金属-有机骨架分离膜 [Metal-Organic Framework Membranes] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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杨维慎，班宇杰 著

图书标签:

• 金属有机骨架
• MOF
• 分离膜
• 膜科学
• 材料科学
• 化学工程
• 气体分离
• 液体分离
• 吸附
• 催化
• 多孔材料

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030520395

版次：1

商品编码：12217045

包装：平装

外文名称：Metal-Organic Framework Membranes

开本：16开

出版时间：2017-09-01

用纸：胶版纸

页数：179

字数：240000

正文语种：中文

内容简介

　　膜分离是一项先进的物质分离技术。膜材料的开发是构筑高效分离膜的核心和基础。金属-有机骨架材料组成丰富、具有多样化的孔道结构，这为膜材料的优化选择提供了广阔的空间。《金属-有机骨架分离膜》依据国内外及作者研究团队在金属-有机骨架分离膜方面的研究进展，从基本原理、实验策略和技术手段等方面深入阐述了金属-有机骨架分离膜的基本类型、制备方法、传质分离机理、表征方法以及应用领域，并展望了金属-有机骨架分离膜的未来发展方向和应用潜力。
　　《金属-有机骨架分离膜》可供膜分离领域的专业人员以及化学、化工和材料领域的研究人员参考使用。

内页插图

目录

前言
1 金属-有机骨架材料概述
1．1 金属-有机骨架材料的组成和结构
1．1．1 金属-有机骨架材料的组成
1．1．2 金属-有机骨架材料的结构
1．2 几种典型的金属-有机骨架材料
1．3 金属-有机骨架材料的性质与用途
1．3．1 金属-有机骨架材料的性质
1．3．2 金属-有机骨架材料的用途
1．4 金属-有机骨架材料的孔道工程与选择性吸附
1．5 金属-有机骨架材料的设计、合成与功能化
1．6 金属-有机骨架材料的计算化学研究
参考文献

2 金属-有机骨架多晶膜的类型及制备方法
2．1 多晶膜的主要类型
2．2 支撑型多晶膜的制备
2．2．1 原位晶化法
2．2．2 二次生长法
2．2．3 反向扩散界面生长法
2．2．4 层层组装法
2．2．5 快速热沉积法
2．3 支撑型取向多晶膜的制备
2．3．1 取向膜的意义
2．3．2 形成机理对制备取向膜的指导
2．4 无支撑型多晶膜的制备
2．4．1 反向扩散界面生长法
2．4．2 二次生长法
2．5 多晶膜的后处理过程
2．6 多晶膜的后修饰过程
参考文献

3 金属-有机骨架杂化膜的类型及制备方法
3．1 金属-有机骨架-石墨烯（氧化石墨烯）杂化膜
3．2 金属-有机骨架-碳纳米管杂化膜
3．3 金属-有机骨架-水滑石杂化膜
3．4 金属-有机骨架-沸石分子筛杂化膜
3．5 金属-有机骨架与其他骨架材料形成的杂化膜
3．6 金属-有机骨架-离子液体杂化膜
3．6．1 离子液体的气体溶解性
3．6．2 支撑型离子液体膜
3．6．3 金属-有机骨架-离子液体杂化膜的类型及制备方法
3．7 金属-有机骨架-有机聚合物杂化膜
3．7．1 表面生长型杂化膜
3．7．2 有机相填充型杂化膜
3．7．3 混合基质型杂化膜
参考文献

4 金属-有机骨架分离膜传质分离机理
4．1 分离膜的基本概念、学术用语及性能参数
4．1．1 分离膜的基本概念与学术用语
4．1．2 分离膜的性能参数
4．2 膜的传质分离过程概述
4．2．1 气体传质分离过程
4．2．2 渗透气化传质过程
4．2．3 蒸气渗透传质过程
4．3 多晶膜的传质分离机理
4．3．1 吸附一扩散分离模型
4．3．2 吸附控制的膜分离过程
……
5 金属-有机骨架分离膜及纳米晶粒的表征方法
6 金属-有机骨架分离膜的应用
7 二维超薄金属-有机骨架分离膜
索引

