第三章 膜材料和膜制备-2

《膜科学与技术》思考题《膜科学与技术》思考题第⼀章导论1．什么是膜分离过程，⽤图加以解释。

答：膜分离过程以选择透过性膜（固体、液体、⽓体）为分离介质，当膜两侧存在某种推动⼒时，原料侧的组分选则性地透过膜以达到分离和提纯的⽬的。

2．膜分离过程的特点是什么？与传统分离过程相⽐最明显的优势在哪⾥？答：1. 是⼀个⾼效的分离过程。

分离系数⾼达80。

2. 能耗低。

被分离物质不发⽣相变化，分离过程通常在常温下进⾏。

3. 设备简单，占地⾯积⼩，操作⼗分便捷，可靠度⾼。

4 放⼤效应⼩。

设备的规模和处理能⼒可在很⼤程度上变化，⽽效率、设备的单价和运⾏费⽤变化不⼤。

3．膜分离技术主要的分离过程有哪些？这些过程所分离的对象是属于哪种状态的物质？答：反渗透Reverse Osmosis (RO) : 分离离⼦例如：海⽔脱盐、纯⽔制备超滤Ultra filtration (UF) ：分离分⼦例如：果汁的澄清、含油废⽔处理微滤Micro filtration (MF) ：分离粒⼦例如：城市污⽔处理⽓体分离Gas Permeation (GP) ：分离⽓体分⼦例如：富集氧⽓、氢⽓回收4．画出膜组件的⽰意图，标出各物流名称。

5．膜组件有哪⼏种形式？中空纤维膜组件(Hollow Fiber Module螺旋卷式膜组件(Spiral Wound Module)管式膜组件(Tubular Module平板式膜组件(Plate and Frame Module)⽑细管式膜组件(Capillary Module)6．60年代，Souriajan –Lone 研制的是什么膜？60年代,Lobe 和Souriajan 共同研制了具有⾼脱盐率和⾼透⽔量的⾮对称醋酸纤维素(CA)膜,使反渗透过程由实验室转向⼯业应⽤.与此同时,这种⽤相转化技术制备的具有超薄分离⽪层膜的新⼯艺引起了学术和⼯业界的⼴泛重视,在它的推动下,随后迅速掀起了⼀个研究各种分离膜和发展各种膜过程的⾼潮.7．R O、UF、GS分别代表哪些膜过程？RO—表⽰反渗透过程UF—表⽰超滤GS—表⽰⽓体分离过程第⼆章膜材料和膜的制备1．选择膜材料要考虑哪些⽅⾯的因素？答：具有良好的成膜性、热稳定性、化学稳定性、耐酸碱性、耐微⽣物性、耐氧化性。

第8张试卷姓名______________ 班级_______ 学号________复习巩固1、DNA分子多样性的原因是__________________________________________。

2、下图是DNA与RNA的8种核苷酸，分别写出各图的中文全称：腺嘌呤脱氧核苷酸 ____________________ ________________________________________________ ________________________________________________ 胞嘧啶核糖核苷酸 ___________________第三章细胞的基本结构生物膜的流动镶嵌模型基础知识过关一、对生物膜结构的探索历程1、19世纪末，欧文顿通过实验发现，凡是可以溶于脂质的物质，比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜，于是他得出结论：膜由____ 组成。

2、20世纪初，科学家将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，化学分析得出：膜的主要成分是________ 和____ 。

3、1925年，荷兰科学家将一定面积的细胞膜中的磷脂取出，分布于水面上，发现水面上磷脂分子所占的面积是原来细胞膜的2倍，说明得出：脂质分子是_______________。

4、1959年，罗伯特森在电镜观察到细胞膜的暗－亮－暗的三层结构，并提出生物膜的模型是：____________ 的三层结构。

5、1970年，科学家用荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合的实验，证明：膜具有___ 性。

6、1972年，桑格和尼克森提出：______ 模型，为大多数人所接受。

二、流动镶嵌模型的主要内容1、膜的基本支架是______________________；蛋白质有的_____________磷脂双分子层表面，有的____________磷脂双分子层里面，有的___________磷脂双分子层；因为_______________________与________________都可以运动，因此生物膜具有_______________。

