Surface Engineering of Polymer Membranes (Advanced Topics in Science and Technology in China) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer

作者:Zhi-Kang Xu

出品人:

页数:333

译者:

出版时间:2009-03-16

价格:USD 249.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9783540884125

丛书系列:

图书标签:

• CBE
• Surface Engineering
• Polymer Membranes
• Membrane Technology
• Materials Science
• Polymer Science
• Surface Modification
• Separation Science
• Advanced Materials
• China
• Nanotechnology

聚合物膜的先进分离技术：结构、性能与应用（暂定书名） 图书简介 本书旨在全面深入地探讨聚合物膜科学与工程领域的前沿进展，重点关注膜材料的结构设计、性能调控及其在各类分离过程中的创新应用。全书内容涵盖了从基础理论到尖端技术的广泛跨度，特别聚焦于当前高性能膜材料开发所面临的关键挑战和突破方向。 第一部分：聚合物膜材料的结构与性能基础 (Structure and Properties of Polymer Membranes) 本部分将系统回顾聚合物膜材料的基本物理化学原理，并深入剖析决定膜分离性能的核心要素。 第一章：聚合物膜的形态学与自由体积理论 本章将详细阐述聚合物膜的微观结构，包括非晶态、结晶态、相分离结构以及多孔结构和致密结构的区别。重点介绍自由体积理论（Free Volume Theory）在解释气体渗透和液体分离中的作用，讨论温度、压力和溶剂对聚合物链段运动和自由体积变化的影响。同时，探讨先进表征技术，如Positron Annihilation Lifetime Spectroscopy (PALS) 和密度测量法，如何用于量化聚合物的微观孔隙结构。 第二章：聚合物基体制备与膜形态控制 本章聚焦于聚合物膜的经典与新兴制备技术。详细介绍相转化法（Phase Inversion），包括浇铸、凝固浴选择、挥发速率控制等关键参数如何影响膜的孔径分布、厚度及表面粗糙度。在此基础上，深入探讨干/湿相分离法、热致相分离法（TIPS）以及原位聚合技术在制造具有特定拓扑结构膜中的应用。同时，分析控制膜层厚度和支撑层渗透性的策略。 第三章：膜的界面特性与表面改性 膜材料的表面性质是影响其抗污染性和选择性的关键因素。本章探讨膜的表面能、亲/疏水性、表面电荷等界面参数的测量方法。核心内容包括针对性表面改性策略： 接枝聚合（Grafting）： 利用自由基或受控/活性自由基聚合（如ATRP, RAFT）将功能性链段锚定在膜表面，以引入亲水性、抗生物膜形成能力或特定官能团。 等离子体处理： 分析低温等离子体处理对膜表面化学结构和微观形貌的瞬时和持久性影响。 自组装单分子层（SAMs）： 讨论如何利用SAMs精确调控膜的表面能和选择性。 第二部分：先进膜分离技术与过程强化 (Advanced Membrane Separation Technologies) 本部分侧重于将高性能聚合物膜应用于复杂的分离挑战，并介绍过程强化的新型概念。 第四章：气体分离膜的性能极限与机制解析 本章深入分析气体分离膜（如O2/N2, CO2/CH4, 疏水性膜在H2/N2中的应用）的渗透-扩散机制。详细阐述基于Robeson上界（Robeson Upper Bound）的性能评估体系，并探讨如何通过分子筛效应、动力学分离和渗透选择性增强来实现对上界的突破。讨论高压/高渗透性聚合物（如聚二甲基苯基氧化膦，Polymers of Intrinsic Microporosity, PIMs）的研究进展。 第五章：有机溶剂纳滤（OSN）与溶剂兼容性 有机溶剂纳滤是精细化工和制药工业的关键技术。本章聚焦于开发耐受强溶剂（如THF, DMF, 甲醇）的聚合物膜，如聚酰亚胺（PI）、聚砜（PSf）的化学交联或新型聚合物的筛选。深入探讨溶胀行为、膜的稳定性和寿命预测模型。分析溶剂体系、操作压力和温度对分离因数和通量的耦合影响。 第六章：膜蒸馏（MD）与膜接触器技术 膜蒸馏作为一种低能耗的膜过程，尤其适用于高盐度废水处理和浓缩。本部分详细解析了MD过程的传热与传质机理，重点讨论了疏水性聚合物膜（PVDF, PTFE）的孔隙率、孔径分布与抗润湿性（Wettability）之间的关系。同时，介绍膜接触器（Membrane Contactors）在气体吸收/脱除、液体脱气等领域的应用，以及如何优化膜的几何结构以提高传质效率。 第七章：膜生物反应器（MBR）中的抗污染策略 针对水处理应用，本章探讨膜污染的物理化学机制，包括污泥沉积、浓差极化和生物膜的形成。分析通过膜表面功能化（如引入亲水性聚合物刷）、操作条件优化（如跨膜压力的脉冲控制、气擦洗）以及新型高性能膜材料（如超滤/微滤复合膜）来提升膜的抗污染能力和操作稳定性。 第三部分：复合膜系统与未来发展方向 (Composite Systems and Future Directions) 本部分关注多功能膜材料的集成设计以及面向工业化应用的挑战。 第八章：混合基质膜（MMMs）的设计与性能 混合基质膜是实现超越纯聚合物性能的重要途径。本章深入探讨如何将无机纳米填料（如沸石、MOFs、碳纳米管、石墨烯氧化物）均匀分散到聚合物基体中。重点分析界面相容性问题、填料分散均匀性对传质路径的影响，以及如何利用填料的分子筛效应和高渗透性通道来打破经典聚合物的性能限制。讨论有效厚度模型和界面缺陷的表征。 第九章：仿生膜与响应性膜材料 介绍模仿生物系统通道（如水通道蛋白）的高效传质结构。重点阐述智能响应性聚合物（如pH敏感、温度敏感聚合物）在膜分离中的应用，如何实现“按需开启/关闭”的分离功能，例如利用溶剂或外部刺激实现膜孔径或表面性质的动态调控，以应对复杂环境下的分离需求。 第十章：膜过程的能源效率与过程集成 最后，本章将从系统工程的角度，探讨如何通过过程集成（如膜蒸馏与太阳能热利用的耦合、膜接触器与吸收塔的集成）来提高膜分离过程的整体能源效率。讨论膜制备过程的绿色化趋势（如无溶剂或水基成膜技术），以及模块化设计在实现大规模工业应用中的工程挑战与解决方案。 本书特色： 聚焦前沿： 深入探讨了PIMs、MMMs以及膜生物反应器等当前研究热点。 理论与实践结合： 在介绍分离机理的同时，强调了界面化学和宏观操作参数对膜性能的实际影响。 表征技术支撑： 强调了先进的表征手段（如PALS, AFM, XPS）在理解膜性能背后的微观机制中的关键作用。

