Предисловие редакторов перевода | 5 |
|
Предисловие автора к русскому изданию | 8 |
|
Предисловие | 10 |
|
Список обозначений | 12 |
|
I Введение | 16 |
I.1 Процессы разделения | 16 |
I.2 Введение в мембранные процессы | 22 |
I.3 Этапы развития мембранной технологии | 26 |
I.4 Определение мембраны | 28 |
I.5 Мембранные процессы | 31 |
Литература | 35 |
Дополнительная литература | 36 |
Задачи к главе I | 36 |
|
II Материалы и их свойства | 39 |
II.1 Введение | 39 |
II.2 Полимеры | 39 |
II.З Стереоизомерия | 42 |
II.4 Гибкость цепи | 44 |
II.5 Молекулярная масса | 46 |
II.6 Межцепные взаимодействия | 48 |
II.7 Физическое состояние полимера | 50 |
II.8 Термическая и химическая стабильность | 60 |
II.9 Механические свойства | 62 |
II.10 Эластомеры | 64 |
II.11 Полиэлектролиты | 65 |
II.12 Смеси полимеров | 67 |
II. 13 Мембранные полимеры | 69 |
II.13.1 Пористые мембраны | 70 |
II.13.2 Непористые мембраны | 77 |
II.14 Неорганические мембраны | 77 |
II.14.1 Термическая стабильность | 78 |
II.14.2 Химическая стабильность | 78 |
II.14.3 Механическая стабильность | 79 |
II.15 Биологические мембраны | 79 |
II.15.1 Моделирование биологических мембран | 83 |
Литература | 85 |
Дополнительная литература | 86 |
Задачи к главе II | 86 |
|
III Получение синтетических мембран | 89 |
III.1 Введение | 89 |
III.2 Получение синтетических мембран | 91 |
III.3 Мембраны, полученные с помощью инверсии фаз | 95 |
III.3.1 Осаждение с помощью испарения растворителя | 95 |
III.3.2 Осаждение под действием паровой фазы | 95 |
III.3.3 Осаждение с контролируемым испарением | 96 |
III.3.4 Термическое осаждение | 96 |
III.3.5 Осаждение путём погружения | 96 |
III.4 Метод получения мембран осаждением путем погружения 97 |
III.4.1 Плоские мембраны | 97 |
III.4.2 Трубчатые мембраны | 99 |
III.5 Методы получения композиционных мембран | 102 |
III.5.1 Межфазная полимеризация | 103 |
III.5.2 Нанесение при погружении | 105 |
III.5.3 Плазменная полимеризация | 106 |
III.5.4 Модификация плотных гомогенных мембран | 107 |
III.6 Фазовое разделение в полимерных системах | 110 |
III.6.1 Введение | 110 |
III.6.1.1 Термодинамика | 110 |
III.6.2 Процессы фазового разделения растворов | 117 |
III.6.2.1 Бинарные смеси | 117 |
III.6.2.2 Тройные системы | 120 |
III.6.3 Кристаллизация | 122 |
III.6.4 Гелеобразование | 123 |
III.6.5 Термическое осаждение | 125 |
III.6.6 Осаждение путём погружения | 126 |
III.6.7 Диффузионные аспекты | 130 |
III.6.8 Механизм формирования мембраны | 134 |
III.7 Влияние различных параметров на морфологию мембраны | 139 |
III.7.1 Выбор системы растворитель/нерастворитель | 140 |
III.7.2 Выбор полимера | 146 |
III.7.3 Концентрация полимера | 147 |
III.7.4 Состав коагуляционной ванны | 148 |
III.7.5 Состав поливочного раствора | 150 |
III.7.6 Формирование макропустот | 152 |
Литература | 155 |
Дополнительная литература | 157 |
Задачи к главе III | 157 |
|
IV Характеристики мембран | 164 |
IV.1 Введение | 164 |
IV.2 Определение характеристик мембран | 166 |
IV.3 Пористые мембраны | 167 |
IV.3.1 Микрофильтрация | 169 |
IV.3.1.1 Электронная микроскопия | 170 |
IV.3.1.2 Метод точки пузырька | 173 |
IV.3.1.3 Метод ртутной порометрии | 175 |
IV.3.1.4 Метод проницаемости | 177 |
IV.3.2 Ультрафильтрация | 180 |
IV.3.2.1 Адсорбция и десорбция газов | 180 |
