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出版者:化学工业

作者:漆宗能

出品人:

页数:212

译者:

出版时间:2002-9-1

价格:38.00

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787502535414

丛书系列:

图书标签:

• 阻燃
• 材料学
• 聚合物纳米复合材料
• 层状硅酸盐
• 纳米材料
• 复合材料
• 材料科学
• 聚合物科学
• 纳米技术
• 材料工程
• 界面科学
• 改性聚合物

好的，这是一本关于先进分离技术与膜材料的理论、设计与应用的专著的详细简介，内容侧重于膜科学、过程强化以及特定工业分离挑战的解决。 --- 《膜科学与过程强化：面向可持续发展的先进分离技术》 书籍简介 本书全面深入地探讨了现代化学工程领域中至关重要的两个交叉学科：膜分离技术和过程强化（Process Intensification, PI）。在能源短缺、环境法规日益严格以及对产品纯度要求不断提升的时代背景下，发展高效、低能耗、环境友好的分离技术已成为化工、环保、能源和生物医药等行业的核心需求。本书正是瞄准这一需求，系统性地整合了从基础理论到前沿工程应用的知识体系。 全书结构严谨，内容详实，旨在为科研人员、高级工程技术人员及高年级本科生/研究生提供一个坚实的理论基础和实用的设计指导。 第一部分：膜分离技术基础与材料科学 本部分奠定了膜分离过程的理论基石，并深入剖析了构成高性能膜的关键材料体系。 第一章：分离科学的演进与膜过程概述 本章首先回顾了传统分离技术（如精馏、吸收、萃取）的局限性及其对可持续发展的挑战。随后，引入膜分离作为一种“基于驱动力而非热力学平衡”的新型分离范式。详细阐述了膜分离的基本概念，包括跨膜驱动力（压力差、浓度梯度、电势差）、渗透通量、分离因子（选择性）的定义与量化。通过对不同膜过程（微滤、超滤、纳滤、反渗透、气体分离、渗透蒸发）的操作范围和应用领域进行清晰的分类对比，帮助读者建立宏观认知框架。 第二章：膜的结构、形态与制备技术 本章聚焦于膜的微观世界。首先，对膜的孔径分布、表面形貌、截留机制进行了深入的理论分析，区分了均相膜与非均相膜的传质特性。随后，系统介绍了现代膜材料的制备技术。这包括： 相转化法 (Phase Inversion): 重点讲解了晾置时间、凝固浴温度和溶剂选择对膜结构（对称/非对称结构，指状/海绵状孔隙）的决定性影响。 薄膜蒸发/涂覆法 (Thin-Film Casting): 阐述了适用于制备高分子或有机物薄膜的精确控制技术。 原位聚合与自组装技术 (In-situ Polymerization & Self-Assembly): 探讨如何通过分子间作用力精确调控膜的孔径和化学特性，尤其是用于制备具有规整结构的载体膜。 第三章：膜材料的化学工程 本章深入讨论了膜材料的选择与改性，强调材料的化学结构如何决定其物理性能。详细分析了当前主流膜材料的性能特点： 高分子膜： 重点研究聚砜（PSf）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚酰亚胺（PI）等在耐化学性、机械强度和渗透性之间的权衡。 陶瓷与金属膜： 探讨了氧化铝、碳化硅等无机材料的优势——极高的热稳定性和耐酸碱性，以及在苛刻条件下的应用潜力。 新型功能化材料： 引入了用于特定污染物选择性吸附或反应的界面工程技术，如接枝共聚、表面磺化、以及基于金属有机框架（MOFs）或共价有机框架（COFs）的混合基质膜（MMMs）的设计原理和性能提升机制。 第二部分：过程强化与膜系统的集成优化 第二部分将视角从材料转向系统集成和操作效率的提升，核心在于过程强化（PI）理念在膜分离中的具体体现。 第四章：膜过程的传质与阻力分析 本章对膜过程的动力学进行量化建模。详细推导了不同驱动力下的传质方程，区分了溶质在膜内扩散（Fickian Diffusion）与在膜-流体界面上的传质阻力。重点分析了膜污染（Fouling）的机理、量化模型（如屏蔽层模型、粘滞模型）以及污染物的粘附动力学。本章为后续的系统设计提供了核心的计算工具。 第五章：膜污染控制与清洗策略 膜污染是限制膜过程长期稳定运行的关键瓶颈。本章提供了全面的污染控制和缓解方案： 操作参数优化： 探讨了错流速度、跨膜压力（TMP）对剪切力、浓差极化的影响，并提出了最优操作窗口的选择方法。 预处理技术： 结合传统预处理（混凝、沉淀、砂滤）与新型预处理（电絮凝、超声波辅助）对进水水质的改善效果。 原位清洗（CIP）与解吸附： 详细介绍了酸洗、碱洗、氧化剂清洗的化学机制，以及如何设计高效的清洗周期与流程，恢复膜的初始渗透性能。 第六章：过程强化与膜反应器集成 本章是全书最具创新性的部分之一，探讨如何将膜分离与其他单元操作（反应、吸附、电化学）耦合，实现过程的集约化和能效提升。 膜反应器（Membrane Reactors）： 详细分析了膜用于实时移除反应产物以打破反应平衡（如酯化反应、脱氢反应）或用于选择性提供反应物（如膜催化剂床层）。重点阐述了反应动力学与传质速率的耦合方程求解。 膜接触器与膜蒸馏（MD）： 重点讨论了膜接触器在气体吸收/汽提中的应用，特别是MD技术在低品位热源回收和海水淡化中的潜力，以及如何通过疏水性优化和模块化设计提升其性能。 集成系统设计： 介绍了先进的集成系统（如MBR、RO/NF串联）在水资源循环利用中的设计流程，并引入过程系统工程（PSE）工具对整体流程进行模拟和优化。 第三部分：前沿应用与案例分析 本部分将理论与工程实践相结合，展示膜技术在解决重大工业和环境问题中的具体成就。 第七章：水处理与资源化应用 本章聚焦水处理领域的高级应用，包括： 海水淡化与苦咸水处理： 重点分析了反渗透（RO）的能耗分析、抗污染设计，以及正渗透（FO）作为低能耗替代方案的研究进展。 市政废水深度处理与回用： 结合膜生物反应器（MBR）处理的优势，探讨了微污染物（如药物残留、内分泌干扰物）的去除效率和机理。 工业废水零排放（ZLD）方案： 阐述了RO、NF与蒸发结晶技术的集成路径。 第八章：气体分离与能源转化 本章关注膜技术在气体纯化和能源领域的贡献： 天然气净化： 膜分离在脱除$ ext{CO}_2$、$ ext{H}_2 ext{S}$以及$ ext{N}_2$方面的性能比较与模块设计。 氢气提纯： 钯合金膜在高温高压下的选择性与稳定性研究，及其在制氢-燃料电池系统中的集成。 工业尾气回收： 膜技术在回收高价值组分（如稀有气体、挥发性有机物VOCs）中的成本效益分析。 第九章：生物分离与高端制造 本章探讨了膜分离在对纯度和生物活性要求极高的生物医药和食品工业中的应用： 生物制药领域： 重点讲解了超滤与渗滤在蛋白质分离、疫苗纯化和血浆分离中的精确控制要求。 发酵液分离： 膜技术在菌体回收、目标产物富集中的应用，以及对微生物活性的影响评估。 食品加工： 在乳制品脱盐、果汁浓缩和功能性肽分离中的工业案例分析。 结语 本书不仅是一本教材，更是一本面向未来的工程手册。通过对理论深度的挖掘和对工程实践的细致剖析，读者将能够掌握设计、操作和优化先进膜分离系统所需的全部知识，为推动可持续化学工程的发展贡献力量。 --- 目标读者： 从事膜材料研发的高分子化学家与材料科学家。 从事水处理、化工过程优化的工程师与技术人员。 环境工程、化学工程、生物工程等专业的研究生及博士后研究人员。

