无机膜分离技术与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:化学工业

作者:徐南平

出品人:

页数:347

译者:

出版时间:2003-1

价格:28.00元

装帧:

isbn号码:9787502531270

丛书系列:

图书标签:

• 无机膜
• 技术
• 分离
• 专业书籍类
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• 环境工程

《无机膜分离技术与应用》—— 探索革新性分离过程的奥秘 在这信息爆炸、技术飞速迭代的时代，高效、环保的分离技术成为推动各行各业进步的关键。长期以来，传统的分离方法，如蒸馏、结晶、吸附等，在满足日益严苛的工业生产和环境保护需求方面，逐渐显露出其局限性。能源消耗高、效率低下、产生二次污染等问题，迫使科研人员和工程师们积极寻求更具颠覆性的解决方案。正是基于这样的背景，无机膜分离技术应运而生，并以前所未有的速度发展，逐渐在诸多领域展现出巨大的应用潜力和广阔的发展前景。 本书《无机膜分离技术与应用》便致力于全面、深入地剖析这一前沿技术。它不仅仅是对现有知识体系的梳理和总结，更是对未来发展方向的探索和展望，旨在为读者提供一个系统、详实、易于理解的学习平台。本书的编写，凝聚了作者在相关领域多年的研究心得与实践经验，力求将抽象的理论知识与具体的工程应用紧密结合，帮助读者构建起对无机膜分离技术的完整认知。 第一篇：理论基础与核心原理 理解无机膜分离技术，首先需要扎实的理论基础。本书的开篇，将系统地介绍膜分离的基本概念和分类。我们将从宏观层面，阐述膜在物质传递过程中所扮演的角色，以及其与传统分离方法的本质区别。在此基础上，我们将深入探讨驱动膜分离过程的各种力学原理，包括压力驱动、浓度梯度驱动、电场驱动等，并分析不同驱动力对膜性能和分离效率的影响。 随后，本书将聚焦于构成无机膜的核心材料——无机陶瓷材料。我们将详细介绍各种常用无机膜材料的性质，如氧化铝、氧化钛、氧化锆、沸石、碳等，从它们的化学组成、晶体结构、孔隙特征、机械强度、热稳定性、化学稳定性等方面进行深入的剖析。读者将了解到不同材料在制备工艺、性能表现和适用范围上的差异，为后续选择合适的膜材料奠定基础。 孔隙结构是影响膜分离性能的关键因素。本书将投入大量篇幅，详细介绍无机膜的孔隙结构表征方法，包括孔径分布、比表面积、孔隙率、连通性等。我们将介绍各种先进的表征技术，如扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、氮气吸附-脱附法（BET）、孔径分析仪等，并解读这些表征数据所蕴含的信息，帮助读者理解微观结构如何决定宏观分离效果。 此外，本书还将深入探讨膜的制备工艺。我们将介绍主流的无机膜制备方法，例如： 相转化法 (Phase Inversion Process): 这是制备多孔陶瓷膜最常用的方法之一，通过控制溶剂、聚合物和添加剂的比例，以及凝固浴的条件，来调控膜的微观结构。 溶胶-凝胶法 (Sol-Gel Process): 这种方法适用于制备结构精密、孔径可控的陶瓷膜，通过水解和缩聚反应形成凝胶，再经过烧结得到致密的膜层。 静电纺丝法 (Electrospinning): 能够制备出纳米纤维结构的无机膜，具有高比表面积和优异的渗透性。 涂覆法 (Coating Method): 将高活性或特定功能的无机材料分散液涂覆在支撑体上，再进行烧结或热处理，制备功能性膜。 我们将详细阐述每种制备方法的原理、工艺流程、关键影响因素以及其优缺点，并展示不同制备方法所获得的典型膜结构及其性能。 第二篇：关键性能参数与表征 理解了无机膜的理论基础和制备工艺，接下来需要掌握评估和表征其性能的关键参数。本书将深入讲解膜分离过程中至关重要的几个性能指标： 截留率 (Rejection Rate): 指特定组分在膜分离过程中未能透过膜的百分比。我们将讨论影响截留率的因素，如分子量、电荷、溶解度、流体动力学直径等，并介绍常用的截留率测试方法。 渗透通量 (Permeation Flux): 单位时间内透过单位膜面积的流体体积或质量，是衡量膜处理能力的重要指标。本书将分析影响渗透通量的因素，包括驱动压力、膜孔径、膜厚度、流体粘度、操作温度等，并探讨如何优化操作条件以提高通量。 选择性 (Selectivity): 指膜区分不同组分的能力。我们将从分子尺寸排阻、吸附-扩散机理、电荷排阻等方面，深入阐述无机膜实现选择性分离的机制。 