前言/序言

　　膜分离是一项先进的物质分离提纯技术，因其具有效率高、能耗小、环境友好等特点，在化工、医药等领域中得到了广泛应用。近年来，以无机多孔晶体材料发展出的分离膜，凭借规整的孔道结构和优良的稳定性，受到国际学术界的广泛关注。膜材料的开发是构筑高效分离膜的核心和基础。金属-有机骨架材料是一类新型的多孔晶体材料，它组成丰富、具有多样化的孔道结构，对特定的气体或液体分子具有选择性吸附的特点，这就为膜材料的优化选择提供了广阔的空间。金属-有机骨架分离膜有望在分子尺度上实现对气体、液体的高效分离。
　　本书共七章。第1章为金属-有机骨架材料概述，主要阐述金属-有机骨架材料的组成、结构、性质、用途以及材料的孔道工程和选择性吸附等，为金属-有机骨架分离膜材料的优化选择奠定了基础。第2章与第3章为金属-有机骨架多晶膜与金属-有机骨架杂化膜的类型及制备方法，主要从实验策略方面阐述了金属-有机骨架分离膜的制备方法、技术难点以及形成机理。第4章为金属-有机骨架分离膜传质分离机理，主要结合客体分子在膜材料上吸附（溶解）和扩散理论阐述了金属-有机骨架多晶膜和金属-有机骨架混合基质膜的传质机理及分离模型。第5章为金属-有机骨架分离膜及纳米晶粒的表征方法，主要从技术手段方面阐述了金属-有机骨架分离膜及纳米晶粒的结晶结构、化学组成、原子环境、晶粒度、显微结构与微区形貌、热分析、孔道结构、自由体积、渗透分离性能等表征方法。第6章为金属-有机骨架分离膜的应用，主要阐述了金属-有机骨架分离膜在气体分离以及渗透气化或蒸气渗透液体分离领域的应用潜力。第7章为二维超薄金属-有机骨架分离膜，主要阐述了二维超薄金属-有机骨架分离膜的结构特点、制备和应用过程中所涉及的科学与技术难点以及未来发展方向。
　　近年来，国内外已有不少金属-有机骨架晶体材料的专著出版。将金属-有机骨架晶体材料拓展为分离膜，是其最重要的应用领域之一，但国内外至今未有这方面的专著问世。本书的出版可填补金属-有机骨架分离膜领域的空白，为膜分离领域的专业人员以及化学、化工和材料领域的研究人员提供一定的参考。
　　本书涉及领域较广，其中关联到许多复杂的科学问题，加之金属-有机骨架分离膜正处于快速发展当中，膜类型、制备方法及表征手段等日新月异，书中难免存在诸多不足或疏漏，在此恳请广大读者批评指正。

《炼金术士的星辰图》 这是一个关于炼金术士艾莉雅的故事。她并非寻常的炼金术士，她的目标并非点石成金，而是追寻物质的本源，理解宇宙万物构建的深层逻辑。在古老的图书馆中，艾莉雅偶然发现了一本尘封的羊皮卷，上面绘制着她从未见过的奇特星图，星图的每个节点都由错综复杂的线条连接，如同一个立体而精巧的宇宙模型。 羊皮卷的描述晦涩难懂，却点燃了艾莉雅内心深处对未知的好奇。她发现，这些节点并非遥远的星辰，而是代表着构成世界的基本元素，而连接它们的线条，则是元素之间力量的流动与转化。羊皮卷并非魔法书，而是描绘了一种物质构建的全新哲学——一种由无限微观结构构建而成的、能够实现物质性质跃迁的奇妙理论。 艾莉雅将自己的研究室改造成了一个简陋的实验室，她用尽毕生积蓄，购买了各种奇特的材料：闪烁着微光的矿石，能感知空气流动的植物根须，以及从深海生物身上提取的粘稠液体。她开始尝试复刻羊皮卷中描述的结构，这些结构异常微小，甚至肉眼无法分辨。她用精细的镊子，小心翼翼地将微小的颗粒排列组合，试图构建出那些神秘的节点。 起初，她的尝试屡屡失败。材料无法按照她的意愿排列，结构总是脆弱不堪，甚至发生了一些微小的爆炸，将她的研究室弄得一片狼藉。但艾莉雅并未放弃，她一次次地审视羊皮卷，一次次地调整自己的方法。她意识到，她需要找到一种方法，让这些微观的“节点”能够彼此“咬合”，形成稳定而庞大的网络。 在一次偶然的实验中，她发现一种从火山岩浆中提炼出的黑色粉末，在特定的温度和湿度下，竟然能像磁石一样吸引并固定其他微小的颗粒。这种粉末，成为了她构建星辰图的关键。她将这种粉末作为“胶水”，将那些分散的元素颗粒连接起来，如同星辰图中的线条，将节点紧密地结合在一起。 随着研究的深入，她开始理解，这种结构并非简单的堆砌，而是一种动态的平衡。微观颗粒之间的空隙，能够允许特定的物质通过，而某些物质则会被阻挡在外。这就像一个精密的筛子，能够根据物质的特性进行分离。她将这种结构命名为“星辰之网”，因为它如同夜空中闪烁的星辰，虽然微小，却构成了宏大而有序的宇宙。 艾莉雅成功地构建了第一张“星辰之网”。这张网极其微小，需要借助她特制的放大镜才能勉强看到。然而，当她将含有多种物质的溶液倒在网上时，奇迹发生了。溶液中的某些成分被网孔截留，而另一些成分则顺利通过。她成功地将复杂的混合物分离开来。 这仅仅是一个开始。艾莉雅继续探索，她发现改变“星辰之网”的构建方式，例如改变颗粒的材质、调整颗粒的大小、改变颗粒的排列密度，甚至引入不同的“胶水”，都能够赋予“星辰之网”不同的分离能力。她能够分离出空气中的微尘，能够净化被污染的水源，甚至能够从海洋中提取稀有的金属。 她的名声开始在炼金术士的圈子里流传，人们称她为“物质的编织者”。许多炼金术士前来拜访，希望学习她的技艺。艾莉雅并不吝啬分享，她将自己的发现记录在一本厚厚的笔记中，将那些曾经晦涩难懂的星辰图，转化成清晰易懂的图解和实验步骤。 然而，她深知，这仅仅是物质世界浩瀚奥秘的冰山一角。她知道，还有更多的“星辰图”等待被发现，还有更多的物质世界等待被构建。艾莉雅将自己的笔记本留给了她的学徒，而她自己，则带着对未知更深切的渴望，踏上了新的探索之路，去追寻那更加遥远的星辰。她的故事，成为了炼金术士们口耳相传的传说，激励着一代又一代的后来者，去探索物质的无限可能。