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这本书的标题——“聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料理论与实践”——本身就传递出一种严谨和全面的信息。作为一名材料科学的爱好者，我一直对纳米材料在改善传统材料性能方面的潜力感到着迷。聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料，作为其中一个重要的分支，其独特的层状结构和优异的性能使其在诸多领域展现出巨大的应用前景。我非常期待书中能够深入探讨“理论”部分，特别是关于层状硅酸盐在聚合物基体中分散机制的科学解释。我知道，层状硅酸盐的插层和剥离是形成纳米复合材料的关键，而这背后涉及到复杂的界面化学和物理过程。我希望作者能够详细阐述这些机制，包括如何通过表面改性来提高层状硅酸盐与聚合物的相容性，以及如何通过不同的制备方法来控制层状硅酸盐的分散状态，从而实现对复合材料性能的最佳调控。例如，书中是否会介绍如何利用有机改性剂来降低层状硅酸盐的层间距，使其更容易被聚合物分子插层？或者，是否会讲解如何在特定溶剂中实现层状硅酸盐的剥离，形成纳米片分散？同时，“实践”部分也是我非常看重的。我希望看到具体的实验操作指导，包括不同制备方法的流程、关键工艺参数的设置以及相应的表征手段。例如，如何选择合适的聚合物基体和层状硅酸盐填料？在本体共混法中，搅拌速率、温度和时间如何影响分散效果？在原位聚合法中，单体的聚合动力学与纳米填料的分散如何相互影响？此外，我希望书中能够提供一些实际的应用案例，展示如何将这些理论知识和制备技术应用于开发高性能的聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料，例如在汽车轻量化、高阻隔性包装、环保阻燃材料等领域的成功实践。