抗污染性 (Fouling Resistance): 膜在实际应用中，易受截留物质的吸附、沉淀或堵塞，导致性能下降，称为膜污染。本书将详细介绍无机膜污染的类型（如有机物污染、无机物污染、生物污染）、污染机理，并着重探讨提高无机膜抗污染性的策略，包括表面改性、优化操作条件、原位清洗技术等。 化学稳定性与热稳定性 (Chemical and Thermal Stability): 无机膜因其本身材料特性，在极端pH、高温、强氧化或还原性介质等苛刻条件下仍能保持稳定的性能，这是其相较于有机膜的突出优势。本书将详细分析这些稳定性参数的意义，并提供相应的评估方法。 本书还将介绍一系列先进的膜性能测试设备和实验方法，帮助读者掌握如何科学地评价无机膜的分离性能，并进行横向比较。 第三篇：应用领域与案例分析 理论与性能的深入探讨，最终是为了指导实践应用。《无机膜分离技术与应用》的第三篇，将聚焦于无机膜在各个关键领域的实际应用。我们将精选多个具有代表性的应用案例，进行深入的分析和讲解。 水处理与废水回用: 这是无机膜分离技术最广泛的应用领域之一。本书将详细介绍无机膜在给水净化（如去除重金属、有机污染物、病原微生物）、工业废水处理（如电镀废水、造纸废水、纺织印染废水）、海水淡化、苦咸水脱盐等方面的应用。我们将重点分析不同类型无机膜（微滤、超滤、纳滤、反渗透）在这些场景下的优势和挑战，并展示具体的工艺流程和处理效果。 气体分离: 无机膜在气体分离领域也展现出巨大的潜力。本书将讨论无机膜在氢气提纯、氮气生产、二氧化碳捕集、天然气净化、溶剂回收等方面的应用。我们将重点介绍沸石膜、碳膜、金属有机框架 (MOF) 膜等在气体分离中的独特优势，并分析其分离机理和工程实践。 化学过程中的分离与提纯: 无机膜在精细化工、制药、食品工业等领域也扮演着越来越重要的角色。本书将探讨无机膜在催化反应器中的应用（膜反应器）、生物技术的发酵液分离、药物中间体的提纯、香精香料的浓缩、油脂的分离等方面。我们将分析其如何提高反应效率、产品收率和纯度，降低能耗和环境污染。 能源领域: 无机膜在燃料电池、电化学储能等能源技术中也发挥着关键作用。本书将介绍其在质子交换膜燃料电池、固体氧化物燃料电池等方面的应用，以及在电池隔膜、电解质膜等方面的研究进展。 在每个应用案例的分析中，本书将不仅介绍技术本身，还会结合实际的工程数据、经济效益分析和环境影响评估，让读者更直观地理解无机膜技术的实际价值。 第四篇：技术挑战与未来发展 尽管无机膜分离技术取得了显著的成就，但其发展仍然面临一些技术挑战。本书的最后一篇，将对这些挑战进行深入剖析，并展望未来的发展方向。 制备成本: 高效、高性能的无机膜制备过程往往工艺复杂，成本较高，限制了其大规模推广应用。本书将探讨降低制备成本的策略，如开发新型廉价材料、优化制备工艺、实现规模化生产等。 膜组件设计与集成: 将单个膜单元有效地集成到大型膜组件中，并与整个工艺流程进行优化匹配，是实现高效工业化应用的关键。我们将讨论不同类型的膜组件（如管式、板框式、卷式）的设计原理，以及如何实现多级串联、并联等高效集成方案。 长期稳定性与可靠性: 尽管无机膜具有优异的稳定性，但在长期运行过程中，仍然可能面临磨损、腐蚀、堵塞等问题，影响其使用寿命和可靠性。本书将探讨提高膜长期稳定性的方法，如改进材料性能、开发新型保护涂层、优化运行维护策略等。 智能监测与控制: 实时监测膜系统的运行状态，并进行智能化的控制，对于保障分离效率、延长膜寿命至关重要。本书将介绍相关技术，如在线传感器、大数据分析、人工智能等在膜分离过程中的应用。 新型无机膜材料的开发: 随着科学技术的进步，对分离性能有更高要求的应用场景不断涌现。本书将介绍新型无机膜材料的研究进展，如MOF膜、石墨烯膜、二维材料膜等，以及它们在超高选择性分离、低温分离等方面的潜在应用。 与其他技术的耦合: 将无机膜分离技术与吸附、催化、反应等其他技术进行耦合，有望实现协同效应，突破单一技术的局限性，创造出更高效、更经济的综合解决方案。 本书的结尾，将对无机膜分离技术的未来发展趋势进行预测，包括其在循环经济、可持续发展、能源转型等国家战略中的重要作用，以及对相关产业升级换代的影响。 《无机膜分离技术与应用》旨在成为一本集理论性、实践性、前瞻性于一体的权威参考书。无论您是高校的研究生、科研院所的科研人员、化工企业的工程师，还是对前沿分离技术感兴趣的读者，本书都将为您提供宝贵的知识和深刻的启示。它将带领您一同探索无机膜分离技术无限的可能性，为推动绿色化工、可持续发展贡献力量。