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我一直认为，材料的性能往往是由其最精细的结构所决定的，而对于高分子膜来说，其表面层的设计和优化，更是决定了其最终的应用效果。无论是用于海水淡化、空气净化，还是生物分离，膜的表面性质都起着至关重要的作用。《Surface Engineering of Polymer Membranes》这个书名，就准确地抓住了这个核心。我预感这本书会详细介绍各种先进的表面工程技术，比如如何通过化学修饰、物理沉积、生物诱导等方法来赋予高分子膜新的特性，例如超亲水性、抗病毒性、选择性吸附能力等。

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作为一名对材料科学的前沿发展有着浓厚兴趣的读者，我一直非常关注高分子材料的最新研究进展，特别是那些能够带来颠覆性创新的技术。《Surface Engineering of Polymer Membranes》这个书名，就精准地指向了高分子膜领域一个非常关键的突破点。我认为，通过精密的表面工程，我们可以极大地提升高分子膜的性能，使其在更广泛的领域得到应用。这本书的副标题“Advanced Topics in Science and Technology in China”更是增添了我阅读的动力，我期待能够从中了解到中国在该领域的最新研究动态和技术积累，为我的学习和研究提供新的思路和方向。

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我对材料表面科学一直有着浓厚的兴趣，特别是将这些理论知识应用于实际材料的性能提升上。高分子膜作为一种在现代工业中扮演着越来越重要角色的材料，其性能的优化离不开精密的表面工程。想象一下，通过精细的表面处理，就可以让原本易于污染的膜变得抗污性极强，或者让原本难以分离的气体能够高效分离，这其中的科学魅力简直令人着迷。《Surface Engineering of Polymer Membranes》这个书名，似乎就预示着这样的科学奇迹。它让我对接下来的内容充满了好奇，我渴望了解书中是否会详细介绍如何设计和实现这些令人惊叹的表面功能。

