膜分离科学与技术教学大纲

1、膜分离科学与技术一、课程说明课程编号：050143Z10 课程名称：膜分离科学与技术/Membrane Separation Science and Technology课程类别：专业选修课学时/学分：32/2先修课程：大学数学、大学化学、冶金工程、材料科学有关课程适用专业：冶金工程教材、教学参考书：1、A. I. Schafer, A. G. Fane, I. D. Waite, Nanofiltration: principles and applications, Netherland: Elsevier, 20062、张启修，冶金分离科学与工程，北京: 科学出版社, 20043、朱长乐

2、，膜科学技术，背景：高等教育出版社，20044、时钧, 袁权, 高从堦，膜技术手册，北京: 化学工业出版社, 20015、J.Mulder, Basic Principles of membrane Technology, Boston: Kluwer Academic Publishers, 19966、T. Matsuura, Synthetic membranes and membrane separation processes, Boca Raton: CRC Press, 1996二、课程设置的目的意义膜分离技术是先进的现代分离手段，在冶金、环保、新能源材料和器件等领域得到广泛运用

3、，促进了工业过程的可持续性发展。本课程为冶金工程专业重要的选修课，授课目的是丰富学生的专业知识，促进学生分析和解决问题能力的发展，提高学生的综合素质，使其具备从事膜分离及相关专业的教学、研发或管理工作的基础。三、课程的基本要求知识：初步掌握分离膜种类和分离机理、膜材料的分类、设计和合成、膜制备的主要技术和成型机理、膜应用存在的问题和解决途径、膜过程设计的基本要素，以及膜分离在冶金、环保和能器领域的应用现状等专业知识，以及和上述内容相关的关键性的数学、物理、化学、英语等知识。能力：能够将膜方面所学知识应用到实际生产生活中，能够应用自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析工程问

4、题，以获得有效结论、研究能力。素质：能够基于工程相关背景知识进行合理分析，评价专业工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响。通过课外导学的模式，提升自主学习和终身学习的意识，形成不断学习和适应发展素质。并理解应承担的责任；具有人文社会科学素养、社会责任感，能够在工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任。四、教学内容、重点难点及教学设计章节教学内容总学时学时分配教学重点教学难点教学方案设计（含教学方法、教学手段）讲课(含研讨)实践第1章膜分离简介膜技术的概念和应用范围以及制备和分离机理22/膜技术的概念；膜技术应用范围；膜技术制备和分离机理。针对学生的专业背景

5、理解膜技术的相关知识教学思路：用具体应用实例结合专业技术方法，引出膜技术的概念组织教学；教学模式：课前导学、课堂讲授，课上和课后讨论。第2章膜分离在能器中的应用膜技术在能器中的应用22/能器用膜的概念；如何将膜材料知识运用到新能源领域针对学生的不同专业背景理解膜技术在能器中应用的相关知识教学思路：用具体应用实例结合专业技术，引出膜技术在能器中的应用。教学模式：课前导学、课堂讲授，课上和课后讨论。第3章能器用薄膜能器用薄膜22/电池隔膜的作用机理；电池隔膜的主要材料构成及目前存在的主要问题电池隔膜的机理及与水材料膜的区别教学思路：分析能器中中的膜技术，并课堂展示能器中所用典型膜，然后引出膜在能器

6、中应用；教学模式：原理部分采取课前导学、课堂讲授、布置作业的方式进行，结合实际分析部分采取同学们上台汇报ppt案例方式进行。第4章液压驱动膜（超滤）超滤的概念和应用范围以及制备和分离机理22/超滤的概念；超滤的应用范围；超滤膜的制备方法；超滤的分离机理超滤在冶金等行业的具体应用及机理教学思路：通过分析无水中微粒，引出超滤的概念及其应用，同时讲授相关原理；教学模式：原理部分采取课前导学、课堂讲授、布置作业的方式进行，结合实际分析部分采取同学们上台汇报ppt案例方式进行。第5章液压驱动（纳滤）纳滤的概念和应用范围以及制备和分离机理22/纳滤的概念；纳滤的应用范围；纳滤膜的制备方法；纳滤的分离机理纳