制备细胞膜的材料及原因1. 引言细胞膜是细胞的重要组成部分，它起到了细胞内外环境的分隔作用，控制物质的进出和细胞内外的相互作用。

为了研究细胞膜的性质和功能，科学家们常常需要制备细胞膜的模型体系。

本文将介绍制备细胞膜的常用材料及其原因，帮助读者了解细胞膜的制备方法和相关研究。

2. 制备细胞膜的材料2.1. 磷脂磷脂是制备细胞膜的基本材料之一。

磷脂分子由疏水脂肪酸和亲水磷酸基组成，具有两性性质，能够形成双层结构，类似于细胞膜的磷脂双层结构。

磷脂的选择对于细胞膜模型的性质和功能起到了重要的影响。

常用的磷脂有磷脂酰胆碱（PC）、磷脂酰乙醇胺（PE）、磷脂酰丝氨酸（PS）等。

它们具有不同的疏水性和亲水性，可以根据需要调整细胞膜的性质。

例如，磷脂酰胆碱在细胞膜中占据较大比例，可以提高细胞膜的稳定性和流动性；磷脂酰乙醇胺在细胞膜中的含量较低，可以增加细胞膜的负电荷。

2.2. 胆固醇胆固醇是制备细胞膜的另一个重要材料。

胆固醇分子具有类似于磷脂分子的双亲性，可以插入到磷脂双层中，调节细胞膜的性质。

胆固醇的加入可以增加细胞膜的稳定性和流动性，调节细胞膜的流变性质。

胆固醇的含量对于细胞膜的性质有显著影响。

适量的胆固醇可以增加细胞膜的流动性，提高细胞膜对外界环境的反应能力；过多或过少的胆固醇都会影响细胞膜的性质和功能。

2.3. 蛋白质蛋白质是细胞膜的重要组成部分，也是制备细胞膜的关键材料之一。

蛋白质可以与磷脂分子相互作用，调节细胞膜的性质和功能。

在细胞膜模型的制备中，常常需要添加蛋白质来模拟细胞膜的复杂结构和功能。

蛋白质的选择和添加方式对于细胞膜模型的性质和功能起到了重要的影响。

不同的蛋白质具有不同的结构和功能，可以模拟细胞膜中的不同蛋白质。

蛋白质可以通过直接添加到磷脂双层中或者与磷脂分子形成复合物的方式引入细胞膜模型中。

2.4. 其他添加物除了磷脂、胆固醇和蛋白质，制备细胞膜的过程中还可以添加其他物质来调节细胞膜的性质和功能。

薄膜材料制备原理、技术及应用薄膜材料是在基材上形成的一层薄膜状的材料，通常厚度在几纳米到几十微米之间。

它具有重量轻、柔韧性好、透明度高等特点，广泛应用于电子、光学、能源、医疗等领域。

薄膜材料制备的原理主要涉及物理蒸发、溅射、化学气相沉积等方法。

其中，物理蒸发是指将所需材料制成块状或颗粒状，利用高温或电子束加热，使材料从固态直接转变为蒸汽态，并在基材上沉积形成薄膜。

溅射是将材料制成靶材，用惰性气体或者稀释气体作为工作气体，在高电压的作用下进行放电，将靶材表面的原子或分子溅射到基材上形成薄膜。

化学气相沉积是指在一定条件下，将气态前体分子引入反应室，通过化学反应沉积到基材上，形成薄膜。

薄膜材料制备技术不仅包括上述原理所述的基本制备方法，还涉及到不同材料、薄膜厚度、表面质量等方面的特定要求。

例如，为了提高薄膜的品质和厚度均匀性，可采用多台蒸发源同时蒸发的方法，或者通过旋涂、喷涂等方法使得所需薄膜材料均匀地覆盖在基材上。

此外，为了实现特定功能，还可以通过控制制备条件、改变材料组成等手段来改变薄膜的特性。

薄膜材料具有多种应用领域。

在电子领域，薄膜材料可以用于制作集成电路的介质层、金属电极与基板之间的隔离层等。

