膜分离科学与技术  081703M04001H

学期:2020—2021学年(春)第二学期 | 课程属性:专业核心课 | 任课教师:万印华,庄永兵,罗建泉
授课时间: 星期三,第5、6、7 节
授课地点: 教二楼327
授课周次: 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17
课程编号: 081703M04001H 课时: 50 学分: 3.00
课程属性: 专业核心课 主讲教师:万印华,庄永兵,罗建泉 助教:
英文名称: Membrane Separation Science and Technology 召集人:

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14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 分离膜制备与表征  分离膜的制备、相关结构与性能表征方法。
第3章 膜材料结构与性能	 膜材料的种类、结构特征及基本性能,膜材料的结构与性能的相关性,不同膜材料的典型应用。 
第4章 超滤与微滤	超滤和微滤膜的基本原理、性质、材料、制备工艺、保存和表征方法、工艺过程和工程设计计算、操作参数和运行管理、膜污染清洗技术以及应用。	
第5章 纳滤	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6章 反渗透和正渗透	反渗透和正渗透的基本原理、性质、材料、制备工艺和成膜机理、膜结构与性能表征方法、膜组件类型和工艺过程设计规则以及应用。
第7章 渗透气化	渗透汽化的基本原理、过程、设计和应用。
第8章 膜蒸馏          蒸馏的基本概念、原理、主要膜材料、制备方法及进展、传热与传质和典型应用。
第9章 气体分离膜         气体膜分离过程的基本概念、分离原理、膜制备方法、熟悉气体分离膜的性能表征方法
第10章  渗析和电渗析技术       渗析及电渗析的基本概念、原理、主要膜材料、膜的结构与性能表征方法和典型应用。
第11章  智能膜          智能膜的基本概念、原理、主要膜材料、结构与性能表征方法和典型应用。
第12章  生物反应与膜耦合过程           酶膜反应器和膜生物反应器的基本原理、性质、过程、反应器设计和应用。
第13章  新膜及新膜过程          新型膜材料及新膜分离过程的分离原理、特征和应用。 

学时分配与进度计划
课程讲授每一章3学时,计39学时;实验课程6学时;课堂分组讨论3学时;考试2学时,具体安排如下表:
周次	章节	学时
第1周	绪论	3
第2周	分离膜制备与表征	3
第3周	膜材料结构与性能	3
第4周	超滤与微滤	3
第5周	纳滤	3
第6周	反渗透和正渗透	3
第7周	渗透汽化	3
第8周	膜蒸馏	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	智能膜	3
第12周	生物反应与膜耦合过程	3
第13周	新膜与新膜过程	 3
第14周 实验课            3
第15周 实验课           3
第16周 课堂分组讨论和汇报          3
第17周 考试           2

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。