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初翻开这本书，我立即被其内容的广度和深度所震撼。它不像市面上很多同类书籍那样，仅仅停留在对基础理论的重复介绍，而是非常深入地探讨了当前领域内最前沿的研究热点和工程实践中的痛点。例如，在谈及膜材料的改性和孔隙结构调控时，作者并未简单罗列现有的方法，而是细致地剖析了不同制备工艺对膜性能的微观影响机制，并且穿插了大量最新的文献引用作为佐证。这种详实的数据支撑和理论推导的严密性，让我在阅读过程中不得不时常停下来思考，并与我过去接触的知识体系进行比对和整合。对于我这个在行业内工作了一段时间的工程师来说，书中关于特定分离过程的优化策略和故障诊断部分，提供了许多启发性的思路，这些内容往往是课堂教学或者标准手册里难以寻获的“实战经验”，极具参考价值。

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这本书的行文风格非常独特，它在保持高度学术严谨性的同时，又巧妙地融入了一种娓娓道来的叙事感。作者在构建理论体系时，逻辑层次极其分明，仿佛是带着读者一步步搭建起一座复杂的知识高塔，从宏观的宏观现象入手，逐步深入到微观的分子间作用力层面。不同章节之间的过渡非常自然流畅，每一个新概念的引入都有清晰的铺垫，使得读者的思维可以持续保持在“学习模式”中，而不是经常因为概念跳跃而感到困惑。尤其值得称赞的是，作者在处理一些争议性或尚无定论的研究方向时，表现出了极高的客观性，他不仅呈现了主流观点，也兼顾了次要但有潜力的探索路径，这种平衡的视角极大地拓宽了我的知识视野，避免了陷入单一技术路线的局限性思维。

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这本书的装帧设计给我留下了非常深刻的印象，封面设计得既现代又专业，那种深沉的蓝色调和简洁的线条布局，立刻就传达出一种严谨、前沿的学术气息。内页的纸张质量也相当出色，触感温润，长时间阅读下来眼睛不会感到明显的疲劳。我尤其欣赏出版社在排版上花费的心思，图表的清晰度和公式的规范性都达到了非常高的水准。那些复杂的示意图和实验流程图，通过精细的插画和恰当的留白处理，使得原本晦涩难懂的原理变得直观易懂。即使是那些涉及复杂截面结构和流体动力学分析的部分，书籍的视觉呈现也让人感到舒适，而不是面对一堆密密麻麻文字的压迫感。从一个读者的角度来说，一本技术专著的阅读体验很大程度上取决于其物理呈现，而这本在硬件和软件（排版设计）上都做得非常到位，让人在捧读时就充满了探索的期待感。它不仅仅是一本工具书，更像是一件值得收藏的学术精品。

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坦率地说，这本书的深度足以让初学者感到挑战，但对于有一定背景知识的专业人士而言，它更像是一面映照自身知识盲区的镜子。在阅读过程中，我发现自己对某些高级数学模型和非平衡态热力学在膜传质过程中的应用理解得不够透彻，这本书毫不避讳地引入了这些高阶内容，并给出了清晰的推导路径，这迫使我必须回头去复习那些被我忽略已久的数学基础。这种“被驱动去学习”的感觉非常宝贵，它打破了知识的舒适区。书中的部分内容更像是面向未来研究方向的“前瞻报告”，它提出的挑战和未来发展方向，无疑会成为指导未来几年内研发工作的关键参考点。它不仅传授了现有知识，更重要的是点燃了继续探索未知的火焰。

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我尝试对比了手头几本同主题的旧版参考书，这本书在“应用”部分的更新力度是压倒性的优势。它没有沉湎于已被广泛应用的技术，而是重点突出了近五年来新兴的、具有颠覆性潜力的应用场景。比如，它详尽地阐述了如何将先进的膜技术集成到复杂的化工流程中去实现能源效率的最大化，而不是仅仅孤立地讨论膜组件本身的性能指标。书中对于不同工业领域——从水处理到气体分离，再到生物医药提纯——的案例分析，都配有详细的流程图和经济性评估模型。这些内容对于那些需要将理论知识转化为实际生产力的技术人员来说，简直是如获至宝，它提供的不只是“是什么”，更重要的是“该怎么做”以及“做出来的效果如何”的全面解答。

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南京工业大学的膜做的也很不错啊。大连理工大学做膜做的这么好，就不能学学人家出一本专著么？！

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