在光学领域，薄膜材料可以用于制作光学滤波器、反射镜、透明导电膜等。

在能源领域，薄膜材料在太阳能电池、锂离子电池等器件中扮演重要角色。

在医疗领域，薄膜材料可以用于制作人工器官、医用伽马射线屏蔽材料等。

此外，薄膜材料还应用于防腐蚀涂料、食品包装、气体分离等领域。

虽然薄膜材料制备技术已经相对成熟，但是其制备过程中仍然存在一些挑战。

例如，薄膜厚度均匀性、结晶性能、粘附性能等方面的要求十分严格，制备过程中需要控制温度、压力、物质流动等多个参数的影响，以确保薄膜的质量。

此外，部分薄膜材料的制备成本相对较高，制约了其在大规模应用中的推广。

总的来说，薄膜材料制备原理、技术及其应用具有重要的实际意义。

通过不断改进制备技术，提高薄膜材料的制备效率和质量，将有助于推动薄膜材料在各个领域的更广泛应用。

薄膜材料的制备和应用研究进展薄膜材料是一种在日常生活中用途广泛的材料。

它的应用范围涉及光学、电子、生物医学，甚至涂层等很多领域。

制备和应用研究方面也有很多成果，本文将从几个方面介绍薄膜材料的制备方法以及应用研究进展。

一、制备方法1、物理气相沉积法物理气相沉积法是指利用热能或者电子束激励的方式使材料蒸发并沉积在基底上形成薄膜。

这种方法可以制备高质量、高结晶度的薄膜材料。

其中分子束蒸发技术和反蒸发方法属于物理气相沉积法的一种，依靠非常高的真空和完整的分子束，可以制备出高质量的薄膜材料，但是设备成本也非常高。

2、化学气相沉积法化学气相沉积法是指在较低的气压环境下，将材料前驱体分子通过热解、裂解或者还原等化学反应，制备出薄膜材料。

这种方法成本较低，操作简单，可以制备大面积、高质量的薄膜，因此尤其适合大规模生产。

3、物理涂敷法物理涂敷法是指利用物理过程，将材料沉积在基底上形成薄膜。

常见的物理涂敷法有磁控溅射、电子束蒸发、激光蒸发等。

这种方法可以制备出膜层均匀、结构紧密的薄膜，但是缺点是沉积速度较慢，不能用于大面积生产。

4、化学涂敷法化学涂敷法是指利用化学反应将材料前驱体分子沉积在基底上形成薄膜。

常见的化学涂敷法有溶胶凝胶法、自组装法等。

这种方法可以制备出薄膜材料的更多形式，如多孔薄膜、纳米结构薄膜等。

但是化学反应的复杂度和化学材料的不稳定性也增加了制备过程的难度。

二、应用研究进展1、光电材料在光电领域，薄膜材料的应用非常广泛。

其中，一些透明导电薄膜材料如氧化铟锡、氧化镓锌、氧化铟和氧化钙、锡等材料已成为制作 OLED 光电器件的重要材料。

此外，半导体材料如氧化物和硫化物薄膜也被广泛应用于光电器件中，如可见光光伏器件、光传感器等。

因此，随着该领域的发展，薄膜材料在光电设备中的应用前景不断向好。

2、生物医学薄膜材料在生物医学领域的应用也越来越广泛。

其中，一种叫做生物基薄膜的材料能够在各种生物医学应用中发挥重要作用。

聚丙烯薄膜材料的设计和制备一、聚丙烯薄膜材料的概述聚丙烯(PP)是一种热塑性聚合物，具有良好的耐热性、化学稳定性和电气绝缘性能。

它是一种常见的塑料材料，在包装、医疗、建筑等领域有广泛的应用。

聚丙烯薄膜被用作包装材料、电容器隔膜、印刷材料和光学材料等。

二、聚丙烯薄膜的制备方法1. 薄膜挤出法聚丙烯薄膜通常采用薄膜挤出法制备。

