中國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)新材料叢書(shū)是中國(guó)材料研究學(xué)會(huì)組織編寫(xiě)的，被新聞出版廣電總局批準(zhǔn)為十二五國(guó)家重點(diǎn)出版物出版規(guī)劃項(xiàng)目，并獲2016年度國(guó)家出版基金資助。叢書(shū)共16分冊(cè)，涵蓋了新型功能材料、高性能結(jié)構(gòu)材料、高性能纖維復(fù)合材料等16種重點(diǎn)發(fā)展的材料。本分冊(cè)為《高性能分離膜材料》。本書(shū)在重新梳理分離膜材料制備與結(jié)構(gòu)調(diào)控的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)論述正滲透與反滲透膜、仿生修飾膜、均孔膜、滲透汽化膜、油水分離膜、納濾膜、鋰離子電池隔膜以及燃料電池膜等一系列仍在不斷發(fā)展中的高性能分離膜材料，論述它們的基本原理、制備方法、結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系以及應(yīng)用現(xiàn)狀等，并展望其未來(lái)發(fā)展前景。本書(shū)可供新材料科研院所、高等院校、新材料產(chǎn)業(yè)界、政府相關(guān)部門(mén)、新材料中介咨詢(xún)機(jī)構(gòu)等領(lǐng)域的人員參考，尤其適合從事膜科學(xué)與技術(shù)的研究人員與工程技術(shù)人員、分離膜材料與工程應(yīng)用領(lǐng)域人員參考，也可作為普通高等院校材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)教材。
中國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)新材料叢書(shū)是中國(guó)材料研究學(xué)會(huì)組織編寫(xiě)的，被新聞出版廣電總局批準(zhǔn)為十二五國(guó)家重點(diǎn)出版物出版規(guī)劃項(xiàng)目并獲2016年度國(guó)家出版基金資助。
根據(jù)國(guó)務(wù)院《關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》，新材料被列為我國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。本叢書(shū)定位為：從戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的高度，著重論述該類(lèi)新材料在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)重大工程和項(xiàng)目中的地位和作用、技術(shù)基礎(chǔ)、新研究成果、應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展前景。其特點(diǎn)在于體現(xiàn)一個(gè)新字，即在遵守國(guó)家有關(guān)保密規(guī)定的前提下論述當(dāng)代新材料的先進(jìn)的工藝和重要的性能。它代表當(dāng)代全球新材料發(fā)展主流，對(duì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)的指導(dǎo)意義。叢書(shū)共16分冊(cè)，涵蓋了新型功能材料、高性能結(jié)構(gòu)材料、高性能纖維復(fù)合材料等16種重點(diǎn)發(fā)展的材料。本分冊(cè)為《高性能分離膜材料》。
膜分離技術(shù)是一類(lèi)高效的分離技術(shù)，與傳統(tǒng)的分離技術(shù)相比，膜分離具有效率高、能耗低、所需空間小、過(guò)程簡(jiǎn)單、易放大與自控、操作方便、不污染環(huán)境、便于與其他技術(shù)集成等突出優(yōu)點(diǎn)。膜分離技術(shù)的核心是高性能分離膜材料。自20世紀(jì)60年代以來(lái)，分離膜材料與膜分離技術(shù)的研究得到了世界各國(guó)的高度重視，成為實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。