Ion-Exchange Membrane Separation Processes, Volume 9

Ion-Exchange Membrane Separation Processes, Volume 9 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Elsevier Science Ltd
作者:H Strathmann
出品人:
页数:360
译者:
出版时间:2004-2
价格:226
装帧:HRD
isbn号码:9780444502360
丛书系列:
图书标签:
  • Ion exchange membranes
  • Membrane separation
  • Electrodialysis
  • Reverse electrodialysis
  • Pervaporation
  • Membrane distillation
  • Fuel cells
  • Water treatment
  • Desalination
  • Chemical engineering
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具体描述

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Today, membranes and membrane processes are used as efficient tools for the separation of liquid mixtures or gases in the chemical and biomedical industry, in water desalination and wastewater purification.

Despite the fact that various membrane processes, like reverse osmosis, are described in great detail in a number of books, processes involving ion-exchange membranes are only described in a fragmented way in scientific journals and patents; even though large industrial applications, like electrodialysis, have been around for over half a century. Therefore, this book is emphasizing on the most relevant aspects of ion-exchange membranes.

This book provides a comprehensive overview of ion-exchange membrane separation processes covering the fundamentals as well as recent developments of the different products and processes and their applications. The audience for this book is heterogeneous, as it includes plant managers and process engineers as well as research scientists and graduate students.

The separate chapters are based on different topics. The first chapter describes the relevant Electromembrane processes in a general overview. The second chapter explains thermodynamic and physicochemical fundamentals. The third chapter gives information about ion-exchange membrane preparation techniques, while the fourth and fifth chapter discusses the processes as unit operations giving examples for the design of specific plants.