挤出法是将熔融聚丙烯塑料通过挤出机挤压出来，经过冷却后形成薄膜材料。

挤出法可以生产高纯度、高质量、高性能的聚丙烯薄膜。

2. 溶液浇铸法聚丙烯薄膜的制备还可以采用溶液浇铸法。

浇铸法是将聚丙烯溶解在溶剂中，然后在平面表面上形成薄膜，最后通过蒸发的方式得到聚丙烯薄膜。

此法需要使用高纯度的溶剂和聚丙烯。

三、聚丙烯薄膜的设计要点1. 成膜条件聚丙烯薄膜的制备需要保证成膜条件，在生产过程中需要控制压力、温度、速度等因素，以确保薄膜的成型和成膜质量。

2. 厚度控制聚丙烯薄膜的制备需要控制薄膜的厚度，通常采用挤出机的挤出头模具形状和挤出机的挤出量控制。

3. 表面性能聚丙烯薄膜的表面性能对薄膜的应用影响很大，因此需要注意控制薄膜的亲水性和透光性。

4. 气密性聚丙烯薄膜的气密性很高，因此在生产过程中需要控制薄膜的微孔度，以保证薄膜的气密性能。

四、聚丙烯薄膜的应用1. 包装材料聚丙烯薄膜作为一种优秀的包装材料，在食品、医药、电子、化妆品和日用品等行业中得到广泛应用。

2. 隔膜材料聚丙烯薄膜在电容器、锂离子电池和其他电子元件中用作隔膜材料，具有良好的绝缘性能和耐高温性能。

3. 其他应用聚丙烯薄膜还在印刷、光学和建筑等领域中得到了应用，例如在建筑中用作隔离材料，在印刷中用作标签材料，在光学中用作光学膜等。

总之，聚丙烯薄膜作为一种重要的材料，在工业应用中起到了不可替代的作用。

制备高质量的聚丙烯薄膜需要注意薄膜的成型条件和气密性，完善的制备工艺和控制措施能够提高聚丙烯薄膜的生产效率和产品性能。

分离膜材料和膜制备技术的研究进展摘要：膜分离技术是当代新型高效的分离技术, 也是二十一世纪最有发展前途的高新技术之一,目前在膜分离过程中, 对膜的研究主要集中在膜材料、膜的制备及膜过程的强化等三大领域; 随着膜过程的开发应用, 人们越来越认识到研究膜材料及其膜技术的重要性。

关键词：分离膜制备发展1.膜分离技术的发展简史膜在自然中,特别是在生物体内是广泛而永恒存在的。

可人类对它的认识、利用、模拟以至人工合成的过程却是及其漫长而曲折的。

人们对膜进行科学的研究则是近几十年来的事。

是在1748 年,诺来特(Nollet ) 就注意到水自发通过猪膀胱而扩散到酒精中。

在1864 年, 特劳贝( Traube) 才成功制成人类历史上第一片人造膜—亚铁氰化酮膜。

但直到1960 年洛布(Loeb) 和索利拉金(Souriraja) 研究出具有商业价值的醋酸纤维素非对称(L - S) 膜,确定了L - S 制膜工业,才开创了膜技术的新纪元。

随后的20 年是“膜技术的黄金时代”。

以石油危机和人类环境意识增强为契机。

伴随相关学科的发展,国内外学者对高分子膜的形成、膜结构、物性、性能、过程及应用等开展研究,取得了很大的进展,为以后膜科学的发展、膜技术的产业化奠定了基础。

[1]与传统的分离操作相比，膜分离具有以下特点：（1）膜分离是一个高效分离过程，可以实现高纯度的分离；（2）大多数膜分离过程不发生相变化，因此能耗较低；（3）膜分离通常在常温下进行，特别适合处理热敏性物料；（4）膜分离设备本身没有运动的部件，可靠性高，操作、维护都十分方便。