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这本书的封面设计相当简洁，但信息量却很足。我尤其喜欢封面上那种微妙的纹理感，让我想起了许多复杂的材料表面处理过程。作为一名对高分子材料领域有着浓厚兴趣的读者，我一直渴望能够深入了解如何通过表面工程来优化高分子膜的性能。虽然我还没有实际阅读到书中的具体内容，但从书名本身，我就能感受到它所涵盖的广度和深度。《Surface Engineering of Polymer Membranes》这个名字清晰地表明了其核心主题，即对高分子膜的表面进行工程化处理，以期获得更好的功能特性。这其中必然涉及到诸多先进的科学技术，而“Advanced Topics in Science and Technology in China”的副标题更是让我对接下来的内容充满了期待，我相信它会为我打开一个全新的视角，了解中国在该领域的最新研究成果和技术发展。

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我一直对如何通过精细的材料设计来解决实际问题非常感兴趣，而高分子膜在这方面无疑有着巨大的潜力。然而，许多时候，普通的高分子膜在性能上存在一些瓶颈，而这些瓶颈往往可以通过精湛的表面工程来突破。《Surface Engineering of Polymer Membranes》这个书名，恰恰点明了这一核心。我推测书中会详细阐述如何利用等离子体、辐射诱导、化学接枝、涂层等多种手段，对高分子膜的表面进行精确调控，从而改善其通量、选择性、抗污染性，甚至赋予其特殊的生物活性或电子性能。

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对于长期关注先进材料领域发展的人来说，《Surface Engineering of Polymer Membranes》这个书名无疑能够引起极大的关注。它直接点出了高分子膜这一关键材料，并聚焦于“表面工程”这一核心技术。我一直在思考，如何将抽象的材料科学理论转化为实际的工业应用，而表面工程无疑是连接这两者的重要桥梁。这本书如果能够深入探讨各种表面改性技术，例如在膜表面引入特定的官能团、构建纳米结构、或者改变表面能等，并分析这些改性如何影响膜的孔隙结构、传质效率、化学稳定性以及生物相容性，那将是一笔宝贵的财富。

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我是一名对功能性高分子材料充满热情的学生，经常在阅读文献时遇到各种关于高分子膜的表面改性研究。很多时候，我会发现不同研究团队采用的表面处理技术和策略各有千秋，很难形成一个整体的认知。因此，一本能够系统地介绍高分子膜表面工程的著作，对我来说是十分渴望的。《Surface Engineering of Polymer Membranes》这个书名就显得尤为吸引人。它暗示着这本书将不仅仅是简单地介绍技术，更可能包含对这些技术背后的科学原理的深入剖析，以及在不同应用场景下的最佳实践。

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我对高分子膜在水处理、气体分离、生物医药等领域的应用一直非常关注，而膜的表面性能往往是决定其整体性能的关键因素。比如，亲水性、疏水性、抗菌性、抗污染性等等，这些都与膜的表面结构和化学性质息息相关。因此，我一直在寻找能够系统性地介绍如何调控和改善这些表面性能的书籍。《Surface Engineering of Polymer Membranes》这个书名让我觉得，它很可能就是我一直在寻找的那本宝藏。它不仅聚焦于“高分子膜”这一特定材料，更深入到“表面工程”这一核心技术，预示着书中会对各种先进的表面改性方法，如等离子处理、化学接枝、涂层技术、纳米技术在表面改性中的应用等进行详细阐述。

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最近我开始涉足高分子材料的研究，尤其是在膜分离领域。我发现，对于很多高性能膜材料的设计和制备，表面性质的调控至关重要，但也常常是研究中最具挑战性的部分。我一直在寻找一本能够系统性地梳理这一领域研究进展的书籍，特别是那些能够提供深入的理论分析和实验技术指导的书。《Surface Engineering of Polymer Membranes》这个书名听起来就非常符合我的需求。副标题“Advanced Topics in Science and Technology in China”更让我相信，这本书将包含一些我可能在国际文献中难以轻易获取到的、来自中国研究者的独特见解和创新方法。

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作为一名对材料科学抱有热情的研究生，我对能够提供前沿知识和实用技术的书籍有着极高的需求。看到《Surface Engineering of Polymer Membranes》这个书名，我立刻被吸引住了。它不仅仅是一个技术介绍，更是一个关于“工程”的讨论，这意味着书中很可能不仅仅会罗列各种表面处理方法，还会探讨这些方法背后的原理、过程控制以及对膜性能的影响。而且，副标题“Advanced Topics in Science and Technology in China”更是让我眼前一亮。我一直认为，中国在先进材料领域有着非常活跃的研究团队和创新成果，能够了解到来自中国的最新、最前沿的研究进展，对我来说具有非常重要的参考价值，有助于我拓宽研究视野。

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