面向应用过程的陶瓷膜材料设计制备与应用

　　本书围绕面向应用过程的陶瓷膜材料设计、制备与应用的基本构思，对陶瓷膜的材料微结构设计、规模化制备和工业应用进行了较系统的介绍。内容涉及理论与实验研究、工程化开发和工业应用示例。全书分为9章。第1章主要介绍陶瓷膜发展现状以及面向应用过程的陶瓷膜设计的基本方法；第2章和第3章介绍了面向颗粒体系和胶体体系的陶瓷膜材料设计的方法；第4～6章介绍了陶瓷多孔膜和致密膜制备新技术；第7～9章结合工程实际，重点介绍了陶瓷膜在化工、石化、制药工业和含油废水处理等工程中的应用。本书可供化工、石化、制药、环境、材料等领域的教师、研究生、科技工作者阅读参考，也可供相关领域的工程技术人员借鉴。

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第1章 绪论1
参考文献10
第2章 面向颗粒悬浮液体系的陶瓷膜设计方法11
21陶瓷膜微结构对纯水渗透性能的影响12
211陶瓷膜微结构12
212KozenyCarman（KC）方程及改进13
213HagenPoiseuille（HP）方程及改进14
214模型预测比较15
22颗粒体系分离过程膜结构与性能关系模型的建立19
221堵塞过程19
222滤饼生长过程20
223模型求解23
224颗粒悬浮体系的模拟计算24
23陶瓷膜微结构参数对过滤影响的预测25
231膜孔径对渗透通量的影响25
232膜孔径分布宽度对渗透通量的影响29
233膜厚度与孔隙率对渗透通量的影响30
24二氧化钛分离用陶瓷膜的优化设计、制备与应用31
241研究背景31
242水洗液中二氧化钛的分离32
243酸性废水中水合二氧化钛的分离37
25小结40
符号说明40
参考文献41
第3章 面向胶体体系的陶瓷膜设计方法43
31胶体体系膜功能与微结构关系模型的建立43
311膜孔收缩44
312吸附层形成45
32模型求解与验证47
321求解思路47
322无因次化48
323模型参数48
324模型计算与验证49
33陶瓷膜材料对胶体物质的吸附特性研究51
331陶瓷膜材料特性52
332吸附平衡模型53
333吸附动力学方程54
334ZrO2材料吸附特性参数54
335Al2O3材料吸附特性参数60
34面向胶体类体系的陶瓷膜设计、制备和应用62
341研究背景62
342BSA溶液的陶瓷膜分离69
343陶瓷膜在中药精制过程中的应用69
35小结71
符号说明72
参考文献72
第4章 多孔陶瓷膜的制备75
41陶瓷膜厚度的控制76
411多孔陶瓷膜的成膜机理76
412陶瓷膜厚度层状吸浆模型82
413层状吸浆模型模拟计算86
414支撑体对成膜性能的影响92
42陶瓷膜孔径及其分布的控制95
421陶瓷膜孔道的空间几何特性96
422对称多孔陶瓷支撑体层状结构模型98
423非对称多孔陶瓷膜层状结构模型101
43陶瓷支撑体孔隙率的模拟计算106
44陶瓷膜工业化制备及定量控制109
441陶瓷支撑体工业化制备109
442陶瓷膜工业化制备117
45小结123
参考文献124
第5章 混合导体致密透氧膜及膜反应器128
51混合导体透氧膜材料结构与氧传递性能130
511透氧膜材料的分类130
512钙钛矿型氧化物的结构与氧缺陷134
513氧传输机理136
514混合导体透氧膜材料及膜的制备141
52混合导体透氧膜氧渗透性能及稳定性143
521钙钛矿型致密透氧膜的氧渗透性能144
522A位替代的La02A08Co02Fe08O3-δ(A=Sr,Ba,Ca)钙钛矿型透氧膜氧渗透性能149
523制备工艺对钙钛矿型透氧膜氧渗透性能的影响155
53新型混合导体透氧膜材料167
531新型ZrO2掺杂的SrFe06Co04O3-δ（SCFZ）膜材料167
