《无机膜技术及其应用》

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第一章 绪论1

第一节 无机膜发展概况1

第二节 无机膜的类型3

第三节 无机膜的特征4

第四节 无机膜的应用领域8

参考文献14

第二章 无机膜的制备15

第一节 引言15

一、无机膜的多层不对称结构16

二、无机膜组件的构型18

第二节 无机膜材料19

一、致密材料19

二、微孔材料21

第三节 无机膜的制备方法24

一、固态粒子烧结法24

二、溶胶-凝胶法34

三、薄膜沉积法58

四、阳极氧化法75

五、相分离-沥滤法80

六、热分解法85

七、水热法88

八、其他方法91

第四节 无机膜的修饰91

一、浸渍法92

二、修饰溶胶法96

三、其他方法99

参考文献100

第三章 无机膜的表征104

第一节 无机膜的形貌及元素组成的表征105

一、多孔无机膜微观结构的表征105

二、表征膜形貌的同时进行元素分析108

三、无机膜的分形表征110

第二节 无机膜的孔结构表征115

一、无机膜孔结构的分类及孔结构参数115

二、无机膜孔径和孔径分布的测定117

三、无机膜孔隙率及其测定142

第三节 多孔无机膜传递及分离特性的表征145

一、过滤速率、渗透速率、渗透系数及其测定145

二、截去值、分离因子及其测定147

第四节 无机膜的稳定性与机械性能151

一、无机膜的稳定性151

二、无机膜的机械性能155

参考文献159

第四章 无机膜在气体分离中的应用162

第一节 气体膜分离的两个基本要求：高通量和高选择性162

第二节 高温高压下无机膜中气体的传递特性与分离模型165

一、Kundsen扩散165

二、表面扩散168

三、基于多层扩散和毛细管凝聚的气体分离模型172

四、基于分子筛分和分子筛膜的气体分离模型175

第三节 致密膜177

第四节 无机膜在气体分离中的应用179

一、无机膜在煤的气化中的应用179

二、用无机膜调整合成气组成179

三、用无机膜分离二氧化碳181

四、分离含氮、含硫等有害气体182

五、低碳烃组分的分离183

六、烃类的分离184

七、氢的分离184

八、稀有气体氦的回收187

第五节 渗透气化187

第六节 近期展望和动向190

参考文献194

第五章 无机膜在液体过滤和分离中的特性和应用197

第一节 引言197

第二节 膜过滤中影响渗透通量和分离的现象198

一、浓差极化199

二、吸咐200

三、膜表面特性201

四、总包传质阻力202

第三节 微滤205

一、传递模型206

二、截留机理208

三、微孔滤膜209

第四节 超滤210

一、渗透模型211

二、渗透通量特性213

三、溶质截留性质214

四、超滤膜219

第五节 错流膜过滤225

一、一般特性225

二、低剪切错流过滤228

三、高剪切错流过滤230

四、错流与旋转体系渗透通量的比较233

第六节 操作参数对膜过滤和分离效能的影响234

一、膜孔尺寸235

二、料液预处理235

三、错流速度和剪切速率236

四、膜压差238

五、温度238

六、pH值和离子强度239

第七节 膜反冲洗与再生241

第八节 操作模式和设计要求245

一、间隙式操作245

二、连续式操作246

三、设计要求249

第九节 无机膜在食品和生物技术中的应用250

一、在乳品工业中的应用251

二、在果汁澄清中的应用268

三、澄清发酵醇类饮料275

四、无机膜与生物技术应用285

第十节 无机膜在水处理和工业过滤中的应用291

一、饮用水生产292

二、非含油废水处理296

三、含油废水处理299

四、在加工工业过滤中的应用306

参考文献315

第六章 无机膜催化反应和膜催化剂325

第一节 引言325

第二节 膜催化脱氢--乙苯脱氢综合分析326

一、乙苯膜催化脱氢制苯乙烯327

二、乙苯膜催化脱氢的模拟336

三、乙苯膜催化脱氢的综合数学模型349

第三节 低分子饱和烷烃的膜催化脱氢356

一、乙烷膜催化脱氢和活性吹扫气偶联脱氢357

二、丙烷膜催化脱氢和脱氢的环芳化362

三、丁烷、异丁烷的膜催化脱氢369

第四节 IGCC工艺中氨的膜催化分解379

一、膜催化分解的必要条件分析379

二、氨分解膜反应器操作的理论分析380

三、膜反应器中氨分解的实验研究381

第五节 天然气馏分中硫化氢的膜催化脱除384

一、金属膜反应器中硫化氢的热分解384

二、硫化氢的热分解与氢燃烧的膜偶联388

第六节 甲烷膜催化水蒸气重整制氢、合成气390

一、过程开发的背景和目的390

二、含金属分解的Al2O3膜及其应用391

三、非对称Pd膜和Pd-Ag/多孔SS膜的应用393

第七节 膜催化氧化、OCM反应的综合分析394

一、无机膜用于OCM反应的研究394

二、无机膜反应器的SOCM研究396

三、导体钙钛矿型膜反应器的OCM研究399

四、致密膜反应器中OCM反应的模拟分析402

五、用于OCM的陶瓷工业膜反应器411

第八节 甲烷膜催化氧化制合成气420

一、催化剂固定床偶联陶瓷膜反应器的合成工艺421

二、用类钙钛矿型膜反应器遇到的问题分析425

三、流化床膜反应器的合成工艺429

第九节 甲烷膜催化氧化制甲醇432

一、研究的背景和目的432

二、固定床膜反应器合成甲醇研究433

第十节 其他的膜催化反应研究442

一、膜反应器中三相床液相加氢的应用研究442

二、膜反应器用于能量储存(MTH计划)的催化反应448

参考文献452

第七章 无机膜催化反应器455

第一节 引言455

第二节 无机膜催化反应器的基本概念456

第三节 无机膜催化反应器的特性457

一、反应和分离的结合457

二、反应物的控制加入458

三、反应的偶联459

四、高温的适用性460

第四节 无机膜催化反应器的研究现状461

一、在金属膜反应器上的反应461

二、在固体电解质膜反应器上的反应474

三、在多孔膜反应器上的反应487

第五节 钯基膜催化反应器的模拟和设计501

一、钯基膜的渗氢性质501

二、钯基膜催化反应器的模拟513

三、钯基膜反应器的设计519

第六节 无机膜催化反应器的工程和操作问题521

第七节 结论524

参考文献529

第八章 无机膜技术的展望539

第一节 引言539

第二节 膜材料和制膜技术540

一、新型的无机膜材料540

二、有机高聚物膜的特点及其与无机材料的复合542

三、新的制膜技术543

第三节 膜分离的研究与展望545

一、液体分离的无机滤膜的技术进展545

二、气体无机膜的传递特征和分离技术进展546

第四节 高温膜反应器的研究与开发547

一、已取得的成就548

二、存在的主要问题549

第五节 无机膜工业化应用的展望551

参考文献552

附录一 国外多孔无机膜商品554

附录二 国外无机膜厂商名录556