氣體凈化膜材料與膜技術

本書針對大氣污染控制和人類健康保障的重大戰略需求，系統介紹了氣體淨化膜的相關概念和術語、氣體淨化膜分離原理、膜結構表徵和評價方法；按照應用氣體環境特徵，詳細介紹了中低溫淨化膜、高溫淨化膜、多功能淨化膜等不同類型膜材料的製備方法、性能參數和應用進展；最後介紹了氣體淨化膜裝備以及膜在室內空氣淨化、醫療領域和工業領域典型的應用案例。

本書既是對氣體淨化膜相關基礎知識的介紹，也是作者們在該領域的多年研究經驗以及國家自然科學基金、國家重點研發計畫項目、江蘇省傑出青年基金等專案成果的總結，內容豐富，適用性強，反映了該領域的理論研究前沿及應用發展趨勢。本書可供化工、材料、環境、冶金等領域從事空氣過濾材料和氣體淨化技術開發的研究人員，以及高等院校化學工程、材料科學與工程、環境工程等專業的師生參考。

第1章緒論001
1.1定義與術語001
1.1.1氣體淨化膜定義001
1.1.2氣體淨化術語002
1.2氣體淨化膜的分類004
1.2.1氣體除塵膜004
1.2.2氣相污染物淨化膜008
1.2.3氣固相污染物協同淨化膜009
1.3氣固分離原理011
1.3.1氣體過濾原理012
1.3.2影響氣體過濾的因素017
參考文獻019

第2章國內空氣污染狀況及相關標準024
2.1大氣污染現狀及成因024
2.1.1大氣污染的現狀024
2.1.2大氣污染物的來源025
2.2大氣污染物主要類型026
2.2.1氣溶膠狀態污染物027
2.2.2氣相污染物027
2.3工業大氣污染物排放標準028
2.3.1水泥工業排放標準031
2.3.2垃圾焚燒行業排放標準032
2.3.3超低排放標準034
2.3.4其他行業排放標準034
2.4民用氣體淨化產品標準037
2.4.1空氣淨化器標準037
2.4.2潔淨空間等級標準038
2.4.3中國口罩防護等級標準039
2.4.4美國口罩標準042
2.4.5歐洲口罩標準042
參考文獻043

第3章氣體淨化膜結構表徵與性能評價045
3.1微觀結構及表徵方法045
3.1.1微觀結構045
3.1.2膜孔徑及分佈049
3.1.3膜孔隙率051
3.1.4膜厚052
3.2膜材料穩定性052
3.2.1力學性能052
3.2.2親疏液性能054
3.2.3耐溫特性054
3.2.4高溫熱膨脹性能055
3.2.5抗熱震性能056
3.2.6耐腐蝕性能058
3.3性能參數及評價方法060
3.3.1氣體滲透性能060
3.3.2過濾效率060
3.3.3淨化係數061
3.3.4過濾阻力061
3.3.5使用壽命061
參考文獻062

第4章中低溫氣體淨化膜066
4.1雙向拉伸納米纖維膜066
4.1.1概述066
4.1.2雙向拉伸工藝技術067
4.1.3聚四氟乙烯膜的結構與性能068
4.1.4聚四氟乙烯膜的應用069
4.1.5其他雙向拉伸納米纖維膜071
4.2靜電紡絲納米纖維膜073
4.2.1概述073
4.2.2靜電紡絲技術074
4.2.3靜電紡絲納米纖維膜的分類074
4.2.4功能性靜電紡絲納米纖維膜的結構與性能077
4.2.5功能性靜電紡絲納米纖維膜的應用079
4.3特殊浸潤性納米纖維膜材料083
4.3.1概述083
4.3.2雙疏型納米纖維膜083
4.3.3非對稱潤濕型納米纖維膜092
4.4碳納米管膜098
4.4.1概述098
4.4.2碳納米管膜的製備方法099
4.4.3碳納米管膜在氣體淨化中的應用102
參考文獻107

