离子交换膜的制备与应用技术

基本信息·出版社：化学工业出版社
·页码：188 页
·出版日期：2008年09月
·ISBN：7122027899/9787122027894
·条形码：9787122027894
·版本：第1版
·装帧：平装
·开本：16
·正文语种：中文

内容简介 本书侧重于离子交换膜及其电渗析技术的基本概念、操作和理论的介绍。在编著过程中注重新颖性、系统性，突出应用性的特点。全书共分八章、三个附录。第1章介绍电膜基础及其涉及的相关过程；第2章和第3章分别介绍单极膜和双极膜的制备和表征；第4章介绍电渗析基础理论和膜堆设计的基本原则；第5章和第6章分别介绍传统电渗析技术和双极膜电渗析技术的应用；第7章介绍电渗析的集成过程，本章既是对电渗析技术门类进行总结也是为电渗析技术的灵活运用提供指导；第8章对电膜研发和应用提出了展望。为了便于查阅，本书还收编了电膜技术术语、商品离子交换膜性能和电渗析器规格等三个附录。本书适合于从事膜技术研究和应用的科研工作者，也可供相关专业院校师生参考。
目录
第1章离子交换膜及其相关过程1
1?1离子交换膜的定义、结构与分类1
1?2离子交换膜发展的历史回顾3
1?3离子交换膜基过程4
1?3?1电渗析4
1?3?2双极膜电渗析5
1?3?3倒极电渗析（EDR）8
1?3?4电去离子技术（EDI）9
1?3?5液膜电渗析10
1?3?6电解电渗析11
1?3?7电离子置换（EIS）11
1?3?8电离子注射提取（EIIE）11
1?3?9离子交换膜浓差渗析12
1?3?10其他14
参考文献14

第2章离子交换膜的制备和表征18
2?1引言18
2?2非均相离子交换膜的制备方法18
2?3半均相离子交换膜的制备方法20
2?4均相离子交换膜的制备方法21
2?4?1单体的聚合或缩聚22
2?4?2在基膜上引入功能基团23
2?4?3溶液浇铸法制备离子交换膜23
2?4?4不使用氯甲醚的均相阴离子膜路线24
2?5杂化离子交换膜30
2?5?1杂化阳离子交换膜31
2?5?2杂化阴离子交换膜32
2?6特殊离子交换膜的制备35
2?6?1一、二价离子选择性膜35
2?6?2抗污染阴膜35
2?6?3耐碱性阴膜36
2?6?4全氟磺酸膜37
2?6?5光敏离子交换膜39
2?6?6温敏离子交换膜39
2?7离子交换膜的主要性能表征40
2?7?1离子交换膜的结构和主要性能要求40
2?7?2离子交换膜的常规性能41
2?7?3离子交换膜的导电性能42
2?7?4离子交换膜的传质特性43
2?7?5选择透过系数45
2?7?6压差渗透系数和膜平均孔径45
2?7?7水的渗透46
2?7?8流动电位47
2?7?9离子交换膜性能之间的依存关系48
参考文献49

第3章双极膜的制备与表征54
3?1引言54
3?2双极膜的制备55
3?2?1双极膜的材料和组成55
3?2?2界面区域(接合区域或双极膜的中间层)57
3?2?3催化剂59
3?2?4双极膜制备工艺64
3?2?5双极膜制备示例66
3?3双极膜的表征71
3?3?1电流电压曲线72
3?3?2阻抗谱73
3?3?3膜电势74
3?3?4计时电势75
3?3?5与过程相关的表征76
参考文献78

第4章电渗析基础理论和膜堆设计82
4?1电渗析中的物种传质行为82
4?1?1物种存在形式82
4?1?2传质推动力和传质类型83
4?1?3离子竞争传质84
4?2电渗析传质模型85
4?3浓差极化86
4?3?1浓差极化概念86
4?3?2极限电流密度公式86
4?3?3极限电流密度的测定87
4?3?4浓差极化对电渗析的影响87
4?3?5极化的防治88
4?4能耗和效率分析88
4?4?1电解质和水分离的最低能耗88
4?4?2电渗析过程能耗89
4?4?3电渗析运行中的其他能耗89
4?4?4电流效率89
4?5电渗析膜堆设计90
4?5?1膜堆类型和构造90
4?5?2配水均匀性94
4?5?3新型膜堆结构95
4?5?4电渗析电极96
4?5?5电渗析设计96
参考文献97

