中空纖維膜製備方法與應用 肖長發 安樹林 劉振 等 著 9787122390981 【台灣高等教育出版社】

內容簡介
中空纖維膜作為重要的分離膜材料，相關技術發展迅速，已成為水處理領域深受關注的核心技術。本書充分反映了中空纖維膜分離技術領域的前沿和焦點問題，主要介紹了中空纖維膜的基本理論、製備方法及其應用，包括溶液相轉化法、熔融紡絲-拉伸法、熱致相分離法、熔融紡絲-拉伸界面致孔法、聚四氟乙烯中空纖維膜、中空纖維複合膜、纖維增強型中空纖維膜、中空纖維反滲透膜、無機中空纖維膜等，還重點闡述了中空纖維膜結構與性能關係等內容。
本書以作者多年工作積累與實踐經驗為基礎，具有較強的理論性、科學性、系統性，兼具實用價值和獨創性。本書對纖維材料、材料科學與工程，以及化工、環境、水處理等領域的科研和工程技術人員有較強的借鑒與參考作用，同時也可作為高等院校相關專業的教學參考書。

作者簡介
無

目錄
第1章緒論 001
1 1引言001
1 1 1分離與分離膜001
1 1 2膜的結構與性能002
1 1 3膜的分類004
1 1 4膜的發展概況007
1 2中空纖維與中空纖維膜010
1 2 1中空纖維010
1 2 2中空纖維膜012
1 3膜的分離機理014
1 3 1滲透的類型014
1 3 2膜分離過程016
1 3 3膜內的基本傳質形式017
1 3 4膜的傳輸機理018
1 3 5濃差極化與膜污染021
1 4制膜原料023
1 4 1有機成膜聚合物024
1 4 2無機制膜原料033
1 5中空纖維膜製備方法039
1 5 1有機膜製備方法039
1 5 2無機膜製備方法053
1 6中空纖維膜結構與性能表徵057
1 6 1形態結構057
1 6 2分離性能065
1 6 3熱穩定性和化學穩定性066
1 6 4親 疏水性067
1 6 5力學性能067
參考文獻068
第2章溶液相轉化制膜方法 072
2 1引言072
2 2基本原理073
2 2 1熱力學描述073
2 2 2動力學描述074
2 3紡絲工藝特點076
2 3 1紡絲工藝076
2 3 2微孔結構的工藝控制077
2 4應用實例078
2 4 1聚偏氟乙烯中空纖維超濾膜078
2 4 2聚?中空纖維膜087
2 4 3聚醚?中空纖維膜091
2 4 4聚丙烯?中空纖維膜103
2 4 5聚氯乙烯中空纖維超濾膜108
2 5結論與展望115
參考文獻115
第3章熔融紡絲-拉伸制膜方法 118
3 1引言118
3 2基本原理118
3 3熔融紡絲-拉伸制膜工藝 120
3 4應用示例122
3 4 1聚丙烯中空纖維膜122
3 4 2聚乙烯中空纖維膜131
3 5結論與展望139
參考文獻139
第4章熱致相分離制膜方法 141
4 1引言141
4 2基本原理142
4 2 1TIPS制膜方法簡介142
4 2 2聚合物與溶劑相容性理論基礎145
4 2 3熱力學基礎146
4 3應用示例151
4 3 1聚偏氟乙烯中空纖維膜151
4 3 2聚丙烯中空纖維膜158
4 3 3超高分子量聚乙烯中空纖維膜163
4 3 4含氟共聚物中空纖維膜183
4 4結論與展望191
參考文獻191
第5章熔融紡絲-拉伸界面致孔制膜方法 195
5 1引言195
5 2基本原理195
5 2 1界面195
5 2 2界面致孔196
5 3紡絲制膜工藝特點198
5 4應用示例199