第5章高溫氣體淨化膜117
5.1陶瓷膜117
5.1.1碳化矽陶瓷膜概況118
5.1.2碳化矽陶瓷膜支撐體製備方法118
5.1.3碳化矽陶瓷支撐體成型技術127
5.1.4碳化矽陶瓷分離膜層的製備方法129
5.1.5碳化矽陶瓷膜的應用132
5.2其他膜材料134
5.2.1陶瓷纖維膜134
5.2.2粉末燒結金屬膜139
5.2.3金屬間化合物膜141
5.2.4陶瓷/不銹鋼複合膜143
參考文獻144

第6章氣相污染物淨化膜150
6.1VOCs分離膜150
6.1.1VOCs分離膜材料種類151
6.1.2VOCs分離膜製備方法155
6.1.3VOCs分離膜性能參數156
6.1.4VOCs分離膜傳質模型158
6.1.5VOCs分離膜工藝流程及膜元件設計161
6.1.6VOCs分離膜的工業化應用163
6.2膜吸收脫硫膜165
6.2.1膜吸收脫硫膜種類及特點165
6.2.2膜吸收脫硫膜製備方法166
6.2.3膜吸收脫硫膜性能參數167
6.2.4膜吸收脫硫膜傳質模型168
6.2.5膜吸收與傳統技術的比較174
參考文獻175

第7章多功能氣體淨化膜184
7.1氮氧化物催化降解膜材料184
7.1.1固定源NOx催化降解膜185
7.1.2移動源NOx催化降解膜189
7.2氣固相污染物協同淨化膜192
7.2.1PM2.5與甲醛協同處理納米纖維膜193
7.2.2PM2.5與苯系物協同處理陶瓷催化膜194
7.2.3PM2.5與CO2/SO2/O3等協同處理催化膜196
7.3抗菌氣體淨化膜材料198
7.3.1氣體淨化膜中抗菌劑分類198
7.3.2抗菌氣體淨化膜的製備200
參考文獻202

第8章氣體淨化膜分離裝備206
8.1影響膜過濾的因素206
8.1.1煙氣顆粒物性質206
8.1.2煙氣性質210
8.1.3膜的性能參數210
8.1.4裝備的指令引數211
8.2膜分離元件種類及過濾方式212
8.2.1膜組件種類212
8.2.2終端過濾模式213
8.2.3壁流過濾模式214
8.2.4錯流過濾模式214
8.3膜裝備的設計及結構型式215
8.3.1膜裝備的材料選型215
8.3.2中低溫膜過濾裝備215
8.3.3高溫膜過濾裝備220
參考文獻223

第9章氣體淨化膜在室內空氣淨化中的應用225
9.1室內空氣污染概述225
9.1.1室內空氣污染的來源225
9.1.2室內空氣污染的危害227
9.1.3室內空氣污染的控制227
9.2家用空氣淨化器230
9.2.1家用空氣淨化器原理230
9.2.2空氣淨化器評價指標232
9.2.3膜技術在家用空氣淨化器中的應用234
9.3家用新風淨化系統235
9.3.1家用新風淨化系統原理236
9.3.2膜技術在家用新風淨化系統中的應用237
9.4家用防霧霾紗窗239
9.4.1納米纖維膜防霧霾紗窗240
9.4.2核孔膜防霧霾紗窗241
參考文獻242

第10章氣體淨化膜在醫療領域的應用249
10.1概述249
10.2醫用（輸、注器具用）氣體淨化膜250
10.3口罩膜252
10.3.1靜電駐極熔噴布過濾材料253
10.3.2可重複性使用的膜材料254
10.3.3靜電紡納米纖維膜過濾材料256
參考文獻259

第11章膜技術在工業尾氣淨化中的應用261
11.1膜技術在粉塵超低排放領域的應用261
11.1.1膜技術應用於燃煤電廠粉塵超低排放261
11.1.2膜技術應用於廢棄物煙氣超低排放272
11.1.3膜技術應用於水泥窯爐超低排放275
11.2膜技術在粉體回收領域的應用277
11.2.1膜技術應用於分子篩催化劑回收277
11.2.2膜技術應用於染料回收279
11.3陶瓷膜技術在高溫煙氣淨化領域的應用282
11.3.1陶瓷膜技術應用於燃煤電廠283
11.3.2陶瓷膜技術在焦爐煙氣治理中的應用287
11.3.3陶瓷膜技術在黃磷尾氣治理中的應用291
參考文獻293