尤其是在當(dāng)今世界能源長(zhǎng)期短缺、水資源日益匱乏、環(huán)境污染越發(fā)嚴(yán)重、人類(lèi)健康疊遇挑戰(zhàn)的情況下，高性能分離膜材料在新能源電池、清潔生產(chǎn)、氣體分離、海水淡化、污水處理、飲用水凈化、醫(yī)療健康等一系列領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用與長(zhǎng)足發(fā)展。與此相對(duì)應(yīng)，有關(guān)分離膜材料與膜分離技術(shù)的著作與書(shū)籍日益增多。筆者有幸十年前曾參與《高分子膜材料》（化學(xué)工業(yè)出版社）一書(shū)的編著，對(duì)微濾、超濾、氣體分離等已得到廣泛應(yīng)用的高分子分離膜材料進(jìn)行了較為全面的介紹，還著重闡述了高分子分離膜材料的一些共性問(wèn)題及其研究進(jìn)展，包括高分子分離膜材料制備的常用方法和技術(shù)、高分子分離膜材料制備過(guò)程中的多層次結(jié)構(gòu)控制及其熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)研究、高分子分離膜材料的表面修飾與改性、膜分離傳質(zhì)過(guò)程與機(jī)理等。十年來(lái)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的強(qiáng)大需求和科學(xué)技術(shù)自身的不斷發(fā)展，使得分離膜材料和膜分離技術(shù)也日新月異。面向21世紀(jì)，一些傳統(tǒng)的分離膜材料實(shí)現(xiàn)了功能化與高性能化，一系列新的分離膜材料也逐步成為本領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn)。本書(shū)旨在重新梳理高性能分離膜材料制備與結(jié)構(gòu)調(diào)控的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)論述正滲透與反滲透膜、納濾膜、滲透汽化膜、仿生修飾膜、均孔膜、油水分離膜、鋰離子電池隔膜及燃料電池膜等一系列仍在不斷發(fā)展中的分離膜材料，論述它們的基本原理、制備方法、結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系及應(yīng)用現(xiàn)狀等，并展望其未來(lái)發(fā)展前景。本書(shū)適合作為從事膜科學(xué)與技術(shù)的研究人員和工程技術(shù)人員參考。
本書(shū)第1章由朱利平、徐志康編著，第2章由吳青蕓、徐志康編著，第3章由胡夢(mèng)欣、楊浩程、徐志康編著，第4章由歐洋、萬(wàn)靈書(shū)、徐志康編著，第5章由安全福編著，第6章由楊浩程、徐志康編著，第7章由計(jì)艷麗、安全福、徐志康編著，第8章由張宏、朱寶庫(kù)編著，第9章由張宏偉、朱寶庫(kù)編著。全書(shū)由徐志康、萬(wàn)靈書(shū)、朱利平統(tǒng)稿定稿。
在本書(shū)編著過(guò)程中，得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委(50933006)和浙江省自然科學(xué)基金委(LZ15E030001)的大力支持，浙江省吸附分離材料與應(yīng)用技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和膜與水處理技術(shù)教育部工程研究中心的研究生對(duì)本書(shū)的完成做了大量的工作，在此一并表示感謝！
徐志康，浙江大學(xué)求是特聘教授，浙江大學(xué)工學(xué)部副主任，浙江省吸附分離材料與應(yīng)用技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任，國(guó)際著名期刊Journal of Membrane Science編委，中國(guó)化學(xué)會(huì)理事和高分子學(xué)科委員會(huì)委員，浙江省膜學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)。主要研究方向：聚合物分離膜材料的制備及其表界面工程。獲省部級(jí)及以上成果4項(xiàng)，其中基于表界面工程的超親水分離膜材料基礎(chǔ)及其在飲用水深度處理中的應(yīng)用等系列研究分別獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)和浙江省自然科學(xué)一等獎(jiǎng)。
