《膜科学技术》部分习题以及答案
《薄膜光学与技术》期末测验试题A答案
《薄膜光学与技术》期末测验试题A答案————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：2012-2013学年第1学期《薄膜光学与技术》期末考试试题（A 卷）参考答案及评分标准一、填空题 （每空1分，共24分）1、在折射率为3.5的基底表面镀单层减反射膜，对于4000nm 的光波，理论上能达到最佳减反射效果的薄膜折射率为： 1.8708 ，需要镀制的薄膜光学厚度为 1000 nm 。
2、若薄膜的折射率为n ，光线在薄膜内的折射角为θ，则s 、p 光的修正导纳分别为 ncos θ 、 n/cos θ 。
3、对于波长为λ的光来说，单层膜的光学厚度每增加 λ/4 ，薄膜的反射率就会出现一次极值变化。
当薄膜的折射率小于基底折射率时，出现的第一个反射率极值是 极小 （极大、极小）值。
4、虚设层的形成条件是： 薄膜的光学厚度等于半波长的整数倍 。
5、周期性对称膜系(pqp)s 的等效折射率和 基本周期/pqp 的等效折射率完全相同，其等效位相厚度等于 基本周期的s 倍 。
6、折射率为n 1，光学厚度为λ0/4，基底的折射率为n s ，那么，该单层膜与基底的组合导纳为： s n n Y 217、介质高反射膜的波数宽度仅与两种膜料的 折射率 有关，折射率 差值越大 ，高反射带越宽。
8、热偶真空规是通过测量温度达到间接测量 真空 的目的。
9、镀膜室内真空度高表明气体压强 小 ，真空度低则气体压强 大 。
10、薄膜几何厚度的监控通常用 石英晶振 膜厚仪来实现，光学厚度常常采用 光电 膜厚仪来监控。
11、采用PVD 技术制造薄膜器件时，薄膜折射率的误差主要来自三个方面： 膜层的聚集密度 、 膜层的微观组织物理结构 、 膜层的化学成分 。
12、改善膜层厚度均匀性的措施包括 旋转夹具 和 膜层厚度调节板 。
13、采用光电极值法监控膜厚，如果需要镀制光学厚度为900nm 的薄膜，在500-700nm 范围内，可以选取的监控波长为 600 和 514.3 nm 。
膜科学技术试卷
“膜分离技术”课程考试试卷姓名专业、班级学号成绩一、填空题（30分）1、按照膜的形态分类，膜一般可分为、和；按照作用机理分类，膜一般可分为、、和。
（列出四种即可）2、复合膜的制备方法主要为和。
3、反渗透膜的常用材料为类非对称膜和类非对称膜。
4、泡压法是表征膜参数的简单方法。
5、膜组件的常用结构包括、、和类。
6、微滤、超滤、渗析、电渗析等膜分离方法的推动力分别为：、、和等。
7、截至目前为止，电渗析的最大用途是应用于。
7、1984年Asaeda等科学家通过实验结果的研究分析认为，多孔固体膜按气体分离机理，可分为、、和等4 种类型。
9、膜反应器中的膜应具有、和等特性。
10、离子交换膜选择透过性主要由于膜上的和作用而形成的。
二、简述渗透汽化分离的基本特点和分离机理。
（10分）三、简述超滤膜分离过程中浓差极化现象的形成原因、特点及控制方法。
（10分）四、针对中药体系的主要特征，提出从流体力学角度解决膜污染的建议。
（10分）五、以电渗析法苦咸水脱盐过程为例简述电渗析膜分离过程基本原理、分离对象，画出电渗析器分离原理图。
（15分）六、下图为为集成蒸馏与渗透汽化装置，请以乙醇脱水回收为例简述其工艺过程。
（15分）七、某化工厂需要从1100C有机反应体系中即时分离微米级固体催化剂，反应体系处理量要求达到500 m3.h-1，催化剂含量为0.2wt%，选用6套平均孔径50nm的无机氧化铝陶瓷膜及其组件进行分离。
请设计一个连续式、逐步循环浓缩的工艺流程，以实现对催化剂的有效分离和浓缩。
（10分）。
《薄膜科学与技术》课程讲稿-绪论
六、薄膜科技的新进展
1. 纳米薄膜 2. 单分子膜、单原子膜 3. 特殊要求的新薄膜 如高损伤阈值多色光学膜 宽波段红外薄膜
三、薄膜材料与薄膜技术的发展
2. 薄膜材料进展 * 可以制取在平衡状态下不存在的物质 （如SiXO2-X，AlXGa1-Xas） * 可在更低温度下进行物质的合成 （如溅射镀膜、离子镀膜） * 可制备各种各样的薄膜 （金属膜、合金膜、非金属膜、半导体膜、 陶瓷膜、非晶态化合物膜和塑料膜等） * 基体材料不受限制
1.物理气相沉积： 热激活，溅射 --物质的原子或分子逸出 --沉积在基片上形成薄膜， 防止污染，沉积过程在真空中进行。 真空蒸镀（电阻加热、电子束、激光、 分子外延）， 溅射沉积（直流、射频、中频） 离子束 技术 （离子注入、双束技术、离 子束辅助 沉积、离子镀等）。
2. 化学气相沉积： 构成薄膜元素的单质或化合气体 --化学反应 --生成固态物质 --沉积在基片上形成薄膜。 3.溶液镀膜法： 溶液中 --化学反应或电化学反应 --在基 片上沉积薄膜
