membrane翻译第一部分

前言

并且现在我们所谓的那种膜技术并未形成，也没有投入到大规模的产业化的应用中。那时渗透膜还属于材料科学领域里的前沿科技。刚刚接触到膜，还是在1963年，那时我还是一名研究生。各种膜及膜设备的销量已经增长了100多倍，每年生产的膜总面积可达数千亿平方米。

膜的工业发展较为零散。膜的工业应用主要分为六个sub-groups:反渗透膜;超滤膜;微滤膜;气体分离膜;渗透气化和电透析。很少公司的业务能够涵盖两种或者两种以上的膜应用领域。膜在医疗领域的应用分为三个主要方面:人工肾;血氧器以及可控释放药物。

而这些分散的研究领域是很难就膜科学与技术方向达成一个综合性的论述的，故这本书试图去给出一个膜方面的概述。首先，该书的前几个章节对膜的制备、传输机理以及浓度极差作了综述。在这些排列中，我们不可能做到面面俱到，仅涵盖了主要的技术方法膜在医疗领域中的应用稍微有些变化，另外，在诸如燃料电池和莫传感器等领域的应用，在本书中尚未提及。

对于每一个应用章节，起先我们先对其作了一个简短的背景介绍。我意识到我所认为的关键点与我的大学同学所认为的不同。在此书中我能够给与那些技术实施的工程师们更多的信赖。在理论解释及其它部分，我们用简单的唯象方程或是更为普遍的菲克定律来描绘反渗透膜。

这里并不涉及irreversible热力学，六十年代人们很热衷于用irreversible 热力学方法来解释渗透过程。.作为一个初学者，irreversible动力学方法我用了15年，直到70年代才最终放弃使用。从那以后我才从痛苦中挣扎出来，变得开心了。 虽然这个方法是严峻的，但是它掩藏了tough方程背后所蕴含的一些简单过程的实际物理意义。

因为多数的现代膜技术起源于美国，所以在膜工业领域多采用美国的工程学单位，我并不想Pascal的创立者那样，必须要求采用一致的单位。如果合适我们可以采用公制单位，当针对工业标准时我们就用工程学单位即可。

第一版说明

上学的时候我曾经在期末的乒协测试中得过出乎意料的20分。我的拼写是很差的，那时我唯一能够掌握的只有标点符号。这项工作是由Tessa Ennals and Cindi Wieselman来完成的。因而从初稿到终稿的润色就成为了一项主要工作。

原稿一遍一遍的修改，Cindi 就一遍一遍以惊人的速度将其打出来，毫无怨言。Tessa 帮我更正语言，阐释语句，分解不定式并添加每一处标点符号。她还帮助我与David 合作使用的图释的来源，图片作者，准备数据。对于他们我谨表示深深的感激之情。没有她们辛勤的付出，这本书还远远不够要求。我还得到了MTR的同事和朋友们的帮助。对理论部分（第二章）部分作了修改并提出了大量的建议。.还要感谢负责原稿校订的Marcia Patten 和 校订文献的Marcia Patten。感谢Kenji Matsumoto和Heiner Strathmann，他们二位分别就反渗透膜部分和electrodialysis部分作了修改。在膜的制备和膜材料科学部分，Ingo Pinnau为我们提供了数据和参考文献，还提出了宝贵的建议。

再版说明

第一版问世18个月后，就销售一空。幸运的是，John Wiley & Sons, Ltd 公司同意再版，并使我有机会能够对一些部分进行更新的修订。在膜科学与技术公司担任编辑的Tessa Ennals 推迟了她的退休计划，来帮助我完成新版的修订工作。.再版过程中，Marcia Patten, Eric Peterson, David Lehmann, Cindy Dunnegan and Janet Farrant辅助Tessa完成了文字录入、数据更新、文献核对和手稿校订的工作，对于他们的帮助我表示非常感谢。我非常感激她，并希望她能够渡过一个漫长而愉快的退休期。知晓早期的标注，这次再版她和以前一样，投注了全部的心力。

1、膜科学与技术综述

简介

膜在化工技术领域应用广泛，具有重要作用。 膜的关键性能在于其对物质渗透速率的控制能力。在药物可控释放研究方面，旨在减缓药物的渗透速率，从而控制药物从贮存体到人体的释放过程。膜分离技术的研究则要求，混合物中只有一种组分可以自由通过膜，而其他组分则不可以。本书对膜科学与技术作出了一个总和的概述。

第二章到第四章就膜科学的相关知识做了讲解，这些话题涵盖了膜技术领域的基础知识，诸如：传输机制、膜的制备以及边界层效应等内容。接下来的六章介绍了工业化的膜分离技术，它体现着当前膜技术的一个核心。之后还介绍了载体促进输送以及膜的医学应用。最后，本书对其它的膜技术以及一些尚待开发的领域进行了描述，它们包括膜反应器、膜接触器以及压透析等方面。

膜的历史发展

对膜现象的系统研究可以从18世纪的哲学家那里说起。1748年，Abbe Nolet 为了描述水通过隔膜时的渗透现象，引进了“渗透（osmosis）”这个词。Traube and Pfeffer 用膜对溶解渗透压进行了测量，而van’t Hoff 于1887年采用这种方法得出了范托夫（极限）定律。

整个19世纪直到二十世纪早期，膜在工商业领域没有得到任何应用，它仅作为一种实验室工具应用于物理化学的理论研究。从而推导出了范托夫方程。几乎是在同一时间，Maxwell将理想的选择性半透膜这一概念引入到了气体动力学理论的研究当中。

早期的膜研究者们将任何一种可用的隔膜拿来做实验研究，比如猪、牛、鱼的膀胱，或者是动物内脏的肠衣。随后，火棉胶（硝化纤维素）因其可再生性而受到青睐。1907年，Bechhold 设计了不同孔径硝化纤维素的制备方法，并用气泡实验法检测。Elford, Zsigmondy 和 Bachmann， Ferry等人对Bechhold技术进行了改进，直到30年代早期，火胶棉微孔膜才投入到商业应用。接下来的20年间，微孔滤膜技术不断扩展，其它一些高分子聚合物被用于制备唯恐滤膜，特别是醋酸纤维素的使用。.膜的首个重大应用则是二战后期对于饮用水的