第1章高性能膜材料制備與結(jié)構(gòu)調(diào)控1
1.1膜的概念及分類(lèi)1
1.1.1膜的概念1
1.1.2膜的分類(lèi)1
1.2膜用聚合物2
1.2.1膜用聚合物種類(lèi)2
1.2.2膜用聚合物的選擇3
1.3聚合物膜材料的制備方法3
1.3.1非溶劑致相分離法（NIPS法）4
1.3.2熱致相分離法（TIPS法）7
1.3.3自組裝相轉(zhuǎn)化復(fù)合法（SNIPS法） 10
1.3.4其他相轉(zhuǎn)化制膜方法13
1.3.5其他制膜方法13
1.4高分子膜材料的改性16
1.4.1兩親聚合物共混改性方法16
1.4.2兩親聚合物共混與表面反應(yīng)相結(jié)合改性方法19
1.4.3中空纖維膜增強(qiáng)改性方法22
1.5膜材料制備與結(jié)構(gòu)調(diào)控發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)24
參考文獻(xiàn)24
第２章正/反滲透膜29
2.1正/反滲透的基本原理29
2.1.1滲透現(xiàn)象29
2.1.2反滲透過(guò)程31
2.1.3正滲透過(guò)程32
2.2正/反滲透膜材料與膜形態(tài)35
2.2.1膜材料35
2.2.2膜形態(tài)40
2.3正/反滲透膜的性能優(yōu)化45
2.3.1濃差極化現(xiàn)象46
2.3.2濃差極化的控制與膜設(shè)計(jì)51
2.3.3膜污染現(xiàn)象53
2.3.4抗污染正/反滲透膜54
2.4正/反滲透膜的應(yīng)用60
2.4.1海水淡化60
2.4.2污水處理61
2.4.3鹽差發(fā)電61
2.5正/反滲透膜發(fā)展趨勢(shì)62
參考文獻(xiàn)63
ⅹ高性能分離膜材料目錄第3章仿生修飾膜70
3.1糖基化膜材料70
3.1.1糖基化方法71
3.1.2糖基化膜材料的應(yīng)用81
3.1.3糖基化膜材料的發(fā)展前景92
3.2多巴胺仿生修飾膜93
3.2.1多巴胺氧化組裝行為及其黏附機(jī)理93
3.2.2聚合物膜材料的多巴胺表面沉積改性96
3.2.3基于多巴胺涂層的二次功能化修飾99
3.2.4未來(lái)展望101
3.3仿生礦化膜102
3.3.1仿生礦化的概念與原理102
3.3.2仿生礦化膜的類(lèi)型102
3.3.3常見(jiàn)的仿生礦化膜103
3.3.4仿生礦化膜的優(yōu)勢(shì)與存在的問(wèn)題105
3.4仿生修飾膜發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)106
參考文獻(xiàn)107
第4章均孔膜119
4.1概述119
4.1.1幾種均孔膜的優(yōu)劣勢(shì)119
4.1.2均孔膜的制備119
4.2徑跡蝕刻膜121
4.2.1徑跡蝕刻過(guò)程及孔形貌調(diào)控121
4.2.2納米孔道的改性及其應(yīng)用125
4.3光 刻 技 術(shù)127
4.3.1傳統(tǒng)光刻技術(shù)127
4.3.2軟刻技術(shù)128
4.4呼吸圖法130
4.4.1呼吸圖法簡(jiǎn)介130
4.4.2冰面制備貫通型蜂窩膜132
4.4.3其他制備方法134
4.5犧牲模板法134
4.5.1膠體晶體法135
4.5.2乳液模板法137
4.5.3生物模板法138
4.6自組裝膜140
4.6.1嵌段共聚物微相分離140
4.6.2粒子、超分子及凝膠自組裝144
4.7碳納米管和石墨烯膜148
4.7.1碳納米管膜149
4.7.2石墨烯膜152
4.8均孔膜發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)157
參考文獻(xiàn)157
第5章新型滲透汽化膜材料177
5.1滲透汽化原理及分離體系177
5.1.1滲透汽化原理177
5.1.2滲透汽化分離體系179
5.2滲透汽化分離膜材料的選擇179
5.2.1一般原則179
5.2.2極性相似和溶劑化原則180
5.2.3溶度參數(shù)原則180
5.2.4親水疏水原則181
5.3有機(jī)溶劑脫水膜材料181