2.分离膜分类按膜的材料分类，可分为有机膜、无机膜、液膜；按膜的结构分类，可分为对称膜和不对称膜；按作用机理分类，可分为多孔膜和致密膜；按应用范围分类，可分为微滤膜（MF 膜）、超过滤膜（UF 膜）、反渗透膜（RO 膜）、气体分离膜（GS膜）、离子交换膜等。

[2]2.1 无机膜材料无机膜材料通常具有非常好的化学和热稳定性,但无机材料用于制膜还很有限, 目前无机膜的应用大都局限于微滤和超滤领域[3]。

膜的物理学和化学随着科学技术的不断进步，人们对物质的认识也越来越深刻。

膜作为各种物质之间的界面，在现代生产和生活的各个领域中扮演着至关重要的角色。

因此，研究膜的物理学和化学已经成为一个引人注目的研究热点。

本文将分别从物理学和化学两个角度，探讨膜的相关内容。

一、膜的物理学1.膜的定义膜是由分子、聚合物或无机物质构成的薄膜，其厚度通常在1～1000纳米之间。

膜可以是单一的或多层的，它们在生命体系和工业中发挥着重要的作用。

2.膜的分类按膜的性质可以将其分类为以下几种：（1）超滤膜：指孔径小于100纳米的膜，可以分离高分子物质和小分子物质，广泛应用于生物医药和生产领域。

（2）反渗透膜：利用压力将水和溶质分离的膜，广泛应用于水处理和海水淡化等领域。

（3）电渗透膜：通过电场作用将离子和水分离的膜，广泛应用于制备电解质和清洁化学品等领域。

3.膜的制备技术膜的制备技术通常可以分为物理学、化学和生物学方法。

物理学方法包括旋转涂层、蒸发沉积、自组装等。

化学方法包括原子层沉积、溶胶-凝胶、界面聚合等。

生物学方法包括生物界面技术、膜蛋白表达和纳米技术等。

4.膜的应用随着膜制备技术的不断发展，膜在各个领域中的应用越来越广泛。

以下为膜的几个应用举例：（1）膜在生物医药领域中的应用：用于药物控释、生物传感、病原体检测等。

（2）膜在纳米技术中的应用：用于纳米传感与探针、分子识别和生物成像等。

（3）膜在环境领域中的应用：用于水污染处理、大气净化、废气处理等。

二、膜的化学1.膜的化学成分膜的化学成分通常由聚合物、金属、无机物或复合材料组成。

其中，聚合物膜在各个领域中的应用非常广泛。

2.膜的化学性能膜的化学性能主要包括以下几个方面：（1）抗氧化性：膜的抗氧化性能是衡量其耐久性的重要指标。

（2）生物相容性：膜在生物医药领域中应用较广，其生物相容性对于其使用效果具有重要影响。

（3）热稳定性：膜必须具有较好的热稳定性，才能在强酸、强碱或高温条件下正常使用。

膜技术手册（上、下册）（第二版）加入书架登录•膜技术手册（上册）（第二版）•书名页•内容简介•《膜技术手册》（第二版）编委会•本版编写人员名单•第一版编写人员名单•前言•第1章导言•1.1 膜和膜分离过程的特征•1.2 膜和膜过程的发展历史•1.3 膜•1.4 膜分离过程•1.5 应用总览•1.6 现状与展望•参考文献•第2章有机高分子膜•2.1 高分子分离膜材料•2.2 有机高分子分离膜的制备•2.3 有机高分子分离膜的表征•符号表•参考文献•第3章无机膜•3.1 引言•3.2 无机膜的结构与性能表征•3.3 无机膜的制备•3.4 无机膜组件及成套化装置•3.5 无机膜在分离和净化中的应用•3.6 无机膜反应器•符号表•参考文献•第4章有机-无机复合膜•4.1 有机-无机复合膜简介•4.2 有机-无机复合膜材料•4.3 有机-无机复合膜的制备•4.4 有机-无机复合膜界面结构调控与传质机理•4.5 有机-无机复合膜的应用•4.6 展望•符号表•参考文献•第5章膜分离中的传递过程•5.1 引言•5.2 膜内传递过程•5.3 