1. First work on the principles and applications of electrodialysis and related separation processes.

2. Presently no other comprehensive work that can serve as both reference work and text book is available

3. Book is suited for teaching students and as source for detailed information

好的,这里有一份关于另一本图书的详细简介,该图书内容与《Ion-Exchange Membrane Separation Processes, Volume 9》无关。 --- 图书名称:《Advanced Catalysis for Sustainable Energy Applications》 第一部分:前言与核心主题 《Advanced Catalysis for Sustainable Energy Applications》深入探讨了在应对全球能源挑战和促进可持续发展背景下,催化科学与工程的最新进展。本书旨在为化学工程师、材料科学家以及从事可再生能源技术研发的专业人士提供一个全面且前沿的视角,聚焦于如何通过创新的催化剂设计和反应器系统,实现更高效、更清洁的能源转化路径。 本书的核心在于“可持续性”。在传统化石燃料资源日益枯竭、气候变化压力日益增大的今天,开发能够有效利用太阳能、生物质能以及碳捕获技术的催化体系显得尤为迫切。本书将催化过程置于整个能源生命周期的考量之中,强调从原料获取到最终能源产出的每一个环节都必须遵循环境友好和资源最大化的原则。 第二部分:关键技术领域与内容深度剖析 本书内容结构严谨,横跨多个关键领域,深度剖析了当前催化研究的热点方向。 第一章:光催化与电催化在水分解中的应用 本章聚焦于清洁氢气生产这一核心目标。详细阐述了半导体光催化剂(如$ ext{TiO}_2$及其改性体系)在模拟太阳光下水氧化还原反应中的机制与效率瓶颈。重点讨论了如何通过表面缺陷工程和异质结构建来优化载流子分离效率。 在电催化部分,本书深入研究了析氧反应(OER)和析氢反应(HER)的贵金属替代方案。详细分析了基于过渡金属氧化物、硫化物和磷化物的新型电催化剂的合成策略、电化学表征技术(如旋转圆盘电极RDE和原位X射线吸收光谱XAS),并对比了它们在碱性与酸性电解液中的性能差异。 第二章:生物质催化转化与平台化合物合成 生物质作为可再生碳源,其高效转化是实现碳中和目标的关键一环。本章详细介绍了将纤维素、半纤维素和木质素转化为高价值化学品和燃料的催化过程。 内容包括: 1. 糖类脱水反应催化剂: 专注于糠醛、羟甲基糠醛(HMF)的合成与选择性氧化。讨论了酸性沸石和负载型金属催化剂(如$ ext{Sn}/ ext{Beta}$沸石)的结构-活性关系。 2. 木质素解聚与芳烃化: 介绍了在温和条件下,使用双功能催化剂(如$ ext{Ru}/ ext{C}$与固体酸的组合)对木质素骨架进行选择性C-O键断裂的技术。 3. 催化蒸汽重整(CVR): 探讨了用于从生物质衍生沼气或合成气中制备高纯度氢气的镍基和贵金属催化剂的抗积碳性能优化。 第三章:碳捕集、转化与利用(CCU)的催化策略 本章将焦点放在二氧化碳这一温室气体上。本书将CCU视为一个“负排放技术”的基础,详细阐述了将$ ext{CO}_2$转化为甲醇、甲烷、或长链碳氢化合物的催化路径。 重点案例研究包括: $ ext{CO}_2$加氢制甲醇: 对比了传统$ ext{Cu}/ ext{ZnO}/ ext{Al}_2 ext{O}_3$体系与新型非均相催化剂(如铟基催化剂)的性能优势与稳定性。 $ ext{CO}_2$电化学还原($ ext{CO}_2 ext{RR}$): 深入分析了铜基、金基催化剂对多碳产物(如乙烯、乙醇)的选择性调控机制,以及如何通过调控电解液和电极形貌来引导反应路径。 第四章:反应器工程与催化剂的稳定性 优秀的催化剂必须能在实际工业条件下长期稳定运行。本章从工程角度探讨了催化过程的放大效应。 反应器设计: 比较了固定床、流化床和微通道反应器在处理高放热或高选择性要求的催化反应中的适用性。特别关注了微反应器技术在精细化学品和易失活体系中的优势。 催化剂失活分析: 提供了系统的失活诊断方法,包括烧结、积碳(Coking)、中毒(Poisoning)和结构重排。针对性地提出了催化剂的原位再生技术和热稳定性增强策略。 第三部分:先进表征技术与计算模拟 本书强调了现代催化研究中实验与理论相结合的重要性。 先进表征: 详细介绍了同步辐射技术(如PDF、XAFS)在解析活性位点结构上的不可替代性。同时,重点讲解了原位/在线谱学技术(如DRIFTS, Raman)如何实时捕捉催化循环中的瞬态物种,揭示反应机理。 计算催化: 阐述了密度泛函理论(DFT)在预测吸附能、过渡态能量和设计新型催化材料时的应用。通过量子化学计算来指导实验合成,极大地缩短了研发周期。本书展示了如何利用高通量虚拟筛选来快速评估数千种潜在催化剂的性能。 第四部分:总结与未来展望 全书最后总结了当前可持续能源催化领域面临的挑战,包括活性位点低成本化、长效稳定性和大规模工程化问题。展望部分指出了单原子催化剂(SACs)、MOFs/COFs催化剂以及人工智能辅助催化材料发现等前沿方向的巨大潜力。 本书内容严谨、逻辑清晰,理论深度与工程实践紧密结合,是理解和推动下一代清洁能源催化技术发展的权威参考资料。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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坦率地说,这本书的阅读门槛相当高,它不是那种可以轻松在通勤路上消磨时间的读物。它要求读者对化学热力学、电化学以及流体力学的基础概念有扎实的掌握。我在阅读一些关于扩散/迁移系数耦合模型的部分时,不得不频繁地停下来回顾大学时期的物理化学笔记。然而,正是这种挑战性,确保了其内容的权威性和深度。书中对膜分离过程中的能耗分析部分给我留下了深刻印象,它没有停留在理想化的最小能耗计算,而是深入剖析了由于浓差极化和欧姆电阻所导致的实际系统中的不可逆损失,并提出了针对性的优化策略,例如采用脉冲电场或动态清洗技术。这反映出作者团队对将理论转化为经济效益的工程实践有着深刻的理解。它迫使读者必须从更宏观的系统角度去审视每一个微观层面的选择,这种跨学科的视角整合是当前许多专业书籍所欠缺的。

