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编辑推荐

适读人群 ：本书可供从事膜分离技术研究、生产和工程应用的科技人员阅读，也可供大专院校相关专业师生参考。
1.本书是“十三五”国家重点图书、国家科学技术学术著作出版基金资助出版项目。
2.本书作者都是我国膜科学技术领域内的知名专家和学者，其中有院士、教授，不少是新一代的学术带头人。书中融入了作者们多年来承担国家及部委研究计划所进行的科研工作的结晶，内容渗透着这些科学家多年的研究成果和汗水。读者可以从书中了解到我国在这一领域所取得的创新性研究成果及丰富的工程实践。

内容简介

《膜分离》重点介绍了我国膜分离领域的新研究、应用成果及产业化状况，展示了现代膜分离技术的主要进展。书中针对微滤、超滤、纳滤、反渗透、气体分离、渗透蒸发、膜蒸馏等成熟的膜分离过程，讲解了其分离原理与特点、膜的结构与性能、膜材料与膜制备方法、膜产品与膜工艺等，总结了这些膜过程的工业应用领域及新进展，并列举了丰富的工程应用实例。同时还介绍了近年来新发展起来的膜过程，如膜生物反应器、燃料电池、储能电池、智能膜等新型膜技术。

作者简介

陈翠仙：教授，博士生导师，中国膜工业协会特聘专家，《膜科学与技术》杂志编委。近30年来致力于膜材料与膜分离科学研究，我国渗透汽化膜产业技术的开拓者和创始人之一。

内页插图

目录

第1章绪论
1.1引言001
1.2膜科学技术发展简史001
1.3膜006
1.3.1膜的定义006
1.3.2膜的功能006
1.3.3分离膜的分类007
1.3.4分离膜的结构008
1.3.5分离膜的性能表征011
1.3.6分离膜的制备方法011
1.4膜分离过程011
1.4.1膜分离过程特点011
1.4.2商品化的膜分离过程012
1.4.3发展中的膜分离过程012
1.4.4集成膜过程013
1.5分离膜材料013
1.5.1膜材料分类及特点013
1.5.2成膜高聚物材料的结构014
1.5.3用于有机混合物分离的高聚物膜材料选择与评价014
1.5.4常用的膜材料017
1.6膜技术的应用及展望018
1.6.1膜技术对全球经济可持续发展的影响018
1.6.2膜产业及膜市场概况020
1.6.321世纪的膜科学与技术展望023
参考文献024
第2章微滤
2.1微滤技术简介026
2.1.1微滤分离原理及特点026
2.1.2微滤膜结构及其表征、测定方法028
2.1.3膜性能评价指标033
2.2微滤膜材料及膜过滤器034
2.2.1微滤膜材料034
2.2.2微滤膜的制备方法034
2.2.3微滤膜过滤器041
2.2.4国内外微滤膜产品简介043
2.3微滤膜分离过程045
2.3.1操作方式045
2.3.2膜污染及控制047
2.4微滤技术的应用048
2.4.1微滤技术的应用领域及应用情况简介049
2.4.2微滤技术的工程应用实例050
参考文献055
第3章超滤
3.1超滤技术简介056
3.1.1超滤分离原理及特点056
3.1.2国内外技术发展简史057
3.1.3超滤膜的结构及其表征058
3.1.4膜性能评价指标058
3.2超滤膜及其组件060
3.2.1超滤膜材料060
3.2.2超滤膜的制备方法060
3.2.3超滤膜组件076
3.2.4国内外超滤膜产品简介081
3.3超滤膜分离过程084
3.3.1操作方式084
3.3.2超滤膜污染及其控制084
3.4超滤膜技术的应用093
3.4.1超滤技术的应用领域及应用情况简介093
3.4.2超滤技术的工程应用实例094
参考文献106
第4章纳滤
4.1纳滤技术简介114
4.1.1纳滤分离原理及特点114
4.1.2纳滤膜的结构及电学性能表征116
4.1.3纳滤膜分离性能评价指标118
4.2纳滤膜及组件119
4.2.1高分子复合纳滤膜119
4.2.2高分子非对称型纳滤膜122
4.2.3机纳滤膜123
4.2.4纳滤膜的表面修饰124
4.2.5纳滤膜组件125
4.2.6国内外纳滤膜组件产品简介126
4.3纳滤膜技术的应用128
4.3.1纳滤技术的应用领域及应用情况简介128
4.3.2纳滤技术的工程应用实例129
参考文献136
第5章反渗透
5.1反渗透技术简介141
5.1.1反渗透分离原理及特点141
5.1.2国内外技术发展简史143
5.1.3反渗透膜的结构及其表征143
5.1.4反渗透膜性能评价指标145
5.2反渗透膜及组件146
5.2.1反渗透复合膜146
5.2.2反渗透复合膜的制备方法148
5.2.3反渗透膜组件150
5.2.4国内外反渗透膜产品简介151
5.3反渗透膜过程152
5.3.1反渗透工艺过程设计152
5.3.2浓差极化156
5.3.3反渗透的工艺操作方式156
5.3.4反渗透法进行海水淡化的经济性158
5.4反渗透技术的应用161
5.4.1反渗透技术的应用领域及应用情况简介161
5.4.2反渗透技术的工程应用实例161
参考文献172
第6章气体分离
6.1气体分离技术简介176
6.1.1分离原理及特点176
6.1.2国内外技术发展简史177
6.1.3膜性能评价指标177