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初次接触到《聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料理论与实践》这本书，我首先被它所涵盖的领域所吸引。层状硅酸盐纳米复合材料，作为一种性能优异的新型材料，在众多应用领域都展现出巨大的潜力。我十分期待书中能够深入探讨“理论”方面的内容。例如，层状硅酸盐在聚合物基体中的分散机制是关键。书中是否会详细阐述插层、剥离等过程，以及如何通过调整层状硅酸盐的表面性质（如使用有机改性剂）来提高其与聚合物的相容性？我希望能了解到关于纳米填料在聚合物中分散程度对宏观性能（如力学强度、热稳定性、气体阻隔性等）的影响的科学解释。理论的深入理解是实现材料性能优化的基石。同时，“实践”部分对我来说同样重要。我希望能看到书中提供关于聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料的制备方法和工艺的详细介绍。例如，本体共混法、溶液共混法、原位聚合法等，书中是否会详细讲解每种方法的具体操作步骤、关键工艺参数以及它们各自的优缺点？我期待书中能提供实用的指导，帮助我掌握如何制备出具有良好纳米分散性和优异性能的复合材料。此外，材料的表征技术也是必不可少的。我希望书中能够涵盖X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、差示扫描量热法（DSC）、热重分析（TGA）等常用表征手段，并解释如何利用这些技术来评估纳米复合材料的结构和性能。

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“聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料理论与实践”这个标题，点出了一个在材料科学领域极具吸引力的交叉学科方向。我一直对如何利用微观结构的改变来宏观调控材料性能感到好奇，而层状硅酸盐纳米复合材料正是这样一个绝佳的例子。我希望书中能够深刻地阐述“理论”部分，例如，层状硅酸盐的纳米分散是如何实现的？书中是否会详细解释插层和剥离的机制，以及它们如何受到层状硅酸盐的化学结构、层间距以及聚合物基体的性质等因素的影响？我特别期待书中能讲解如何通过化学改性，例如有机膨润土的制备，来提高层状硅酸盐与不同聚合物的相容性，从而实现更优异的纳米分散。理论的深入理解是指导实践的关键。从“实践”的角度来看，我迫切地想了解书中将提供哪些具体的制备技术和工艺。是否会详细介绍本体共混法、溶液共混法、原位聚合法等制备纳米复合材料的常用方法？书中是否会提供关于如何优化工艺参数，例如温度、压力、时间、填料含量等，以获得最佳的分散效果和材料性能的实用指导？此外，我也希望书中能够包含关于如何通过各种表征技术，如XRD、TEM、SEM、AFM、FTIR、DSC、TGA等，来评估纳米复合材料的结构、界面性质以及宏观性能的详细内容。

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这本书的标题——“聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料理论与实践”——勾勒出一个清晰而吸引人的研究图景。作为一名对先进材料充满好奇的读者，我立刻被它所承诺的深度和广度所吸引。层状硅酸盐因其独特的纳米尺度薄片结构，在与聚合物结合后，能够极大地改善材料的性能，例如提高力学强度、热稳定性、阻燃性和气体阻隔性，这使得它们在汽车、航空航天、包装、电子等领域具有巨大的应用潜力。我期待书中能够对“理论”部分进行深入挖掘。例如，书中是否会详细解释层状硅酸盐的插层和剥离机制，以及这些机制如何影响纳米复合材料的微观结构和宏观性能？我希望能够了解到层状硅酸盐的表面化学性质、层间距以及与不同聚合物基体之间的相互作用，以及这些因素如何决定了复合材料的性能。此外，我也希望能看到关于不同聚合物基体（如聚烯烃、聚酰胺、聚酯等）与层状硅酸盐复合时所面临的挑战和解决方案。在“实践”方面，我非常看重书中能否提供清晰、实用的指导。我期待书中会介绍各种主流的制备方法，如本体共混法、溶液共混法、原位聚合法以及超临界流体技术等，并详细分析它们的优缺点、适用范围以及关键工艺参数。是否会包含关于如何选择合适的层状硅酸盐种类、表面改性方法以及优化分散技术以获得最佳性能的实用建议？另外，对于材料的表征，我希望书中能提供关于如何利用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）以及各种热分析技术（如DSC、TGA）来评估纳米复合材料的结构和性能的详细指导。