评分☆☆☆☆☆

《金属-有机骨架分离膜》这本书，给我带来了前所未有的阅读体验，它不仅仅是一本技术手册，更是一部关于分子设计与工程创新的史诗。作者以其非凡的洞察力，将MOFs材料从实验室的“宠儿”推向了工业应用的“舞台”。我尤其被书中关于MOFs膜在能源领域应用的章节所吸引。在能源生产和储存过程中，高效的分离技术是至关重要的。例如，在氢气生产和纯化过程中，MOFs膜可以实现高纯度氢气的制备，这对于氢能源的发展具有战略意义。书中详细探讨了不同MOFs结构在气体分离过程中的动力学和热力学机制，并对膜的渗透性和选择性进行了量化分析。作者并没有回避MOFs膜在实际应用中可能遇到的挑战，例如成本、规模化生产以及长期稳定性等问题，而是积极地提出了相应的解决方案和研究方向。这让我感受到作者的深邃思考和对科学探索的执着。这本书不仅仅是材料科学领域的专业书籍，它更触及了化工、环境、能源等多个交叉学科的前沿，是一部值得反复品读的杰作。

评分☆☆☆☆☆

在我手中，《金属-有机骨架分离膜》这本书，不仅仅是纸张和油墨的集合，更是一扇通往新材料与新技术前沿的窗口。作者用一种旁征博引、细致入微的方式，将MOFs膜的方方面面展现在我面前。书中对于MOFs膜在油水分离方面的应用，让我看到了解决全球水资源短缺问题的希望。油水分离在工业生产、环境保护以及日常生活等领域都至关重要，但传统的分离方法往往效率不高，且容易产生二次污染。MOFs膜凭借其疏水性、亲水性以及可调控的表面性质，能够实现高效、选择性的油水分离。作者详细介绍了不同MOFs结构在油水分离中的机理，并列举了大量的实验数据和应用案例。我特别对书中关于MOFs膜的“自清洁”性能的探讨印象深刻，这种特性能够有效减少膜的污染，延长其使用寿命。这本书的实用性和前沿性，让我看到了MOFs分离膜在解决现实世界重大问题方面的巨大潜力。

评分☆☆☆☆☆

《金属-有机骨架分离膜》这本书，是一部关于“精准分离”的百科全书。作者以其深厚的学术功底和敏锐的科学洞察力，将MOFs材料在分离膜领域的最新进展，系统而全面地呈现给读者。书中关于MOFs膜在同位素分离方面的应用，让我大开眼界。同位素分离在核工业、能源以及科学研究等领域具有至关重要的作用，但传统的分离技术往往能耗高、效率低。MOFs膜凭借其对同位素细微尺寸差异的敏感性，有望实现更高效、更经济的同位素分离。作者详细分析了MOFs结构中孔道尺寸、化学势等因素对同位素选择性的影响，并引用了最新的实验数据和理论模拟结果。我尤其被书中关于MOFs膜在分离氢同位素（如氘和氚）方面的研究成果所吸引，这对于核聚变能源的发展具有重要的意义。这本书的严谨性和前瞻性，让我对MOFs分离膜技术的未来充满了无限的遐想。