6.2气体分离膜及组件179
6.2.1气体分离膜179
6.2.2气体分离膜的制备方法182
6.2.3气体分离膜组件183
6.2.4国内外气体分离膜产品简介185
6.3气体分离技术的应用185
6.3.1气体分离技术的应用领域及应用情况简介185
6.3.2气体分离技术在我国的工程应用实例187
参考文献195
第7章渗透蒸发
7.1渗透蒸发技术简介199
7.1.1分离原理及特点199
7.1.2国内外技术发展简史203
7.1.3渗透蒸发膜材料的选择原则206
7.1.4渗透蒸发膜性能评价指标207
7.2渗透蒸发膜及膜组件209
7.2.1高分子膜209
7.2.2机膜216
7.2.3有机-机杂化膜218
7.2.4国内外渗透蒸发商品膜产品简介220
7.2.5渗透蒸发膜组件221
7.3渗透蒸发膜工艺流程及操作条件的确定224
7.3.1选择适合的渗透蒸发膜224
7.3.2选择工艺流程和操作方式225
7.3.3操作条件的确定230
7.3.4膜面积的确定232
7.4渗透蒸发技术的应用233
7.4.1有机溶剂脱水233
7.4.2水中脱除或回收有机物237
7.4.3有机混合物分离239
7.4.4FCC汽油脱硫239
7.4.5渗透蒸发和其他过程集成的应用240
7.5渗透蒸发在我国的工业应用实例241
7.5.1乙醇脱水制取水乙醇242
7.5.2异丙醇脱水243
7.5.3水叔丁醇生产245
7.5.4四氢呋喃脱水245
7.5.5甲苯脱水246
参考文献247
第8章膜蒸馏
8.1膜蒸馏技术简介263
8.1.1分离原理及特点263
8.1.2国内外技术发展简史264
8.1.3膜蒸馏过程的传质、传热265
8.2膜蒸馏用疏水性微孔膜266
8.2.1膜材料及膜的特性参数表征266
8.2.2疏水性微孔膜的制备及改性方法267
8.3膜蒸馏的操作方式及影响过程的因素268
8.3.1膜蒸馏的基本操作方式268
8.3.2与膜蒸馏相关的膜过程270
8.3.3影响膜蒸馏通量的因素271
8.3.4膜蒸馏应用研究要解决的技术问题276
8.3.5膜蒸馏的集成过程277
8.4膜蒸馏技术的应用279
8.4.1海水和苦咸水脱盐制备饮用水279
8.4.2化学物质的浓缩和回收280
8.4.3膜蒸馏-结晶用于回收结晶产物280
8.4.4溶液中挥发性溶质的脱除和回收281
8.4.5果汁、液体食品的浓缩282
8.4.6废水处理283
8.4.7水中机离子的去除283
参考文献284
第9章膜生物反应器
9.1膜生物反应器技术简介294
9.1.1膜生物反应器原理及特点294
9.1.2国内外技术发展简史295
9.1.3膜生物反应器的分类296
9.1.4膜生物反应器用膜的结构及其表征298
9.1.5膜性能评价指标299
9.2膜生物反应器用膜及膜组件300
9.2.1膜生物反应器对膜的结构及性能要求300
9.2.2MBR用膜的材料301
9.2.3膜生物反应器用膜组件和膜装置302
9.3膜生物反应器膜污染及其控制304
9.3.1膜材料及膜结构、性能对膜污染的影响304
9.3.2污泥混合液特征对膜污染的影响307
9.3.3操作条件对膜污染的影响307
9.3.4减轻和控制膜污染的方法309
9.4膜生物反应器的应用311
9.4.1MBR的应用领域及应用情况简介311
9.4.2膜生物反应器工程应用实例311
参考文献317
第10章燃料电池用质子交换膜
10.1燃料电池技术简介325
10.1.1燃料电池的工作原理326
10.1.2质子交换膜的主要性能评价指标327
10.2全氟磺酸质子交换膜331
10.2.1均质膜331
10.2.2增强复合膜335
10.2.3自增湿膜337
10.3非氟磺酸质子交换膜339
10.3.1均质膜339
10.3.2非氟质子交换膜材料的稳定性342
10.3.3增强复合膜345
10.3.4自增湿膜347
10.4高温质子交换膜347
10.4.1酸掺杂的聚苯并咪唑（PBI）膜348
10.4.2含氮杂环体系的质子交换膜350
10.4.3机质子交换膜350
参考文献352
第11章储能电池膜
11.1储能电池技术简介357
11.1.1储能电池的工作原理359
11.1.2储能电池膜的主要性能评价指标及其表征362
11.2全氟磺酸类改性膜366
11.2.1Nafion/聚合物共混膜366
11.2.2Nafion/机添加物杂化膜367
11.2.3Nafion表面改性368
11.3非全氟型质子传导膜370
11.4新型纳米尺度孔径多孔膜及其应用开发372
参考文献376
第12章智能膜
12.1智能膜技术简介381
12.2智能膜材料及其工作原理382
12.2.1温度响应型智能膜382
12.2.2pH响应型智能膜393
12.2.3光照响应型智能膜398
12.2.4葡萄糖浓度响应型智能膜398
12.2.5化学分子识别型智能膜400
12.3智能膜系统402
12.3.1智能平板膜402
12.3.2智能微囊膜402
12.4智能膜的应用411
12.4.1平板膜的应用实例411
12.4.2微囊膜的应用实例413
参考文献415
索引425

