式、管式、中空纤维等不同组件的优缺点和适用条件,这让我意识到,膜技术不仅仅是实验室里制备出一张薄膜那么简单,如何将这些薄膜高效地集成到反应器中以实现工业规模的稳定运行,同样是一门大学问。书中对不同组件的流体力学分析虽然深入,但作者非常巧妙地穿插了流程图和结构示意图,即使是对流体力学不甚精通的读者也能大致理解其背后的设计逻辑。这本书成功地架起了基础理论与工程实践之间的桥梁,让我对未来的专业学习方向有了更明确的认识。

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这本书的出版时间虽然不算最新,但其对基础原理的阐述却展现出一种超越时效性的经典价值。我特别关注的是书中对**膜污染机理的分类和应对策略**这一部分的论述。在过去的几年里,膜污染的研究热点似乎总是在追逐最新的材料表面改性技术,但这本书却回归到了污染的本质——物理吸附、化学反应、生物膜的形成,并对每种机理下的特征信号和诊断方法进行了细致的对比。它详尽地描述了如何通过zeta电位、表面粗糙度和官能团密度这些基本参数来预测膜在特定介质中的行为。对于那些希望从根本上解决膜寿命和运行稳定性的研究人员来说,这种回归基础、强调第一性原理的分析方法显得尤为宝贵。它没有过度渲染那些短期内难以实现商业化的“概念性”膜材料,而是聚焦于如何通过优化现有成熟工艺的参数控制和操作规程来最大化膜的价值。读罢此书,我感觉自己对膜系统故障排除的信心大增,因为它提供了一套系统化的诊断和解决问题的思维框架,而不是简单的“套用公式”。

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这本书的学术深度和广度简直令人叹为观止。我主要研究方向是生物分离和药物纯化,对于膜在生命科学领域的应用一直非常关注。这本书对传统的有机物分离膜的介绍固然详尽,但更令我眼前一亮的是它对**高选择性膜**和**特种功能膜**的论述。它花了大量篇幅去解析例如气体分离膜的微观孔道设计如何影响渗透性和选择性的平衡(Maxwell方程的应用与局限性),以及如何利用聚合物的化学修饰来引入特定的识别位点,从而实现对特定小分子或离子的高效分离。这种从宏观性能到微观分子间相互作用的层层递进的分析方法,对于我们进行前沿基础研究的人员来说,提供了极大的启发。书中对膜制备过程中**相分离理论**的阐述非常精妙,不同沉淀剂和溶剂体系的选择如何决定最终膜的形貌和通量,作者的推导过程清晰流畅,让人能够清晰地看到“设计意图”是如何转化为“结构实现”的。这本书绝不仅仅是停留在应用层面,它深入到了材料化学和物理化学的交叉点,是高阶研究者案头必备的参考书,每次翻阅都能从中汲取新的研究灵感。

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这本《分离膜制备与应用》的书,对于我这个刚踏入材料科学领域的新手来说,简直就是一本打开新世界大门的钥匙。我记得刚开始接触到膜技术的时候,那种感觉就像面对一座知识的迷宫,各种原理、材料和工艺交织在一起,让人眼花缭乱。这本书的厉害之处在于,它并没有直接陷入那些晦涩难懂的专业术语,而是用一种非常直观和系统的方式,把从最基础的膜的结构、分离机理,到不同类型的膜(比如反渗透、超滤、纳滤)的制备过程和应用场景,都讲得清清楚楚。尤其是关于膜的表面改性和孔径调控那几章,作者似乎真的理解我们这些初学者在理解复杂微观结构时的困难,用了很多生动的比喻和图示来辅助说明,让我对“有效分离层”的概念有了非常深刻的认识。我特别喜欢它在介绍不同分离工艺时,总是会穿插一些经典的工业案例,这使得理论知识不再是空中楼阁,而是真正能解决实际问题的工具。读完后,我感觉自己对整个膜技术领域有了一个全局的把握,不再是碎片化的知识点堆砌,而是一张清晰的知识网络。可以说,这本书是入门者构建坚实理论基础的绝佳选择,它不仅仅是告诉你“是什么”,更重要的是告诉你“为什么”和“怎么做”。

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