评分☆☆☆☆☆

阅读《金属-有机骨架分离膜》这本书，犹如接受了一场关于分子尺度工程的“思想启蒙”。作者以其严谨的逻辑和独到的见解，将MOFs这种高度有序的晶体材料，在分离膜领域的应用潜力，展现得淋漓尽致。书中对于MOFs膜在气体储存与分离（例如，天然气储存、碳捕获）方面的深入分析，尤其让我印象深刻。MOFs材料之所以在这些领域表现出色，是因为其巨大的比表面积、可调控的孔道结构以及独特的化学环境，能够实现对气体的强力吸附和选择性分离。作者详细阐述了不同MOFs骨架（如MIL系列、HKUST-1等）在气体吸附和分离过程中的性能差异，并对影响分离效率的关键因素进行了深入探讨。我特别对书中关于MOFs膜的“动态吸附”行为的解读感到着迷，这意味着膜的吸附性能会随着气体组分和压力的变化而变化，这为实现更智能化的分离提供了可能。这本书不仅普及了MOFs分离膜的知识，更激发了我对材料科学和化学工程领域深入探索的欲望。

评分☆☆☆☆☆

翻开《金属-有机骨架分离膜》这本书，我仿佛进入了一个由纳米级“分子笼”构筑的神奇世界。作者以其精湛的写作技巧，将MOFs材料的复杂结构和分离机理，描绘得如同诗歌般优美。书中关于MOFs膜在痕量污染物检测领域的应用，给了我极大的启发。在环境监测和食品安全领域，高效、灵敏的检测技术是必不可少的。MOFs膜凭借其独特的吸附能力和选择性，能够从复杂的基体中富集目标污染物，从而提高检测灵敏度。作者详细介绍了MOFs膜在吸附和检测有机污染物、重金属离子以及生物标志物等方面的应用案例，并提供了详实的实验数据和分析方法。我特别欣赏书中关于MOFs膜的“协同效应”的讨论，例如将MOFs与其他功能材料（如纳米颗粒、聚合物）复合，可以进一步提升膜的分离和检测性能。这本书让我看到了MOFs膜在解决现实世界挑战方面的巨大潜力，也让我对材料科学的未来发展充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

我最近读完一本名为《金属-有机骨架分离膜》的书，内心真是波澜壮阔，久久不能平息。这本书深入浅出地探讨了金属-有机骨架（MOFs）材料在分离膜领域的应用，这绝对是我近年来读到的最激动人心、最具启发性的科学著作之一。作者以极其细腻的笔触，勾勒出了MOFs独特的晶体结构，那种由金属离子和有机配体精确编织而成的三维网络，本身就如同鬼斧神工般的艺术品。我以前只知道MOFs在气体吸附方面有卓越表现，但这本书彻底颠覆了我的认知，它详细阐述了MOFs如何通过其高度可调的孔径、丰富的官能团以及独特的化学性质，转化为高性能的分离膜。书中对于MOFs膜制备方法的介绍，简直是一场工艺的盛宴，从溶液浇铸、相转化，到蒸发诱导自组装，每一种技术都被讲解得如此透彻，仿佛我亲身参与了实验过程。更令我着迷的是，作者并没有止步于理论的阐述，而是花了大量篇幅，用生动的案例和详实的数据，展示了MOFs膜在气体分离（如CO2捕获）、液体分离（如水净化、有机溶剂纳滤）以及同位素分离等领域的突破性进展。我尤其对书中关于MOFs膜在提高气体分离选择性和渗透性方面的讨论印象深刻，这简直是在解决现实世界中最棘手的环境和能源挑战。读完这本书，我感觉自己对材料科学和化工分离领域有了全新的认识，也对未来分离技术的创新充满了无限的憧憬。

