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第1章 概论1

1.1膜分离技术特点1

1.2分离膜材料的发展历史与现状2

1.3膜材料在当代经济发展中的战略地位2

1.4高分子分离膜材料的分类6

1.4.1纤维素衍生物类7

1.4.2聚砜类8

1.4.3聚酰胺类9

1.4.4聚酰亚胺类9

1.4.5聚酯类10

1.4.6聚烯烃类10

1.4.7乙烯类聚合物11

1.4.8含硅聚合物12

1.4.9含氟聚合物13

1.4.10甲壳素类13

1.5高分子膜材料的研究现状与发展趋势14

1.5.1膜材料制备过程中的物理问题与化学问题以及膜结构的控制15

1.5.2膜材料表面改性的新方法16

1.5.3膜材料制备的新技术17

1.5.4功能性分离膜新材料及其器件17

参考文献17

第2章 高分子膜材料的制备方法与结构控制19

2.1浸没沉淀相转化法19

2.1.1浸没沉淀制膜工艺19

2.1.2无定形聚合物浸没沉淀相转化法成膜机理22

2.1.3结晶性聚合物浸没沉淀相转化法制膜42

2.1.4膜结构形态50

2.1.5膜孔结构的控制58

2.1.6浸没沉淀相转化法制膜小节72

2.2应力场下熔融挤出－拉伸制备聚烯烃微孔膜73

2.2.1前言73

2.2.2微孔膜研究的理论基础74

2.2.3微孔膜的成孔原理及工艺84

2.2.4聚烯烃微孔膜的产品实例85

2.3热诱导相分离法（TIPS）制备聚合物微孔膜87

2.3.1概述87

2.3.2 TIPS法制备微孔膜的特点87

2.3.4 TIPS法制备微孔膜的原理88

2.3.3 TIPS制备微孔膜的步骤88

2.3.5 TIPS法制备微孔膜的研究进展93

2.3.6结语96

2.4聚合物／无机支撑复合膜的制备技术进展97

2.4.1聚合物溶液沉淀相转化法97

2.4.2表面聚合法100

2.4.3部分热解法107

2.4.4总结与展望108

2.5高分子分离膜制备的新方法109

2.5.1高湿度诱导相分离制备微孔膜109

2.5.2超临界二氧化碳制备聚合物微孔膜119

2.5.3自组装制备分离膜136

参考文献144

3.1.1表面涂覆改性155

3.1表面物理改性155

第3章 高分子分离膜的表面改性155

3.1.2表面吸附改性156

3.2表面化学改性156

3.2.1化学接枝法156

3.2.2表面光接枝聚合改性法157

3.2.3等离子体技术158

3.2.4电子束辐射接枝法159

3.3表面仿生改性160

3.3.1膜表面磷脂改性160

3.3.2膜表面糖基修饰改性166

3.3.3膜材料表面多肽接枝修饰167

3.4.1环境响应型分离膜168

3.4膜表面改性后的性质及其应用168

3.4.2生物相容性和抗蛋白质污染性172

3.4.3分子识别功能175

3.4.4酶及蛋白质等生物催化剂的固定化177

参考文献178

第4章 膜过程分析与膜组件的设计180

4.1膜内介质传递180

4.1.1唯象模型180

4.1.2机械模型183

4.1.3膜内介质传递理论的相互关系188

4.2膜表面的传递189

4.2.1浓差极化189

4.2.2凝胶层模型191

4.2.3膜污染192

4.3膜外部的传质193

4.4膜组件的结构设计196

4.4.1膜材料与膜组件196

4.4.2板框式膜组件与流程197

4.4.3卷式膜组件与流程199

4.4.4中空纤维膜组件与流程201

4.4.5管式膜组件的基本结构203

参考文献204

第5章 微滤膜与超滤膜206

5.1微滤膜与超滤膜及分离技术的基本原理206

5.1.1微滤膜与超滤膜的特点206

5.1.2微滤膜与超滤膜的分离机理209

5.2高分子微滤膜与超滤膜的结构表征和性能评价214

5.2.1高分子微滤膜和超滤膜的微孔形态及膜的对称性215

5.2.2孔径及其分布的表征216

5.2.3微孔膜孔隙率的表征222

5.2.4高分子微滤膜与超滤膜的性能与评价223

5.3微滤膜与超滤膜分离系统的流程与工艺225

5.3.1微孔膜分离的基本流程与膜污染225

5.3.2微孔膜分离过程模型分析228

5.4高分子微滤膜与超滤膜的应用234

5.4.1微滤膜分离技术在液／固分离方面的应用234

5.4.2疏水性微孔膜反应器236

5.4.3微滤膜在电池隔膜中的应用239

5.4.4微滤膜在医疗、医药上的应用242

5.4.5疏水性微孔膜在膜蒸馏方面的应用245