5.3.1天然高分子類(lèi)181
5.3.2合成高分子類(lèi)184
5.3.3聚電解質(zhì)絡(luò)合物類(lèi)188
5.3.4有機(jī)無(wú)機(jī)雜化膜材料197
5.4水中脫除有機(jī)物膜材料200
5.4.1含硅聚合物201
5.4.2含氟類(lèi)聚合物204
5.4.3其他類(lèi)205
5.5有機(jī)物有機(jī)物分離膜材料206
5.5.1含硅聚合物206
5.5.2聚酰胺和聚酰亞胺206
5.5.3聚氨酯208
5.5.4天然高分子209
5.5.5其他209
參考文獻(xiàn)215
高性能分離膜材料目錄ⅹⅲ第6章油水分離膜231
6.1含油廢水與油水分離231
6.2膜法油水分離的基本原理232
6.2.1分離膜材料的表面浸潤(rùn)性232
6.2.2破乳現(xiàn)象238
6.2.3油水分離過(guò)程中的膜污染241
6.2.4油水分離膜的仿生設(shè)計(jì)241
6.3常見(jiàn)的油水分離膜243
6.3.1聚合物基分離膜243
6.3.2陶瓷膜249
6.3.3有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合膜250
6.3.4基于篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)的油水分離材料251
6.3.5非傳統(tǒng)油水分離膜253
6.4特殊類(lèi)型油水分離膜256
6.4.1催化功能油水分離膜256
6.4.2刺激響應(yīng)型油水分離膜257
6.4.3雙親性油水分離膜258
6.4.4非對(duì)稱(chēng)浸潤(rùn)型油水分離膜259
6.5油水分離膜發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)259
參考文獻(xiàn)261
第7章納濾膜266
7.1概述266
7.1.1納濾技術(shù)的發(fā)展266
7.1.2納濾膜的特點(diǎn)及其分離機(jī)理268
7.2納濾膜的種類(lèi)及其制備方法269
7.2.1有機(jī)高分子納濾膜269
7.2.2聚酰胺納濾膜273
7.2.3納米雜化納濾膜279
7.2.4新型離子對(duì)結(jié)構(gòu)聚電解質(zhì)納濾膜285
7.2.5新型有機(jī)高分子納濾膜291
7.2.6新型無(wú)機(jī)納濾膜295
7.3納濾膜的應(yīng)用297
7.3.1無(wú)機(jī)鹽的分離297
7.3.2有機(jī)物和無(wú)機(jī)鹽的分離298
7.3.3有機(jī)物的分離299
7.4納濾膜發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì) 300
參考文獻(xiàn)301
第8章鋰離子電池隔膜318
8.1二次電池與隔膜材料簡(jiǎn)介318
8.2鋰離子電池工作原理及隔膜的作用319
8.3聚烯烴隔膜材料的制備321
8.4聚烯烴隔膜的改性323
8.4.1表面聚合物涂層改性323
8.4.2表面無(wú)機(jī)涂層改性326
8.4.3表面接枝改性327
8.4.4聚烯烴隔膜的共混改性328
8.5無(wú)紡布隔膜330
8.6聚合物電解質(zhì)隔膜334
8.6.1全固態(tài)聚合物電解質(zhì)隔膜335
8.6.2凝膠聚合物電解質(zhì)隔膜341
8.6.3多孔型聚合物電解質(zhì)隔膜341
參考文獻(xiàn)344
第9章燃料電池膜354
9.1燃料電池簡(jiǎn)介354
9.2全氟質(zhì)子交換膜及其改性355
9.2.1Nafion的結(jié)構(gòu)模型和質(zhì)子傳導(dǎo)機(jī)理355
9.2.2簡(jiǎn)單物理及化學(xué)處理的全氟質(zhì)子交換膜357
9.2.3多孔材料增強(qiáng)的全氟質(zhì)子交換膜359
9.2.4無(wú)機(jī)粒子摻雜的全氟質(zhì)子交換膜360
9.3部分含氟質(zhì)子交換膜365
9.4非氟質(zhì)子交換膜369
9.4.1改性商品芳香聚合物膜369
9.4.2新型磺化芳香聚合物膜370
9.4.3聚膦腈基質(zhì)子交換膜374
9.4.4聚苯并咪唑/磷酸摻雜膜375
9.5陰離子交換膜376
參考文獻(xiàn)380
書(shū)單推薦