5 4 1聚偏氟乙烯中空纖維膜199
5 4 2聚全氟乙丙烯中空纖維膜201
5 5結論與展望207
參考文獻208
第6章聚四氟乙烯中空纖維膜製備方法 209
6 1引言209
6 2基本原理209
6 3應用示例211
6 3 1凝膠紡絲-燒結法聚四氟乙烯中空纖維膜211
6 3 2糊料擠出-拉伸法聚四氟乙烯中空纖維膜214
6 3 3包纏法聚四氟乙烯中空纖維膜217
6 4結論與展望221
參考文獻222
第7章中空纖維複合膜製備方法 223
7 1引言223
7 2工藝技術特點223
7 2 1多孔基膜複合法223
7 2 2雙層共擠出複合制膜法224
7 2 3多孔基膜界面聚合法225
7 3應用示例226
7 3 1同質增強型聚偏氟乙烯中空纖維膜226
7 3 2同質增強型聚氯乙烯中空纖維膜237
7 3 3聚?胺中空纖維複合納濾膜254
7 4結論與展望259
參考文獻260
第8章纖維增強型中空纖維膜製備方法 262
8 1引言262
8 2基本原理262
8 3工藝技術特點263
8 3 1連續纖維增強型中空纖維膜263
8 3 2編織管(網)增強型中空纖維膜264
8 4應用示例267
8 4 1同質纖維增強型醋酸纖維素中空纖維膜267
8 4 2同質纖維增強型聚對苯二甲?對苯二胺中空纖維膜274
8 4 3同質纖維增強型聚間苯二甲?間苯二胺中空纖維膜277
8 4 4同質纖維增強型聚丙烯?中空纖維膜279
8 4 5異質纖維增強型聚偏氟乙烯中空纖維膜284
8 5結論與展望287
參考文獻287
第9章中空纖維反滲透膜製備方法 289
9 1引言289
9 1 1中空纖維反滲透膜發展概況291
9 1 2制膜原料292
9 2基本原理294
9 2 1相轉化法294
9 2 2界面聚合法295
9 2 3增塑紡絲法296
9 3紡絲制膜方法296
9 3 1相轉化法297
9 3 2界面聚合法297
9 3 3增塑紡絲法299
9 4應用示例302
9 4 1二醋酸纖維素中空纖維反滲透膜302
9 4 2界面聚合法中空纖維複合反滲透膜303
9 4 3加捻纖維束增強型三醋酸纖維素中空纖維反滲透膜304
9 5結論與展望306
參考文獻306
第10章無機中空纖維膜製備方法 310
10 1引言310
10 2基本原理311
10 2 1膜前驅體的製備311
10 2 2高溫燒結成膜312
10 3紡絲制膜方法314
10 3 1制膜材料選擇314
10 3 2鑄膜液配製315
10 3 3中空纖維膜前驅體製備316
10 3 4中空纖維膜燒結317
10 4應用示例319
10 4 1Al2O3中空纖維多孔膜319
10 4 2LSCF中空纖維透氧膜322
10 4 3金屬Ni中空纖維膜326
10 5結論與展望333
參考文獻333
附錄 336
附錄ⅠD試劑在中空纖維超濾膜測試中的應用336
附錄Ⅱ反滲透膜評價及儲存339
附錄Ⅲ緻密中空纖維膜氣密性測定343
參考文獻344

前言/序言