5.4.6超滤膜的应用250

参考文献251

5.4.7多孔膜作为复合膜支撑基膜的应用251

第6章 反渗透膜和纳滤膜254

6.1分离机理255

6.1.1优先吸附－毛细孔流理论255

6.1.2表面张力－孔流动理论257

6.1.3溶液－扩散理论258

6.1.4不完全的溶解扩散260

6.1.5不可逆热力学理论261

6.1.6唐南平衡理论模型261

6.1.7扩展的能斯特－普朗克理论262

6.2反渗透和纳滤膜的制备262

6.2.1历史回顾262

6.2.2膜材料263

6.2.3膜的制备工艺278

6.2.4膜的形成机理291

6.2.5典型膜296

6.3膜的结构与性能310

6.3.1膜的形态结构310

6.3.2膜孔径的测定与性能表征参数315

6.3.3膜的性能316

6.3.4膜的组器结构和特点321

6.4反渗透和纳滤膜的应用326

6.4.1海水与苦咸水淡化327

6.4.2纯水和超纯水的制备329

6.4.3废水处理331

6.4.4反渗透在食品加工和生物工程中的应用332

参考文献334

第7章 高分子气体分离膜339

7.1.1气体在膜孔中的传递过程340

7.1气体在聚合物中的传递340

7.1.2气体在聚合物致密层中的传递过程341

7.2高分子气体分离膜材料和性能348

7.2.1聚酰亚胺350

7.2.2聚炔烃353

7.2.3无机气体分离膜及材料355

7.3制备气体分离膜的方法359

7.4气体分离膜的应用363

7.4.1 H2的分离回收363

7.4.2 O2/N2分离膜366

7.4.3膜法脱湿367

7.4.4 CO2分离膜369

7.4.6有机蒸气的分离回收371

7.4.5从天然气中生产He371

参考文献372

第8章 渗透汽化膜375

8.1渗透汽化过程原理375

8.1.1渗透汽化原理375

8.1.2渗透汽化膜过程传质机理377

8.1.3渗透汽化膜分离的理论377

8.2渗透汽化分离体系和分离膜材料的选择381

8.2.1渗透汽化分离体系381

8.2.2渗透汽化膜材料的选择381

8.3分离有机混合物体系的膜材料383

8.3.1醇类／醚类体系分离膜383

8.3.3环己酮／环己醇／环己烷体系分离膜387

8.3.2芳烃／醇类体系分离膜387

8.3.4苯／环己烷体系分离膜388

8.3.5甲苯／辛烷体系分离膜394

8.3.6烯烃／烷烃体系分离膜395

8.3.7二甲苯异构体分离膜材料396

8.4有机溶剂脱水的膜材料（渗透汽化透水膜）398

8.4.1市售的高分子材料398

8.4.2改性的市售高分子材料399

8.4.3其他材料404

8.5水中微量有机物脱除的膜材料（渗透汽化有机物优先透过膜）405

8.5.1有机物优先透过膜主要应用领域405

8.5.2有机物分离体系种类406

8.5.3有机物优先透过的PV膜材料406

参考文献410

第9章 高分子离子交换膜及其应用416

9.1基本理论416

9.2离子交换膜的制备416

9.2.1异相膜的制备416

9.2.2半均相膜的制备417

9.2.3均相膜的制备417

9.3离子交换膜的结构和性能418

9.3.1离子交换膜的结构418

9.3.2离子交换膜的性能419

9.4离子交换膜的应用421

9.4.1电渗析技术423

9.4.2膜电解技术433

9.4.3渗析技术434

9.4.4电化学氧传感器的制造440

9.4.5高分子电解质型燃料电池441

9.4.6渗透汽化技术441

参考文献442

第10章 生物医用分离膜444

10.1高分子膜材料的生物相容性444

10.1.1生物相容性的概念445

10.1.2生物相容性分类445

10.1.3组织相容性446

10.1.4血液相容性447

10.2生物医用高分子膜材料448

10.3生物医用高分子膜材料的表面改性448

10.4.1膜式氧合器（人工肺）449

10.4膜材料在医疗中的应用449

10.4.2膜式人工肝456

参考文献467

附录469

一、国外主要的微孔膜和生产厂商469

二、国内主要的微孔膜系列产品生产厂商470

三、国外主要超滤膜及组器生产厂商和产品471

四、国内主要超滤膜及组器生产厂商和产品472

五、纳滤膜产品的分离特性473

六、反渗透膜产品的特性473

七、国内外生产气体分离膜的公司474

八、国外商品化离子交换膜475

九、国产商品化离子交换膜的性能480

十、国内外医用分离膜材料生产企业481