膜材料的制备及应用

《膜材料的制备及应用》从分离膜的构成出发，聚焦于膜制备过程中使用的基本材料，系统介绍了膜材料的分类、制备方法、性能评价及其应用领域，重点阐述了有机膜材料、无机膜材料以及新型金属有机骨架（MOF）膜、共价有机骨架（COF）膜和氧化石墨烯（GO）膜的研究进展。全书共六章，内容涵盖膜技术的基本原理、材料特性、制备工艺及前沿应用，旨在为材料科学、化学工程、环境工程等领域的研究人员和工程技术人员提供参考。
本书兼具学术性与实用性，适合材料科学、化学工程、环境工程等领域的科研人员、工程技术人员及高校师生参考，也可作为相关专业的研究生教材。

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第1章 绪论 001
1.1 膜技术的优势 001
1.2 膜材料的分类 002
1.3 性能评价 003
1.4 应用领域 004
1.5 发展趋势 005
参考文献 005

第2章 有机膜材料 006
2.1 纤维素酯类 006
2.1.1 醋酸纤维素 007
2.1.2 硝酸纤维素 011
2.1.3 混合纤维素 013
2.1.4 乙基纤维素 016
2.2 再生纤维素类 018
2.2.1 合成 019
2.2.2 特点 019
2.2.3 应用 019
2.3 聚烯烃类 020
2.3.1 聚乙烯 020
2.3.2 聚氯乙烯 022
2.3.3 聚丙烯 024
2.4 含氟材料类 026
2.4.1 聚四氟乙烯 026
2.4.2 聚偏氟乙烯 027
2.4.3 聚氟乙烯 029
2.5 聚砜类 032
2.5.1 双酚A型聚砜 032
2.5.2 聚醚砜 034
2.5.3 聚砜酰胺 035
2.6 芳香族聚酰胺 036
2.6.1 制备方法 036
2.6.2 性能 037
2.6.3 应用 037
2.6.4 改性 037
2.7 聚酰胺类 038
2.7.1 制备方法 038
2.7.2 性能 039
2.7.3 应用 039
2.8 聚酰亚胺 040
2.8.1 制备方法 040
2.8.2 性能 041
2.8.3 应用 041
2.8.4 改性 042
2.9 聚碳酸酯 042
2.9.1 制备方法 042
2.9.2 性质 043
2.9.3 应用 044
2.10 聚芳酯类 044
2.10.1 制备方法 044
2.10.2 性质 044
2.10.3 应用 045
2.11 聚哌嗪酰胺 045
2.11.1 制备方法 045
2.11.2 性质 046
2.11.3 应用 046
2.12 聚苯并咪唑 046
2.12.1 制备方法 046
2.12.2 性质 047
2.12.3 应用 047
2.12.4 改性 047
2.13 聚苯醚 048
2.13.1 制备方法 048
2.13.2 性质 048
2.13.3 应用 049
2.14 聚乙烯醇缩丁醛 049
2.14.1 制备方法 050
2.14.2 性质 050
2.15 氢键有机骨架 051
2.15.1 合成 052
2.15.2 性能 053
2.15.3 应用 054
参考文献 054

第3章 无机膜材料 056
3.1 概述 057
3.1.1 金属或金属合金膜 057
3.1.2 多孔金属膜 058
3.1.3 氧化物膜 058
3.1.4 多孔陶瓷膜 058
3.1.5 沸石分子筛膜 059
3.1.6 碳膜 060
3.2 无机膜的制备方法 061
3.2.1 挤出成型法 061
3.2.2 流延成型法 062
3.2.3 溶胶-凝胶法 064
3.2.4 阳极氧化法 064
3.2.5 固态粒子烧结法 065
3.2.6 薄膜沉积法 065
3.2.7 湿化学法 066
3.2.8 浸出法（分相法） 066
3.2.9 有机聚合物热解法 068
3.2.10 沸石分子筛膜的制备方法 068
3.3 无机膜在分离和净化方面的应用 069
3.3.1 气体分离领域 069
3.3.2 液体分离领域 070
3.3.3 无机膜催化领域 073
参考文献 073

第4章 金属有机骨架膜 075
4.1 概述 075
4.2 金属有机骨架材料 077
4.2.1 经典MOF的合成 077
4.2.2 结构表征与稳定性 082
4.2.3 MOF的应用 087
4.3 MOF膜的制备方法 097
4.3.1 MOF混合基质膜的制备方法 097
4.3.2 MOF纳米片复合薄膜的制备 098
4.3.3 原位生长 102
4.3.4 晶种辅助二次生长 105
4.3.5 合成后修饰 107
4.3.6 反向扩散生长 109
4.3.7 层-层自组装 112
4.3.8 无溶剂转换 113
4.3.9 电化学合成 114
4.3.10 其他策略 116
4.4 MOF膜的调控 116
4.4.1 合成温度 116
4.4.2 生长时间 117
4.4.3 前驱液酸碱性 118
4.4.4 支撑体影响 118
4.4.5 溶剂交换影响 118
4.5 MOF膜的应用 119
4.5.1 气体分离 119
4.5.2 液体分离 122
参考文献 130

第5章 共价有机骨架膜 136
5.1 概述 136
5.2 用于膜分离的COF关键特征 137
5.2.1 孔径与孔隙率 138
5.2.2 表面电荷 140
5.2.3 亲水性与疏水性 142
5.2.4 稳定性 143
5.3 COF膜的制备方法 147
5.3.1 原位生长 147
5.3.2 界面聚合 153
5.3.3 逐层叠加生长 158
5.3.4 基于COF的混合基质膜 160
5.4 COF膜的应用 161
5.4.1 液相分离 161
5.4.2 气相分离 170
参考文献 174

第6章 氧化石墨烯膜 178
6.1 概述 178
6.2 制备方法 179
6.2.1 真空抽滤/压力辅助沉积法 180
6.2.2 旋涂法 181
6.2.3 刮涂法 182
6.2.4 逐层组装 183
6.2.5 电泳沉积 184
6.2.6 掺杂 184
6.2.7 混合 185
6.2.8 相转化 186
6.2.9 界面聚合 186
6.3 改性 187
6.4 性质 188
6.4.1 结构特点 188
6.4.2 还原性 190
6.4.3 稳定性 190
6.4.4 水溶液中的渗透性 191
6.4.5 气体选择性 195
6.5 应用 196
6.5.1 气体分离 196
6.5.2 海水淡化 200
参考文献 207