评分☆☆☆☆☆

我曾尝试用这本书来解决一个关于海水淡化预处理中抗污染膜选择的实际问题。这本书的价值在于,它提供了一个多维度的评估框架,而不是简单的“A好于B”的结论。它详细阐述了膜材料的亲疏水性、表面电荷密度与有机物(如腐殖酸)吸附/沉积之间的非线性关系,并用大量的实验数据佐证了不同操作流速对界面传质阻力的动态影响。最让我受益匪浅的是关于膜清洗剂选择的章节,它不仅仅列举了酸碱清洗的常规方法,还引入了酶解清洗和超声波辅助清洗的潜力分析,并将这些方法与膜材料的结构完整性进行了关联评估,帮助我理解了过度清洗可能带来的潜在长期损害。总而言之,这本书成功地搭建起了一座连接基础科学研究与尖端工业应用的坚实桥梁,它对现有技术的审视是批判性的,对未来方向的展望是审慎而富有洞察力的。对于有志于在水资源、新能源或精细化工领域深耕的专业人士,它绝对是物超所值的投资。

评分☆☆☆☆☆

这本关于离子交换膜分离工艺的第九卷,给人的第一印象是它在技术深度上达到了一个令人敬畏的高度。我本来以为自己对膜分离技术已经有了一个相对全面的了解,毕竟在水处理和电化学领域摸爬滚打这么多年,但这本书的内容让我深切感受到了知识的海洋的浩瀚。它不仅仅停留在对基础膜材料特性的罗列上,而是深入到了电场、浓度梯度与离子迁移动力学之间那些错综复杂的耦合关系。作者在描述多孔膜结构对渗透选择性的影响时,那种细腻的描述几乎让人能“看”到水分子和特定离子在膜孔道内穿梭时的概率分布。尤其是在涉及高盐溶液处理和能源回收应用的部分,书中对膜污染机理的剖析极其透彻,甚至细致到了纳米尺度的表面电荷相互作用,这对于实际工程设计中如何优化操作参数、延长膜组件寿命具有不可替代的指导意义。我特别欣赏书中将理论模型与实际操作条件进行关联的尝试,这使得晦涩的物理化学原理不再是空中楼阁,而是真正能够指导工程师解决棘手问题的工具。对于任何想在离子交换膜领域实现技术突破的研究人员而言,这本书无疑是案头的必备参考。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的过程中,我最大的感受是它提供了一种近乎“百科全书式”的广度和前瞻性。它没有仅仅局限于传统的电渗析或者反渗透技术,而是花了大量篇幅讨论了新兴的、高附加值的应用场景,比如燃料电池中的质子交换膜的长期稳定性研究,以及在生物制药领域中利用离子交换膜进行小分子分离纯化的精细化过程控制。书中对不同类型的离子交换膜——从全交换膜到混合基质膜,再到新兴的纳米复合膜——的制备工艺进行了详尽的对比分析,这为材料科学家选择最优体系提供了坚实的基准。我特别关注了其中关于膜电位计算的章节,它结合了Kedem-Katchalsky方程的修正版本,考虑了更复杂的非理想流体行为,这在处理实际工业废水这种复杂多组分体系时显得尤为重要。这种对技术演进路线的清晰脉络梳理,让初入此领域的人也能迅速把握住行业的核心痛点和未来发展方向,避免在已有的技术陷阱中重复劳动。

评分☆☆☆☆☆

这本书的写作风格是极其严谨且逻辑性极强的,但同时又带着一种对科学探索近乎偏执的求真精神。章节之间的衔接自然流畅,每一个技术点的引入都有明确的理论铺垫,绝无为堆砌公式而堆砌公式的痕迹。我发现,对于一些关键的性能指标,比如电导率与选择性的权衡,作者没有给出“标准答案”,而是通过大量案例数据展示了在不同应用目标下,操作者必须在哪些关键参数上做出取舍。这种引导读者进行批判性思考的方式,远比简单地告知“这样做是正确的”要高明得多。特别是在探讨膜材料在极端pH值或高温高压下的降解机制时,引用了大量的电镜分析和光谱数据,使得结论具有极强的说服力。对于那些需要撰写高水平研究报告或申请专利的技术人员来说,这本书提供的详实的数据支撑和严谨的论证结构,是提升报告质量的关键所在。它教会的不仅仅是分离的“术”,更是背后的“道”。

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