IV.3.2.2 Термопорометрия | 184 |
IV.3.2.3 Пермопорометрия | 187 |
IV.3.2.4 Характеристики селективности ультрафильтрационных мембран | 191 |
IV.4 Непористые мембраны | 194 |
IV.4.1 Методы проницаемости | 196 |
IV.4.2 Физические методы | 198 |
IV.4.2.1 Методы ДСК и ДТА | 198 |
IV.4.2.2 Градиентные колонки для определения плотности | 200 |
IV.4.2.3 Метод широкоугловой дифракции рентгеновских лучей | 201 |
IV.4.3 Плазменное травление как метод оценки толщины рабочего слоя мембран | 202 |
IV.4.4 Методы анализа поверхности | 204 |
Литература | 207 |
Дополнительная литература | 208 |
Задачи к главе IV | 208 |
|
V Транспорт в мембранах | 212 |
V.1 Введение | 212 |
V.2 Движущие силы | 215 |
V.3 Неравновесная термодинамика | 217 |
V.4 Транспорт через пористые мембраны | 226 |
V.4.1 Транспорт газов через пористые мембраны | 228 |
V.5 Транспорт через непористые мембраны | 234 |
V.5.1 Транспорт в идеальных системах | 242 |
V.5.1.1 Определение коэффициентов диффузии | 245 |
V.5.2 Концентрационно-зависимые системы | 246 |
V.5.2.1 Теория свободного объёма | 249 |
V.5.2.2 Кластерообразование | 253 |
V.5.2.3 Растворимость смесей жидкостей | 254 |
V.5.2.4 Транспорт индивидуальных жидкостей | 256 |
V.5.2.5 Транспорт жидких смесей | 257 |
V.5.3 Влияние кристалличности | 258 |
V.6 Транспорт через мембраны. Унифицированный подход | 259 |
V.6.1 Обратный осмос (гиперфильтрация) | 264 |
V.6.2 Диализ | 265 |
V.6.3 Газоразделение | 265 |
V.6.4 Первапорация | 266 |
V.7 Транспорт в ионообменных мембранах | 266 |
Литература | 270 |
Дополнительная литература | 271 |
Задачи к главе V | 272 |
|
VI Мембранные процессы | 279 |
VI.1 Введение | 279 |
VI.2 Осмос | 281 |
VI.3 Баромембранные процессы | 283 |
VI.3.1 Введение | 283 |
VI.3.2 Микрофильтрация | 284 |
VI.3.2.1 Мембраны для микрофильтрации | 286 |
VI.3.2.2 Промышленное применение микрофильтрации | 290 |
VI.3.2.3 Микрофильтрация (параметры и применения) | 291 |
VI.3.3 Ультрафильтрация | 291 |
VI.3.3.1 Мембраны для ультрафильтрации | 293 |
VI.3.3.2 Применение ультрафильтрационных мембран | 296 |
VI.3.3.3 Ультрафильтрация (параметры и применения) | 297 |
VI.3.4 Обратный осмос | 297 |
VI.3.4.1 Мембраны для обратного осмоса | 300 |
VI.3.4.2 Применения обратного осмоса | 303 |
VI.3.4.3 Обратный осмос (параметры и применения) | 303 |
VI.3.5 Осмотическая машина | 304 |
VI.3.5.1 Осмотическая машина (параметры и применения) | 306 |
VI.3.6 Пьезодиализ | 306 |
VI.3.6.1 Пьезодиализ (параметры и применения) | 307 |
VI.4 Разность концентраций как движущая сила мембранных процессов | 307 |
VI.4.1 Введение | 307 |
VI.4.2 Газоразделение | 309 |
VI.4.2.1 Газоразделение в пористых мембранах | 309 |
VI.4.2.2 Газоразделение с помощью непористых мембран | 310 |
VI.4.2.3 Аспекты газоразделения | 312 |
VI.4.2.4 Газоразделительные мембраны | 319 |
VI.4.2.5 Применения | 323 |
VI.4.2.6 Газоразделение (параметры и применения) | 325 |
VI.4.3 Первапорация | 326 |
VI.4.3.1 Некоторые аспекты разделения | 329 |
VI.4.3.2 Мембраны первапорационных процессов | 333 |
VI.4.3.3 Применения | 336 |
VI.4.3.4 Первапорация (параметры и применения) | 338 |
VI.4.4 Жидкие мембраны | 338 |
VI.4.4.1 Закономерности разделения | 346 |
VI.4.4.2 Получение мембран | 351 |
VI.4.4.3 Выбор органического растворителя | 352 |