中空纖維膜是指毛細管狀、具有分離特性的功能纖維材料。與板式膜、管式膜等相比，中空纖維膜具有比表面積大、自支撐性好、膜組件裝填密度高、佔地面積小、分離過程能耗低以及不產生二次污染等特點，是一類重要的分離膜材料。為實現污水資源化和水環境治理，當前中空纖維膜分離技術發展迅速，已成為水處理領域深受關注的核心技術，同時在化工、醫藥、生物、食品、電子、能源等領域的應用範圍也不斷擴大，成為促進傳統產業升級和新興產業發展的重要技術手段，也為節能減排、清潔生產、提升系統效率等提供了有力的技術支撐。近年來，我國中空纖維膜市場規模穩步增長，其中水處理領域的中空纖維膜產值約佔 89 3%，中空纖維膜產能超過 1億平方米/年，從事中空纖維膜研發、設計、生產的企業近 200家。雖然我國已經成為中空纖維膜生產和應用大國，但製造技術、產品種類和質量水平等與發達國家相比仍有較大差距。本書的編寫，旨在促進我國中空纖維膜分離技術和膜產業的進步與發展。
本書系統介紹了中空纖維膜製備方法方面的研究成果、基礎理論及其應用。全書共分10章。第1章緒論介紹了分離膜的相關定義和基本原理，闡述了中空纖維膜國內外發展狀況、制膜原料與制膜的基本方法，以及中空纖維膜結構與性能的表徵等。第2章介紹了溶液相轉化法製備中空纖維膜基本原理，闡述了聚偏氟乙烯、聚?、聚醚?、聚丙烯?、聚氯乙烯等聚合物中空纖維膜的製備方法以及膜結構與性能。第3章介紹了熔融紡絲-拉伸制膜的基本原理，闡述了聚丙烯、聚乙烯中空纖維膜制膜工藝以及膜結構與性能。第4章介紹了熱致相分離法制膜基本原理，闡述了聚偏氟乙烯、聚丙烯、超高分子量聚乙烯、含氟共聚物等中空纖維膜製備方法以及膜結構與性能。第5章介紹了熔融紡絲-拉伸界面致孔法的基本原理以及在製備聚偏氟乙烯中空纖維膜、聚全氟乙丙烯中空纖維膜方面的應用。第6章介紹了凝膠紡絲-燒結法、糊料擠出-拉伸法和包纏法製備聚四氟乙烯中空纖維膜的基本原理及其應用。第7章介紹了以中空纖維多孔基膜為增強體的中空纖維複合膜製備方法以及膜結構與性能。第8章介紹了以纖維或纖維集合體為增強體的纖維增強型中空纖維膜製備原理、工藝特點和幾種纖維增強型中空纖維膜的結構與性能。第9章介紹了中空纖維反滲透膜製備的基本原理及其應用。第10章介紹了無機中空纖維膜製備的基本原理和常用方法以及應用示例等。
全書由肖長發、安樹林、劉振等著。具體編寫分工如下：第1章由肖長發執筆；第2章由安樹林、李先鋒執筆；第3章由劉振、張宇峰執筆；第4章由李先鋒、李娜娜、劉海亮、劉振執筆；第5章、第6章由黃慶林執筆；第7章由劉海亮、石強、肖長發執筆；第8章由王純、肖長發執筆；第9章由陳凱凱、孟建強執筆；第10章由譚小耀執筆。全書由肖長發主編和統稿，安樹林、劉振負責校對工作。本書的編寫，得到了省部共建分離膜與膜過程國家重點實驗室的支持，權全博士、黃岩博士和張泰、冀大偉、閆靜靜、程金雪博士研究生等對本書的完成也都作出貢獻。
本書許多內容凝結著「纖維新材料」團隊暨教育部「全國高校黃大年式教師團隊」多年來的研究工作積累和國家自然科學基金、國家重大基礎研究計劃（973）、國家高技術研究計劃（863）等項目(課題)成果，力求兼顧專業性、科學性、實用性和通俗易懂，期望在傳播中空纖維膜科技知識的同時，為推進我國中空纖維膜產業的創新發展作出積極貢獻。在此，謹向給予本書相關研究工作支持的國家自然科學基金委、科技部、教育部等部門以及參与相關研究和本書編寫工作的教師、工程技術人員、學生一併表示衷心的感謝！
迄今，國內未見有關中空纖維膜方面的專門書籍問世。本書拋磚引玉，希望為我國中空纖維膜分離技術的科學普及與推廣應用發揮積極作用。限於作者的水平和能力，書中難免存在疏漏之處，敬請讀者批評指正。
肖長發
2023年2月
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