膜分离科学与技术

课程编码：180210081703P2001H 英文名称：Membrane Separation Science and Technology 课时：50 学分：2.50 课程属性：专业核心课 主讲教师：罗建泉等

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。

高分子化学、高分子物理、化工原理与设备、物理化学

第一章 绪论 3.0学时
第1节 膜和膜分离的特征
第2节 膜科学发展史
第3节 膜的分类
第4节 膜组件
第5节 膜性能主要评价指标
第6节 膜过程
第7节 膜过程应用
第8节 膜分离科学与技术发展方向
第二章 分离膜制备与表征 3.0学时
第1节 分离膜制备
第2节 膜结构和性能的表征
第三章 膜材料结构与性能 3.0学时
第1节 分离膜材料及其种类
第2节 高分子分离膜
第3节 无机膜
第4节 无机杂化膜
第四章 超滤与微滤 3.0学时
第1节 概述
第2节 超滤膜的制备和表征
第3节 超滤膜过程
第4节 超滤膜污染清洗
第5节 超滤技术的应用
第6节 微滤膜简介
第五章 纳滤 4.0学时
第1节 纳滤膜概述
第2节 纳滤膜制备
第3节 纳滤膜过程
第4节 纳滤膜的应用
第六章 反渗透和正渗透 5.0学时
第1节 反渗透膜基本性质和原理
第2节 结构和表征
第3节 反渗透膜组件和工艺过程设计
第4节 正渗透原理和膜组件
第5节 汲取液再生技术
第6节 正渗透膜的应用
第七章 渗透汽化膜和膜蒸馏 3.0学时
第1节 概述
第2节 渗透汽化过程的发展
第3节 渗透汽化过程的步骤
第4节 渗透汽化膜性能参数
第5节 渗透汽化分离的传质模型
第6节 浓差极化
第7节 膜材料选择及制备
第8节 渗透汽化膜应用
第9节 膜蒸馏分类
第10节 膜蒸馏的主要性能参数
第11节 新型膜蒸馏研究
第12节 膜蒸馏的应用"
第八章 气体分离膜 3.0学时
第1节 概述
第2节 气体分离膜传递机理
第3节 气体膜分离制备和发展历史
第4节 气体分离膜结构与性能
第5节 膜分离器及分离系统设计
第6节 气体分离膜的应用
第7节 气体分离膜的最新研究进展
第九章 渗析与电渗析膜 3.0学时
第1节 渗析及电渗析原理
第2节 电渗析技术的分类
第3节 电渗析的发展历史
第4节 渗析膜材料
第5节 电渗析过程的基本传质过程
第6节 电渗析器
第7节 渗析膜的应用
第十章 智能膜 3.0学时
第1节 概述
第2节 分离膜的智能化
第3节 智能膜的应用
第4节 新型智能高分子膜
第十一章 生物反应与膜耦合过程 3.0学时
第1节 酶膜反应器概述
第2节 生物催化膜制备
第3节 膜分离耦合过程
第4节 酶膜反应器的应用
第5节 膜生物反应器的基本原理
第6节 膜生物反应器的膜污染控制和典型应用
第十二章 新膜及新膜过程 3.0学时
第1节 质子交换膜
第2节 聚酰胺净水膜
第3节 金属有机框架膜
第4节 氧化石墨烯膜
第5节 碳分子筛膜
第6节 仿生膜
第十三章 实验课 6.0学时
第1节 管式膜组件）
第2节 平板膜片）
第3节 卷式膜组件）
第4节 界面聚合纳滤膜制备实验
第5节 生物催化膜制备实验
第6节 渗透汽化膜过程实验
第十四章 文献报告课 3.0学时
第1节 液体分离膜
第2节 气体分离膜
第3节 新膜材料
第十五章 考试 2.0学时
第1节 考试

罗建泉，2010年获中科院过程工程研究所生物化工专业博士学位，2012年获法国贡比涅技术大学过程工业工程专业博士学位。2012至2014年在丹麦技术大学生物过程工程中心从事博士后研究。2015年入选中科院海外人才引进计划，现为中科院过程工程研究所生化工程国家重点实验室研究员、绿色生化过程研究部主任，中国科学院大学岗位教授。多年来从事高性能分离膜材料制备及其在生物分离和水处理等领域的应用，在Adv. Funct. Mater.、AIChE J.、 Environ. Sci. Technol.等刊物发表SCI收录论文200余篇（7篇高被引），Web of Science他引近6000次，H-index 47，入选全球顶尖前10万名科学家排名榜和全球前2%顶尖科学家榜单。获闵恩泽能源化工奖青年进步奖，侯德榜化工科学技术青年奖，中国膜科技中青年突出贡献专家称号。现任中国膜工业协会医药生物用膜技术专业委员会副秘书长和工程与应用专业委员会委员、中国生物工程学会青委会副秘书长、中国海水淡化与水再利用学会青委会主任委员、《Results in Engineering》副主编编辑、《J. Membr. Sci.》、《Desalination》、《Chinese Chem. Lett.》和《膜科学与技术》编委。庄永兵， 2011年6月毕业于四川大学，获高分子科学与工程博士学位。2011年7月开始在湖南文理学院工作；2013年01月至2017年11先后在韩国汉阳大学（Hanyang University）、加拿大拉瓦尔大学（Laval University）及日本东京工业大学（Tokyo Institute of Technology）从事研究工作。2016年获日本学术振兴会（JSPS）外国人特别研究员奖学金，2017年入选中国科学院过程工程研究所“BR计划”回国工作。在《Progress in Polymer Science》、《Nature Communications》、《Macromolecules》等期刊上发表论文50多篇，申请或获授权专利20多件；参编著作一部。中国电工技术学会绝缘材料与绝缘技术专委会委员，《膜科学与技术》通讯编委。