膜外传递过程•5.4 计算机模拟在膜分离传递过程中的应用•符号表•参考文献•第6章膜过程的极化现象和膜污染•6.1 概述［1］•6.2 浓差极化•6.3 温差极化•6.4 膜污染•符号表•参考文献•第7章膜器件•7.1 膜器件分类•7.2 板框式•7.3 圆管式•7.4 螺旋卷式•7.5 中空纤维式•7.6 电渗析器•7.7 实验室用膜设备•7.8 膜器件设计中应考虑的主要因素•7.9 膜器件的特性比较与发展趋势•7.10 膜器件的规格性能和应用•符号表•参考文献•第8章反渗透、正渗透和纳滤•8.1 概述•8.2 分离机理•8.3 膜及其制备•8.4 膜结构与性能表征•8.5 膜组器件技术［8，43］•8.6 工艺过程设计•8.7 系统与运行•8.8 典型应用案例•8.9 过程经济性•8.10 展望•符号表•参考文献•第9章超滤和微滤•9.1 超滤概述•9.2 超滤膜•9.3 超滤膜组件与超滤工艺•9.4 超滤工程设计•9.5 超滤装置的操作参数•9.6 超滤系统的运行管理•9.7 超滤技术的应用•9.8 微滤•9.9 微孔膜过滤的分离机理•9.10 微孔滤膜的制备•9.11 微孔滤膜的结构和理化性能测定•9.12 微孔膜过滤器•9.13 微孔膜过滤技术的应用•符号表•参考文献•膜技术手册（下册）（第二版）•书名页•内容简介•第10章渗析•10.1 概述•10.2 渗析膜•10.3 渗析原理和过程•10.4 渗析膜组件设计•10.5 渗析的应用•符号表•参考文献•第11章离子交换膜过程•11.1 概述•11.2 基础理论•11.3 离子交换膜制备•11.4 离子交换膜装置及工艺设计•11.5 离子交换膜应用•11.6 离子交换膜过程发展动向•符号表•参考文献•第12章气体膜分离过程•12.1 引言•12.2 气体分离膜材料及分离原理•12.3 气体分离膜制造方法•12.4 相转化成膜机理•12.5 气体分离膜结构及性能表征•12.6 膜分离器•12.7 分离器的模型化及过程设计•12.8 应用•符号表•参考文献•第13章气固分离膜•13.1 概述•13.2 气固分离膜材料与制备方法•13.3 气固分离原理•13.4 气固分离膜的性能评价•13.5 气固分离膜装备•13.6 典型应用案例•符号表•参考文献•第14章渗透汽化•14.1 概述•14.2 基本理论•14.3 渗透汽化膜•14.4 渗透汽化膜器•14.5 过程设计•14.6 应用•14.7 回顾与展望•符号表•参考文献•第15章液膜•15.1 引言•15.2 概述•15.3 乳化液膜•15.4 支撑液膜•15.5 Pickering液膜•15.6 液膜应用•15.7 液膜新进展•符号表•参考文献•第16章膜反应器•16.1 概述•16.2 面向生物反应过程的膜生物反应器•16.3 面向催化反应过程的多孔膜反应器•16.4 面向气相催化反应过程的致密膜反应器•符号表•参考文献•第17章膜接触器•17.1 膜接触器概述•17.2 膜萃取•17.3 膜吸收•17.4 膜蒸馏•17.5 膜脱气•17.6 膜乳化•17.7 膜结晶•符号表•参考文献•第18章控制释放与微胶囊膜和智能膜•18.1 控制释放概述•18.2 微胶囊膜•18.3 智能膜•参考文献•第19章典型集成膜过程•19.1 基于多膜集成的制浆造纸尾水回用技术•19.2 基于膜集成技术的抗生素生产新工艺•19.3 双膜法氯碱生产新工艺•19.4 基于膜技术的中药现代化•19.5 基于反应-膜分离耦合技术的化工工艺•19.6 结束语•参考文献•缩略语表•索引是否关闭自动购买？关闭后需要看完本书未购买的章节手动确认购买。