三、薄膜材料与薄膜技术的发展
3. 应用上的进展
* 产生新物性、新功能 （表面效应、量子效应等） * 电子器件和大规模集成电路 * 磁性膜、磁记录介质 * 绝缘膜、电介质膜 * 压电、铁电、热释电及超导膜、传感器膜等功能薄膜 * 多色光学器件膜、光记录膜、光导膜等光学膜 * 耐磨、抗蚀和自润滑膜 * 装饰膜 应用领域：电子、计算机、磁光记录、信息、传感器、能源、机 械、光学、航空航天和核工业等
四、薄膜的性质
2. 结构与缺陷 2.2 异常结构和化学计量比特性
* 异常结构定义：和相图不符合的结构。 （ 如非晶硅结构，300~400℃以下可制得 稳态结构，表现独特的力, 热, 光, 电磁等 物性，薄膜技术是有力制备手段之一。）
膜科学技术研究
膜科学技术研究一、引言膜科学技术是一门集合了化学、物理、生物等多学科知识的交叉学科。
随着当今社会绿色化、节能化的发展需求，膜科技的应用愈发广泛，其涉及的领域也愈加多元化。
本文将着重探讨膜科技在海水淡化、生物技术、环境污染治理、生物药物分离纯化等方面的应用及其研究进展。
二、海水淡化中的膜科技随着水资源的日益短缺和世界人口的快速增长，海水淡化技术被视作解决水资源紧缺问题的重要途径之一。
其中反渗透膜技术是目前最为成熟、广泛应用的海水淡化技术之一。
反渗透膜是压力驱动下对溶液进行分离的一种膜技术。
由于其能够高效分离盐分、有机物、细菌及其他微生物，被广泛应用于海水淡化领域。
在反渗透膜生产中，最关键的技术就是如何设计优化膜结构的孔径、形貌、厚度等参数，以达到更高的过滤效果同时降低能耗。
对此，近年来国内外的科学家们进行了大量的探讨和研究。
为了解决膜污染导致的效率下降问题，研究者们资助了各种化学清洗、生物降解等方法来清洗膜表面，同时设计了一系列具有自清洁、自修复等性质的新型膜材料。
三、生物技术中的膜科技膜在生物技术领域中的应用越来越多，主要是用于生物过程中的TFF（ Tangential flow filtration ）分离和浓缩分离技术。
在生物制药领域，膜技术对药物的生产效率和药品的纯度都有很大的影响。
以过滤技术为例，膜技术在生物制药中主要应用于生物药物的纯化及超滤浓缩处理等方面。
相对微孔过滤，中空纤维膜过滤具有明显的优势。
因为它的操作成本更低、更现代化且放大规模更容易。
提升孔径大小，可以减少膜的阻力和产生更高的通透量；通过控制表面蛋白质和表面聚电解质电动力学性质，可以更容易的抑制霉菌生长；设计新型膜材料、膜结构和新膜反应器等过程工程，可以提高膜的使用寿命。
四、环境污染治理中的膜科技污染物的分离与回收一直是污染治理的核心目标。
在液相处理中，膜技术在废水回收中具有广泛的应用。
与传统的物理化学方法相比，膜技术在城市污水处理、污水再生、工业废水处理等方面具有更大的应用潜力。
膜科学与技术1
膜科学与技术1论文题目：膜科学与技术摘要：膜科学与技术是一门集传统化学、物理学与工程学于一体的交叉学科。
本文从膜科学的概念、应用和发展前景三个方面进行探讨。
首先介绍了膜的基本概念和分类，指出了膜科学对于环境保护和资源利用具有重要的作用。
然后详细阐述了膜科技在水处理、气体分离、食品加工、医药制造等领域的应用现状以及膜技术的优缺点。
最后，本文展望了膜科学技术的发展前景以及对于科技进步和社会经济发展的积极作用。
关键词：膜科学；膜技术；应用；发展前景1.引言随着人口的日益增长和工业的飞速发展，环境和资源的问题日益凸显。
为了解决这些问题，为了保护环境和利用资源，各国纷纷加大了对绿色环保科研的投入。
膜科技作为一种新型的分离技术，具有非常重要的应用价值。
本文旨在从膜科学的概念、应用和发展前景三个方面进行探讨，旨在对于膜科学概念的了解、膜技术在工业、环保、医药等领域的应用和膜科学未来的发展趋势有一定的了解。
2.膜科学的概念膜科学是涉及膜过滤、膜分离、反渗透处理与膜传递等方面的交叉学科。
膜是一种具有高选择性和渗透能力的分离材料，它的具体形态有平板、螺旋、纤维等多种形式。
根据膜的结构，可分为微滤膜、超滤膜、反渗透膜、气体分离膜等多种。
根据不同的处理手段及压差，膜分离可分为超滤、纳滤、微滤、气体分离和反渗透等各种不同的技术。
膜科学在现代化学领域中发挥着越来越重要的作用。
它的应用包括环境治理、纯化、再利用、化学品生产、生物技术等多个领域。
因此，膜科学技术的研究与发展越来越引人注目，并获得广泛的应用。
3.膜技术的应用3.1 水处理水资源是人类生存和发展的基础，尤其是在水资源短缺的情况下，普及膜技术，实现水的再利用及对水的治理呼之欲出。
膜技术在水处理中的应用主要采用Ultra-Low Pressure (ULP)、Membane Bio-reactor (MBR)等方法进行。