评分☆☆☆☆☆

在翻阅《金属-有机骨架分离膜》这本书时，我感觉自己仿佛置身于一个由分子构筑的奇妙迷宫之中，而作者则是那个指引我探索的智者。他将复杂晦涩的MOFs理论，用清晰流畅的语言娓娓道来，使得即使是初学者也能领略到其精妙之处。书中对MOFs膜在水处理领域的应用进行了详尽的描述，这部分内容尤其让我感到振奋。传统的水处理技术往往能耗高、效率低，而MOFs膜凭借其高通量、高选择性的特点，有望彻底改变这一局面。作者详细介绍了MOFs膜在去除重金属离子、有机污染物以及实现海水淡化等方面的潜力，并且引用了大量最新的研究成果作为佐证。我特别被书中关于MOFs膜的“动态孔隙”特性所吸引，这意味着膜的孔道可以根据外界环境（如压力、温度、溶剂）的变化而发生可逆的收缩或膨胀，这种“智能”特性为实现更精细化的分离提供了新的思路。此外，书中还对MOFs膜的稳定性、抗污染性以及长期运行性能进行了深入的探讨，这些都是评价一个分离膜技术是否真正实用化的关键因素。这本书的严谨性与前瞻性，让我对MOFs分离膜技术的未来充满了信心。

评分☆☆☆☆☆

《金属-有机骨架分离膜》这本书，如同一本精密的“分子操作指南”，为我揭示了如何利用MOFs材料实现前所未有的分离精度。作者以其渊博的学识和清晰的思路，将MOFs膜的复杂世界，变得触手可及。书中关于MOFs膜在有机溶剂纳滤（OSN）领域的应用，让我看到了化学工业绿色化的新方向。有机溶剂纳滤是一种高效、节能的分离技术，广泛应用于精细化学品的分离纯化、催化剂回收以及溶剂回收等领域。MOFs膜凭借其对溶剂和溶质尺寸、化学性质的敏感性，能够实现高选择性、高通量的有机溶剂纳滤。作者详细分析了不同MOFs结构在OSN过程中的性能表现，并对膜的稳定性和抗溶胀性进行了深入探讨。我尤其对书中关于MOFs膜与传统OSN膜（如聚合物膜）的性能对比印象深刻，MOFs膜在选择性和通量方面均表现出显著优势。这本书不仅让我了解了MOFs在OSN领域的最新进展，更让我看到了材料科学如何为推动工业的可持续发展做出贡献。

评分☆☆☆☆☆

这本书《金属-有机骨架分离膜》带给我的冲击，远不止于知识的获取，更在于它对我思考方式的重塑。作者以一种近乎哲学家的视角，审视了MOFs材料的本质属性——那种在原子尺度上精确控制的“分子筛”特性。他不仅仅是在介绍一种材料，更是在描绘一种“分子世界的建筑学”。我尤其欣赏书中对于MOFs结构与性能之间关系的深刻洞察。通过巧妙地设计有机配体和选择不同的金属节点，MOFs的孔道尺寸、形状甚至表面化学性质都可以被“量身定制”，这为开发具有特定分离功能的膜提供了前所未有的可能性。书中关于如何利用MOFs膜的“形状选择性”和“化学选择性”来达到高效分离的论述，简直是妙不可言。例如，在二氧化碳捕获领域，MOFs膜能够优先吸附和渗透CO2，而阻挡其他气体，这对于缓解气候变化具有划时代的意义。书中详细分析了不同MOFs结构（如ZIFs、UiOs等）在不同分离体系中的优势和劣势，为研究者提供了宝贵的参考。而且，作者在讨论MOFs膜的制备过程中，也着重强调了“缺陷工程”和“界面工程”的重要性，这表明即使是微小的结构调整，也可能对膜的性能产生巨大的影响。这本书的价值在于，它不仅教会了我“是什么”，更教会了我“为什么”和“如何去”。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，《金属-有机骨架分离膜》这本书的阅读过程，对我来说是一次思维的“洗礼”。作者以一种宏大的视野，将MOFs这种新兴材料在分离技术领域的应用，描绘得淋漓尽致。书中对于MOFs膜在生物医药领域的潜力进行了深入的探讨，这让我耳目一新。例如，利用MOFs膜进行药物缓释、蛋白质分离以及生物样品的前处理，都可能带来革命性的突破。作者详细阐述了MOFs膜的生物相容性、可降解性以及对特定生物分子的选择性识别能力。书中还介绍了如何通过对MOFs膜进行表面修饰，使其具备抗菌、抗凝血等功能，这对于开发新型生物医用材料具有重要的指导意义。而且，作者在讨论MOFs膜的制备和应用时，并没有忽视绿色化学和可持续发展的理念，他积极倡导利用环境友好的溶剂和工艺，最大程度地减少对环境的影响。这本书的深度和广度，都让我受益匪浅，它不仅拓展了我对MOFs材料的认识，更激发了我对跨学科研究的浓厚兴趣。