膜分离科学与技术  042M4006H

学期:2017—2018学年(春)第二学期 | 课程属性:专业核心课 | 任课教师:万印华,罗建泉,庄永兵
授课时间: 星期三, 第5、6、7节
授课地点: 教2-429
授课周次: 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16
课程编号: 042M4006H 课时: 50 学分: 3.0
课程属性: 专业核心课 主讲教师:万印华,罗建泉,庄永兵
英文名称: Membrane Separation Science and Technology

教学目的、要求

本课程为生物化工专业研究生的专业核心课,也可作为化学工程、化学工艺、材料学、高分子材料与工程专业研究生的选修课。膜分离技术是近年来新发展起来的分离技术,具有效率高、节能、无放大效应、设备简单、操作方便和可在常温与低温下运行的特点,已在许多领域取得成功应用。通过本课程的学习,希望学生能掌握主要膜分离技术分离基本原理,膜制备方法,浓差极化和膜污染成因、控制方法,膜组件和工艺流程设计选择原则及其典型应用。为用膜技术解决自己研究中的分离浓缩问题和将来工作中的问题打下基础。

预修课程

高分子化学、高分子物理、化工原理与设备、物理化学

教 材

主要内容

课程讲授内容包括绪论,分离膜材料、制备及表征,反渗透技术,纳滤技术,超滤与微滤技术,气体分离膜技术,渗析与电渗析技术以及发展中的膜过程等8章;在实验室讲授和演示典型膜分离过程的操作方法,测试分离效果;针对膜分离科学与技术的最新研究进展,组织学生进行文献调研并做分组讨论。课程讲授的内容提要如下:
章节	主要内容
第1章 绪论	膜、膜过程和膜工业的发展历史,膜与膜过程的分类及分离特点,膜过程中的一些术语。
第2章 分离膜材料、制备及表征	重要膜材料的基本性能,不同制膜工艺及其特点,膜性能测试技术。
第3章 反渗透技术	反渗透的基本概念、原理、主要膜材料、膜制备方法、成膜机理,反渗透膜的结构与性能表征方法,反渗透的组器件类型和工艺过程设计规则以及反渗透的一些典型应用。
第4章 纳滤技术	纳滤基本概念、分离原理,主要膜材料、膜制备方法,纳滤技术最近研究进展,纳滤主要应用情况。
第5章 超滤与微滤技术	微滤和超滤技术分离基本原理,微滤和超滤膜制备过程,组件分类,浓差极化和膜污染,工艺流程选择和在生物化工、食品工业、水处理工程、发酵工业、医药行业、环境保护及清洁生产工艺中的应用。
第6章 气体分离膜技术	气体分离基本原理;膜分类及制备;组件和设备设计;工艺流程设计与在化学工业、石油化工、食品工业和环境保护中的应用。
第7章 渗析与电渗析技术	电渗技术原理;离子交换膜的制备;工艺设计及在水处理、生物工程产品分离、食品工业和环境工程中的应用。
第8章 发展中的膜过程	渗透蒸发,控制释放,膜萃取,膜蒸馏,渗透汽化,膜反应器等新膜过程的分离原理与应用。

四、教学重点与难点 
    重要膜过程的基本原理,所用膜材料及其制备与表征方法;浓差极化与膜污染原理、成因及控制方法;膜过程的组器件类型和工艺过程设计;膜技术的典型应用。

五、学时分配与进度计划
课程讲授每一章3学时,计24学时;实验课程9学时;课堂分组讨论3学时;考试3学时,具体安排如下表:
周次	章节	学时
第1周	绪论	3
第2周	分离膜材料、制备及表征	3
第3周	反渗透技术	3
第4周	纳滤技术	3
第5周	超滤与微滤技术	3
第6周	实验	3
第7周	实验	3
第8周	实验	3
第9周	气体分离膜技术	3
第10周	渗析与电渗析技术	3
第11周	发展中的膜过程	3
第12周	课堂分组讨论	3
第13周	考试	3

参考文献

1. 时钧等,《膜技术手册》,化学工业出版社,北京,2001。 
2. 叶凌碧等,《膜分离技术基础》,科学出版社,北京,1992.
3. Cheryan, M., Ultafiltration(Ultrafiltration) and Microfitration, Technomic Publishing Company, New York, 1998.
4. Journal of membrane Science、Desalination、Separation and purification technology、Chemical engineering journal等学术期刊。