第5章传统电渗析技术的应用99
5?1微咸水和咸水脱盐99
5?1?1微咸水和咸水的划分99
5?1?2微咸水和咸水脱盐的意义99
5?1?3世界脱盐应用概述100
5?1?4电渗析脱盐100
5?2准纯水制备101
5?2?1纯水的概念101
5?2?2准纯水制备方法概述101
5?2?3电渗析制备准纯水101
5?3化工分离102
5?3?1反应后分离102
5?3?2分离与反应同时进行103
5?4食品和医药生产103
5?5有机酸生产104
5?5?1有机酸概述104
5?5?2电渗析在有机酸生产中的应用106
5?5?3传统电渗析应用的过程经济性108
5?6环境保护110
5?6?1给水处理110
5?6?2废水处理110
5?6?3氯碱生产111
5?6?4其他111
5?7在有机?水体系或有机体系的应用111
5?7?1提高有机物的溶解度111
5?7?2赋予电渗析特定选择性112
参考文献113

第6章双极膜电渗析与应用116
6?1双极膜电渗析传质过程116
6?1?1水解离机理117
6?1?2双极膜的传质机理与过程建模120
6?2双极膜的应用122
6?2?1双极膜电渗析在化工生产中的应用123
6?2?2在污染控制/资源回收中的应用126
6?2?3在生物技术中的应用129
6?2?4双极膜在食品工业中的应用130
6?2?5工业规模的双极膜电渗析应用134
6?3双极膜电渗析器膜堆设计及过程操作模式137
6?3?1膜堆结构及设计原则137
6?3?2过程操作模式138
参考文献140

第7章以电渗析为基础的集成分离过程145
7?1电渗析与传统化工单元操作之间的集成145
7?1?1电渗析＋络合145
7?1?2双极膜电渗析＋吸附146
7?1?3双极膜电渗析＋离子交换147
7?1?4双极膜电渗析＋离子交换＋萃取149
7?1?5双极膜电渗析＋吸收＋汽提或精馏149
7?2电渗析与压力驱动膜技术的集成152
7?2?1压力驱动膜作为预处理152
7?2?2电渗析作为预处理153
7?2?3压力驱动膜和电渗析一体化154
7?3传统电渗析与双极膜电渗析的集成157
7?4电渗析与膜生物反应器的集成158
7?5综合集成过程159
参考文献162

第8章离子交换膜基过程的发展与展望164
8?1离子交换膜基过程的发展现状164
8?2离子交换膜基过程发展趋势165
8?2?1大力发展均相膜并推进均相膜的规模化应用165
8?2?2大力发展双极膜技术166
8?2?3电膜成套装备的系统化、自动化和膜胞化166
8?2?4新型电解质膜的开发166
8?2?5膜的结构和性能的关联机理167
参考文献167
附录169
附录一电驱动膜过程常用术语169
附录二当前主要商品离子交换膜和一些商业双极膜的属性及公司名称介绍183
附录三电渗析器规格和性能185
……
序言 离子交换膜是离子交换树脂的膜状物，也是在我国最早开展研究的膜品种之一，虽历经百年发展其技术门类仍在翻新，其应用领域也伴随着新技术门类的涌现而在不断拓展。由于离子交换膜独特的离子选择迁移功能和离子交换复合膜(双极膜)的水解离功能，以离子交换膜为基础的电渗析技术已经在食品加工、化工合成、环境保护等领域占据了不可或缺的地位，而且会在清洁生产/分离和可持续发展中发挥越来越重要的作用。
本书侧重于离子交换膜及其电渗析技术的基本概念、操作和理论的介绍，重点以编者所在课题组近年来在电膜的研究成果以及近年来涌现的大量应用实例来体现电渗析技术的特点和应用价值。在编著过程中注重新颖性、系统性，突出应用性的特点。全书共分八章、三个附录。第1章介绍电膜基础及其涉及的相关过程；第2章和第3章分别介绍单极膜和双极膜的制备和表征；第4章介绍电渗析基础理论和膜堆设计的基本原则；第5章和第6章分别介绍传统电渗析技术和双极膜电渗析技术的应用；第7章介绍电渗析的集成过程，这一章既是对电渗析技术门类进行总结也是为电渗析技术的灵活运用提供指导；第8章对电膜研发和应用提出了展望。为了便于查阅，本书还收编了电膜技术术语、商品离子交换膜性能和电渗析器规格等三个附录。
本书编著过程中，参考了国内外文献的相关研究工作，在此对作者的原创性贡献表示感谢。最后感谢国家自然科学基金(No.20636050,20576130,20376079)的资助。由于时间和水平有限，书中难免有疏漏和欠妥之处，敬请读者指正。
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