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当我拿到这本书时，最令我好奇的便是它将如何处理“理论”与“实践”这两个看似互补却又常常难以完美结合的方面。层状硅酸盐纳米复合材料本身就是一个充满挑战的领域，其性能的发挥很大程度上取决于纳米分散的程度、界面相容性以及宏观形貌的控制。我预想书中至少会有一部分内容致力于深入剖析这些关键的科学原理，比如插层、剥离等机制在分子层面上的演变，以及这些微观过程如何影响材料的力学、热学、阻隔性甚至阻燃性等宏观特性。例如，我会期待作者能够详细阐述层状硅酸盐在聚合物基体中的分散状态，从完全插层到部分剥离，再到完全剥离，每一种状态下复合材料的性能变化及其背后的微观解释。同时，对于“实践”部分，我希望看到关于各种制备技术的详细描述，包括本体混合法、溶液混合法、原位聚合法以及超临界流体技术等。每种方法都有其优缺点和适用范围，如果书中能对此进行深入对比分析，并提供相应的工艺参数指导，那将极大地提升其应用价值。此外，复合材料的表征也是至关重要的一环，我期待书中能够涵盖XRD、TEM、SEM、AFM、FTIR、DSC、TGA等多种表征手段，并解释如何通过这些技术来评估纳米分散性、界面相互作用、结晶行为和热稳定性。最终，我希望这本书能提供一些具有代表性的应用案例，展示如何将这些理论知识和制备技术应用于实际产品开发，例如在汽车、电子、包装、建筑等领域的具体应用。

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当我看到“聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料理论与实践”这个标题时，我首先想到的就是它所蕴含的广阔前景和巨大的研究挑战。层状硅酸盐纳米复合材料因其独特的纳米结构和由此带来的优异性能，已成为当前材料科学领域的研究热点。我期待这本书能够系统地梳理和阐述这一领域的最新研究进展，特别是“理论”方面，我希望看到关于层状硅酸盐纳米填料在聚合物基体中分散机理的深入探讨。这包括层状硅酸盐的结构特点、表面化学性质，以及它们如何与聚合物链发生相互作用，从而实现纳米尺度的均匀分散。书中是否会详细介绍插层、剥离等关键的形成机制，并解释不同聚合物基体和层状硅酸盐填料的组合如何影响分散效果？我还会关注书中是否会涉及纳米复合材料的性能预测模型，以及如何通过理论计算来指导材料设计。在“实践”方面，我更关心的是实际的制备技术和工艺。我希望本书能够提供详尽的制备方法介绍，例如本体共混法、溶液共混法、原位聚合法等，并详细分析每种方法的优缺点、操作步骤、关键参数以及可能遇到的问题。例如，如何通过溶胀、有机改性等手段来增强层状硅酸盐的分散性？如何通过调整聚合物的分子量、极性等因素来优化其与层状硅酸盐的相容性？此外，我也非常期待书中能够包含复合材料的表征技术，如XRD、TEM、DSC、TGA等，以及如何通过这些技术来评估材料的纳米分散性、界面结合强度、热稳定性等关键性能指标。

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初次翻阅这本书，我首先被其精炼的标题所吸引——“聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料理论与实践”。它简洁却蕴含着深度，仿佛一座通往前沿材料科学的宝库。我迫不及待地想知道，作者是如何将抽象的“理论”与具体的“实践”巧妙地融合在一起的。这不仅仅是关于两种材料的简单结合，更是关于如何通过精妙的纳米技术，解锁材料性能的全新维度。我脑海中浮现出各种应用场景：更轻更强的汽车零部件，更环保耐用的包装材料，甚至具有特殊功能的生物医学植入物。本书的标题预示着它将深入探讨这些可能性背后的科学原理，解释为何微观结构的改变能带来宏观性能的飞跃。更重要的是，“实践”二字也暗示了书中不会止步于理论的阐述，而是会包含实际的制备方法、表征技术以及性能评估。这对于那些希望将理论知识转化为实际应用的研究者和工程师来说，无疑是极其宝贵的。我期待着书中能够提供清晰的指导，从材料的选择、制备工艺的优化，到最终产品的性能测试，都能有详尽的介绍。这种理论与实践的结合，是我一直以来在相关领域探索中寻觅的。我深信，这本书将为我提供一套完整的知识体系，帮助我更好地理解和掌握聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料的奥秘，并为我的研究项目提供坚实的理论基础和可行的实践指导。它不仅仅是一本书，更像是一位经验丰富的导师，将带领我穿越复杂的科学迷宫，抵达知识的彼岸。