532掺杂不同尺度的ZrO2对SCFZ结构及性能的影响178
533不同ZrO2掺杂量对SCF结构及性能的影响190
534新型Sr(Co, Fe, Zr)O3-δ系列混合导体透氧膜材料200
54担载混合导体透氧膜的制备211
541La06Sr04Co02Fe08O3-δ非对称膜的制备212
542La02Sr08Co08Fe02O3-δ/SiO2/Al2O3复合膜的制备214
55掺杂离子对混合导体透氧膜材料氧渗透性能的影响217
551Ag的掺杂对SrCo08Fe02O3-δ透氧膜表面交换过程的影响218
552掺杂离子的大小对SrCo08Fe02O3-δ氧渗透性能的影响225
56管式混合导体透氧膜制备及氧渗透性能231
561高温密封材料232
562管式钙钛矿型透氧膜的制备232
563膜管的致密度及微观结构233
564抗折强度234
565成型方法对管式膜氧渗透性能的影响235
566管式膜氧渗透过程的数学模型236
57混合导体致密透氧膜反应器242
571甲烷部分氧化制合成气膜反应244
572二氧化碳热分解膜反应263
58小结与展望268
附图270
参考文献271
第6章 透氢钯复合膜282
61氢能源及透氢材料282
611氢能源及氢气分离282
612氢气分离膜283
62金属钯膜研究现状285
621概述285
622金属钯膜（包括其合金膜）的透氢机理285
623氢脆(hydrogen embrittlement)287
624钯合金膜288
625钯复合膜(composite membrane)的载体290
626钯复合膜的制备291
63钯复合膜的表征293
64光催化沉积(PCD)法制备钯复合膜293
641光催化还原的机理293
642金属离子光催化还原的研究294
643金属离子光催化还原的影响因素295
644光催化制备钯复合膜296
65小结305
参考文献306
第7章 陶瓷膜在化工和石化过程中的应用313
71钛白粉生产过程中的粉体回收313
711陶瓷膜回收钛白粉水洗液中钛白粉的实验研究314
712示范装置工艺设计320
713运行结果322
72对氨基苯酚生产过程中骨架镍催化剂的分离和回收322
721陶瓷膜微滤骨架镍催化剂微粒的实验研究323
722膜过滤成套装置的建设与运行327
73环己酮肟生产过程中钛硅分子筛催化剂的循环利用327
731陶瓷膜分离钛硅1分子筛催化剂颗粒的实验研究328
732设备及工艺流程说明330
733运行结果331
74陶瓷膜在制备超细粉体中的应用332
741膜法超细粉体生产新工艺333
742工业装置的工艺设计343
743工业装置的工艺计算343
744工艺流程与设备344
745运行结果346
75小结346
符号说明346
参考文献347
第8章 陶瓷膜在中药和生物医药行业中的应用348
81陶瓷膜在中药制备中的应用348
811陶瓷膜在中药复方“糖渴清”精制中的应用349
812陶瓷膜在中药口服液生产中的应用354
813陶瓷膜污染分析和清洗方法357
82陶瓷膜在生物发酵液除杂中的应用363
821概述363
822肌苷366
823谷氨酸379
824头孢菌素C390
83小结397
参考文献397
第9章 陶瓷膜在含油废水处理过程中的应用400
91陶瓷膜在轧钢乳化液中的应用400
911料液性质403
912膜微结构406
913膜材料性质407
914工艺过程411
915膜污染和清洗413
916操作条件优化与经济分析415
917项目推广419
92陶瓷膜在印钞废水处理中的应用420
921有关参数的影响421
922陶瓷膜处理印钞废水工艺424
923陶瓷膜处理印钞废水经济效益估算427
93小结427
参考文献428