7、滤在冶金等行业的具体应用及机理教学思路：从水体中纳米粒子的过滤现状，引出纳滤的概念，并分析其分离机制；教学模式：原理部分采取课前导学、课堂讲授、布置作业的方式进行，结合实际分析部分采取同学们上台汇报ppt案例方式进行。第6章压力驱动膜及膜组件膜传质过程步骤，膜传质类型、浓差极化、压力驱动膜组件、膜组件排布、等22/膜传质过程步骤、机理；传质类型、浓差极化膜传质过程与机理教学思路：结合已经学过的理化知识，分析膜传质过程步骤，膜传质类型、浓差极化、压力驱动膜组件、膜组件排布、等；教学模式：采取讲解归纳对比法进行教学。教学模式有：课前导学、课堂讲授、课外阅读，专题讨论、专题分析等方式第7章膜材料、膜

8、结构和膜制备膜材料主要类型、膜材料选择的主要方法、膜主要制备方法和工艺以及对膜结构的影响44/高分子聚合物膜材料、无机膜材料、无机-有机杂化膜材料；膜的制备方法对膜性能的影响膜材料的选择、膜的制备方法对膜结构的影响教学思路：从水体中富含不同粒度粒子出发，讲述分离是需采用不同类型的膜，同时开展包括膜制备等方面研究；教学模式：采取讲解归纳对比法进行教学。教学模式有：课前导学、课堂讲授、课外阅读，专题讨论、专题分析等方式。第8章高分子化学反应及自由基聚合高分子的化学反应及自由基聚合22/高分子官能团的反应特点及影响因素；聚合物的化学反应及自由基聚合聚合物膜的化学改性、降解及自由基聚合教学思路：从特定

9、的高分子结构分析入手，分析高分子官能团的反应特点及影响因素，聚合物的化学反应及自由基聚合；教学模式：采取讲解归纳对比法进行教学。教学模式有：课前导学、课堂讲授、课外阅读，专题讨论、专题分析等方式。第9章气体分离膜气体分离膜的分类、传质机理和应用22/气体分离膜的分类；传质机理膜结构和传质机理的对应关系教学思路：从雾霾中离子形态分析出发，对气体分离膜的分类、传质机理和应用等进行细致讲解；教学模式：以讲解、归纳对比法进行教学。教学模式有：课堂讲授、课外阅读，分组讨论、例题分析等方式。第10章膜蒸馏膜蒸馏的分类、传质机理和应用44/蒸馏用多孔膜的材料、结构；膜蒸馏的传质机理，优势和缺点；膜蒸馏的应用

10、膜蒸馏存在的润湿现象和极化现象及其解决方案教学思路：以理化基础知识为基础，开展蒸馏用多孔膜的材料、结构及其应用等方面讲授；教学模式：原理部分采取课前导学、课堂讲授、专题讨论的方式进行，数值模型部分采取案例分析和演算方式进行。第11章渗透汽化膜渗透汽化膜的分类，传质机理和应用22/渗透汽化膜的材料、结构特点；传质机理；应用领域及产业化现状；面临的挑战渗透汽化膜节能的根本原因；渗透汽化膜面临的问题教学思路：以理化基础知识为基础，通过专题介绍和现场教学，突出渗透汽化膜的应用新领域；教学模式：原理部分采取课前导学、课堂讲授、专题讨论的方式进行，数值模型部分采取案例分析和演算方式进行。第12章正渗透膜渗

11、透膜的分类，传质机理，应用现状及潜在的市场44/正渗透和压力延迟渗透的概念，传质机理及模型；各种渗透膜的制备技术及特点；发展趋势渗透膜的传质机理；渗透膜的结构要求；工程应用的经济可行性分析教学思路：以理化基础知识为基础，开展渗透膜的分类，传质机理，应用现状及潜在的市场等讲授；教学模式：原理部分采取课前导学、课堂讲授、专题讨论的方式进行，数值模型部分采取案例分析和演算方式进行。第13章冶金膜分离膜分离技术在冶金工业中的应用/各类分离膜在冶金工业中的应用及所带来的社会经济效益；膜分离与冶金结合的新动态冶金及环境工程对分离膜的要求及现有的解决方案教学思路：通过案例分析来阐明各类分离膜在冶金工业中的应用前景；教学模式：以讲解、归纳对比法进行教学。教学模式有：课堂讲授、课外阅读，分组讨论、例题分析等方式注：实践包括实验、上机等五、实践教学内容和基本要求无实践教学安排。六、考核方式及成绩评定本课程期末集中考核采用笔试进行，平时成绩采用课堂考勤、平