前言/序言

膜技术是一种新型高效的分离技术，是多学科交叉的产物，也是化学工程学科发展的新增长点。随着经济发展、社会进步和人民生活水平的提高，能源紧张、资源匮乏、环境污染等矛盾越来越突出，膜分离技术正是解决这些人类面临的重大问题的新技术。与传统的分离技术相比，由于它具有分离效率高、能耗低、操作方便、环境友好、便于与其他技术集成等优点，因此成为近20年来发展最为迅速的分离技术之一。
目前，膜分离技术的应用已涉及国民经济生产、科学研究以及国防建设等各领域，在我国被列为经济、社会可持续发展的高新技术之一。国家自“六五”到“十二五”期间，连续七个五年计划把膜分离技术作为重点、重大项目进行支持，如国家重点基金项目，国家重点基础研究发展计划（973）项目，国家攻关项目，国家高技术研究发展计划（863）项目及重大产业化专项等。这些项目的基础研究、产业化和工业应用示范等成果极大地推动了我国膜技术的发展及产业化应用。
本书旨在展示现代膜分离技术的新进展，突出介绍我国在这一领域的最新研究、应用成果及产业化状况。书中回顾了膜分离技术的发展历程，综述了膜技术的进展；论述了微滤、超滤、纳滤、反渗透、气体分离、渗透蒸发、膜蒸馏等成熟的膜过程，阐明了其过程的分离原理与特点，膜的结构与性能；介绍了膜材料、膜制备方法、膜产品及膜工艺等；总结了各种膜过程的工业应用领域及应用的最新进展，列举了丰富的工程应用实例。除此以外，还介绍了近几年来新发展起来的膜过程，如膜生物反应器、燃料电池、储能电池、智能膜等。
本书的作者都是我国膜科学技术领域内的知名专家和学者，其中有院士、教授，不少是新一代的学术带头人。他们大多数在膜科学技术各自的领域内已经辛勤耕耘了三四十个春秋，为推动我国膜科学技术的进步，促进科技成果的转化和膜产业的发展，做出了积极的贡献。因此，本书融入了作者多年来承担国家及部委研究计划所进行科研工作的结晶，内容渗透着这些专家多年来的研究成果和汗水。读者可以从书中了解到我国在这一领域所取得的创新性研究成果及丰富的工程实践。
本书撰写的过程中，力求兼顾内容的专业性、科学性、新颖性，突出其实用性。希望在传播和普及膜科学技术知识，促进分离学科的发展，膜分离技术与传统分离技术的耦合，加快化工分离技术的进步等方面起到积极的作用。
本书的写作人员分工如下：第1章孙本惠，第2、3章李建新，第4章张宇峰，第5章吴礼光，第6章秦振平，第7章陈翠仙，第8章吴庸烈、第9章徐又一，第10章衣宝廉，第11章王保国，第12章褚良银。陈翠仙对全书进行了统稿和修订，郭红霞和秦培勇对全书进行了核校。
这里要特别说明一下，在进行内容安排时，考虑到透析膜属于超滤分离的范围，为了避免内容上的重复，将透析拼入了超滤一章。
本书是一部具有特色的应用技术著作，可供从事化工分离、水处理、环境工程等专业的研究人员、大专院校师生、工程技术人员、工艺操作人员、工程设计及服务人员学习和参考。
由于参与撰写的人员较多，写作风格虽经整合，但仍难免有疏漏之处，各种膜过程介绍的内容和深度很难完全统一，不适之处敬请指教。
本书的出版得到我国膜生产及应用单位——膜工程公司的热情支持和帮助，是他们积极组织科技人员为本书提供资料、撰写工程应用实例，在此表示衷心的感谢。
感谢国家科学技术学术著作出版基金对本书出版的支持。
特别感谢为本书提供资料及工程实例的研究和工程技术人员（名单按姓氏笔画排序）：丁世州、王威、王建华、王新燕、江冠金、陈福泰、何水平、邹健、沈菊李、张云岭、张宝臣、张鹏霞、李娜、李贤辉、郑晓红、范益群、罗宗敏、林立刚、金焱、高建、徐徜徉、徐俊峰、郭文泰、陶元铸、奚韶锋、黄震宇、韩家心、韩宾兵、蓝星光、谭永文、翟建文、戴海平。

陈翠仙
2016年6月

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