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我被《聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料理论与实践》这本书的标题深深吸引。这个主题触及了当前材料科学的前沿，其“理论”与“实践”的结合预示着一堂全面而深入的学习。我迫切地想知道，书中将如何阐释层状硅酸盐在聚合物基体中分散的微观机制。层状硅酸盐因其层状结构，理论上可以通过插层或剥离的方式，在聚合物基体中形成纳米尺度的分散，从而赋予复合材料优异的性能。我希望书中能够深入剖析这些过程，解释影响插层和剥离效果的关键因素，例如层状硅酸盐的层间距、表面化学性质、以及聚合物的分子结构、极性等。书中是否会提供关于如何通过表面改性来增强层状硅酸盐与聚合物的相容性，从而获得更优异的分散性和界面结合？从“实践”的角度出发，我期待书中能够提供详尽的制备方法和工艺指导。例如，本体共混法、溶液共混法、原位聚合法等，每种方法的具体操作步骤、关键工艺参数的控制（如温度、时间、搅拌速率等）以及可能遇到的挑战和解决方案，都会是我关注的重点。我希望能够通过书中介绍的实践经验，掌握如何制备出高分散、高性能的聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料。此外，材料的表征也是实践过程中不可或缺的一环。我希望书中能够详细介绍如何利用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）等手段来表征纳米分散状态，以及如何通过力学测试、热分析、阻燃性测试等方法来评估复合材料的整体性能。

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阅读本书标题时，“聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料”这几个关键词立刻抓住了我的注意力。这个领域无疑是材料科学研究的热点之一，因为层状硅酸盐（如蒙脱石、蛭石、云母等）作为纳米填料，能够显著改善聚合物基体的性能，同时又不至于大幅增加材料的密度。我尤其感兴趣的是，这本书会如何去阐释“理论”部分。纳米复合材料的性能提升并非简单的物理混合，而是涉及复杂的界面化学、传质传热过程以及纳米填料在聚合物基体中的分散状态。我期待书中能够详细讲解层状硅酸盐的结构特点，包括其层间距、表面电荷以及官能团，以及这些特性如何影响其与不同聚合物的相容性。更进一步，我希望能看到关于插层和剥离机制的深入讨论，理解为什么在某些条件下层状硅酸盐会发生剥离，形成纳米尺度的分散，以及这种纳米分散对材料宏观性能产生的巨大影响。从“实践”的角度来看，我更关注的是实际的制备方法和工艺。如何有效地制备出具有良好纳米分散性的复合材料是关键。书中是否会介绍各种分散技术的优缺点？例如，本体共混法、溶液共混法、原位聚合法等，以及它们各自的适用范围和工艺条件。同时，材料的表征方法也是不可或缺的，我希望书中能够详细介绍如何通过X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）等手段来表征纳米分散状态，并通过力学测试、热分析等方法来评估材料性能的提升。总之，我期待这本书能够提供一个系统性的框架，连接起纳米复合材料的基础理论、制备技术以及实际应用。

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当我第一眼看到“聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料理论与实践”这个书名时，一种强烈的求知欲便油然而生。这个标题精准地涵盖了当前材料科学中一个极具潜力的研究方向。我深知，层状硅酸盐作为一种天然存在的纳米材料，其独特的层状结构和较大的比表面积，使其在与聚合物基体复合后，能够显著提升材料的力学性能、热稳定性、阻燃性以及阻隔性等。我非常期待书中能够深入剖析“理论”层面。例如，层状硅酸盐的插层和剥离机制是如何影响纳米复合材料的形成和性能的？书中是否会详细介绍不同种类的层状硅酸盐（如蒙脱石、蛭石、高岭石等）的结构特点、表面性质及其对复合材料性能的影响？我特别希望能看到关于界面相容性以及如何通过化学改性来增强层状硅酸盐与聚合物基体之间相互作用的详细阐述。理论的深入理解是实现材料性能优化的基础。同时，“实践”部分对我而言同样至关重要。我渴望了解书中会提供哪些具体的制备技术和工艺。是否会介绍如何通过溶胀、有机改性、溶胶-凝胶法、超临界流体技术等多种方法来制备高分散性的聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料？书中是否会提供详细的实验步骤、关键工艺参数的优化建议，以及如何利用各种表征手段（如XRD、TEM、SEM、AFM、FTIR、DSC、TGA等）来评估材料的纳米分散性、结晶行为、热分解过程等？我期待这本书能够成为我深入理解和实践这一领域的“百科全书”。

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