VI.4.4.4 Выбор переносчика | 354 |
VI.4.4.5 Применения | 355 |
VI.4.4.6 Жидкие мембраны (параметры и применения) | 356 |
VI.4.5 Диализ | 356 |
VI.4.5.1 Транспорт | 357 |
VI.4.5.2 Мембраны | 358 |
VI.4.5.3 Применения | 359 |
VI.4.5.4 Диализ (параметры и применения) | 360 |
VI.5 Термомембранные процессы | 360 |
VI.5.1 Введение | 360 |
VI.5.2 Мембранная дистилляция | 361 |
VI.5.2.1 Параметры процесса мембранной дистилляции | 363 |
VI.5.2.2 Мембраны | 366 |
VI.5.2.3 Применения | 366 |
VI.5.2.4 Мембранная дистилляция (параметры и применения) | 369 |
VI.5.3 Термоосмос | 369 |
VI.6 Электромембранные процессы | 370 |
VI.6.1 Введение | 370 |
VI.6.2 Электродиализ | 370 |
VI.6.2.1 Параметры процесса | 372 |
VI.6.2.2 Мембраны для электродиализа | 374 |
VI.6.2.3 Применения | 375 |
VI.6.2.4 Электродиализ (параметры и применения) | 379 |
Литература | 380 |
Дополнительная литература | 382 |
Задачи к главе VI | 382 |
|
VII Поляризационные явления и отложения на поверности мембран | 391 |
VII.1 Введение | 391 |
VII.2 Концентрационная поляризация | 393 |
VII.3 Свойства потока в баромембранных процессах | 400 |
VII.4 Модель гелевого слоя | 402 |
VII.5 Модель осмотического давления | 404 |
VII.6 Модель сопротивления пограничного слоя | 410 |
VII.7 Концентрационная поляризация при электродиализе | 413 |
VII.8 Температурная поляризация | 416 |
VII.9 Отложения на поверхности мембран | 419 |
VII.10 Способы борьбы с забиванием мембран | 424 |
VII.11 Сжатие мембран | 426 |
Литература | 427 |
Задачи к главе VII | 427 |
|
VIII Проектирование модулей и мембранных процессов | 432 |
VIII.1 Введение | 432 |
VIII.2 Плоскорамный модуль | 433 |
VIII.3 Модуль спирального типа | 434 |
VIII.4 Трубчатые модули | 435 |
VIII.5 Схема капиллярного модуля | 435 |
VIII.6 Половолоконные модули | 437 |
VIII.7 Сравнение конфигураций модулей | 439 |
VIII.8 Проектирование системы | 440 |
VIII.9 Режимы работы при поперечном потоке | 441 |
VIII.10 Каскадные режимы работы | 445 |
VIII.11 Некоторые примеры оформления систем разделения | 446 |
VIII.11.1 Сверхчистая вода | 447 |
VIII.11.2 Извлечение паров органических веществ | 448 |
VIII.11.3 Обессоливание морской воды | 449 |
VIII.11.4 Дегидратация этанола | 451 |
VIII.11.5 Экономичность мембранных процессов | 452 |
VIII.12 Параметры процесса | 453 |
VIII.13 Обратный осмос | 455 |
VIII. 14 Диафильтрация | 458 |
VIII.15 Газоразделение | 461 |
VIII.16 Примеры расчетов процесса | 462 |
VIII.16.1 Одностадийное обессоливание воды | 463 |
VIII.16.2 Концентрирование коллоидных растворов методом ультрафильтрации | 465 |
VIII.16.3 Одностадийный процесс разделения воздуха | 469 |
VIII.16.3.1 Получение обогащённого кислородом воздуха в одностадийном процессе | 470 |
VIII.16.3.2 Получение обогащённого азотом воздуха в одностадийном процессе | 472 |
Литература | 476 |
Дополнительная литература | 476 |
Задачи к главе VIII | 476 |
|
Приложение | 482 |
Номенклатура ИЮПАК по мембранам и мембранной технологии (временные рекомендации, 1995) | 482 |
Общие термины | 482 |
Разделение при облегчённом транспорте (транспорте с переносчиком) | 486 |
Диализ, нанофильтрация, ультрафильтрация и микрофильтрация | 488 |
Электромембранные процессы | 489 |
Газоразделение, разделение паров и первапорация | 490 |
Обратный осмос | 491 |
|
Предметный указатель | 495 |