MBR技术是利用微生物将废水中的有机物、氮和磷等物质进行去除，并借助微孔膜和纳滤膜进行过滤处理。
欢迎订阅2009年《膜科学与技术》(双月刊)
［］ 张金波， ６ 傅绍斌， 曾玉彬． 田采 出水 回注处理技术进展 【 ． 油 Ｊ 工业 】
水处 理 ，０ ０２ （０：—． ２ ０ ，０１） ８ ５
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刘 国强等 ， 筛选 高效 原油 降解 菌处理 含 油废水研 究
漫游虫 ； 生物膜 培养 到 ３ ０ｄ时出现 帆 口虫 、 虫 、 钟 草 履虫等 原生动 物 ， ０ｄ时 出现 轮虫 、 条三足 虫 等后 ４ 线 生动物 ， 标志着 生物膜 已逐渐 长至 成熟 。 料表 面 已 填 长 了薄 薄 一层 棕 褐 色 生 物膜 ，膜 厚 在 １ 之 ～２ｍｍ 间。 反应器 各项 参数基 本趋 于稳 定 ， 此认 为填 料挂 至 膜 成功 。原 生动物 的大 量 出现 说 明生物 膜 上 的生物
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［］ 刘勤 亚， ２ 周海东 ． 微生物处理机 油污染废水研究 ［ ． Ｊ 工业用水与 ］ 废水，０ ２３ （） ２３ ． ２ ０ ，３６： —４ ３ ［］ 李军， ３ 杨秀 山， 彭永臻 ． 微生物与水 处理工程【 ． 京： Ｍ】 北 化学工业
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［］ 崔 俊 华 ． 效 原 油 降解 菌 筛 选 驯 化 实 验 研 究 【 ． 海 环 境 科 学 ， １ 高 Ｊ上 ］
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《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。
《薄膜光学与技术》2014期末考试试题B-答案
《薄膜光学与技术》2014期末考试试题B-答案射率）会发生周期性的变化，且薄膜光学厚度每变化λ/4时，透射率出现一次极值（3分）。
利用光电测光方法测量正在镀制膜层的T （或R ）随膜层厚度增加过程中的极值个数，可以获得以λ/4为单位的整数厚度的膜层（2分）。
3、影响膜层厚度均匀性的主要因素有哪些？答：蒸发源发射特性，由蒸发源结构、蒸发膜料不同的发射分布特性引起（3分）；蒸发源与被镀件的相对位置；被镀件的面形（2分）。
四、 计算题（1、2题各10分，第3题20分，共40分）1、已知441n 32n 521n L H G .,.,.===，窄带滤光膜系GHLHLHLHLH2LHLHLHLHA 的峰值透射率是多少？解：根据2H 或2L 为虚设层的特点，膜系可以等效为GHLG 结构， （2分）组合导纳 5958.03.252.144.12222=⋅==G H L n n n Y （3分） 膜系中可以看出，入射介质为空气，因此反射率为%42.65958.015958.01)11(22=⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=+-=Y Y R （3分） 所以，膜系的透射率最终为%58.931=-=R T （2分） 说明：计算结果正确共4分。
如果没有进行分步运算，根据计算情况酌情给分。
2、石英玻璃基底上镀制高反膜G/(HL)5H/A ，若镀膜材料为ZnS 和MgF 2，求峰值反射率和中心波长处反射带的波长宽度？（中心波长500nm ；ZnS 折射率为2.15；MgF 2折射率为1.38；玻璃n g =1.46）解：组合导纳为 7582.26646.138.115.2)(101210122522=⋅===G L H G H L H n n n n n n n Y （2分） 峰值反射率 %51.98)11(2=+-=YY R （2分） 波数宽度 14.0)arcsin(2≈+-=∆LH L H n n n n g π （2分） 波长宽度 )(14014.05002/220nm g g =⋅⋅=∆≈∆λλ （2分）说明：每个步骤的公式正确各2分，4个计算结果正确共2分。
《膜科学技术》部分习题以及答案
绪论了解膜的发展历史我国汉代的《淮南子》已有制豆腐的记叙，后来，人们又知道了制豆腐皮、薄粉等方法。
这可以说是人类利用天然物制得食用“人工薄膜”的最早记载。
早在2000年前，人们在酿造、烹饪、炼丹和制药的实践中，就利用了天然生物膜的分离特性。
古籍中提到“弊箪淡卤”和“海井”淡化海水等记载。
我国的膜技术没有得到应有的发展，出现很早但重视和深化程度不够。
早在1748年，Nelkt就从水能自发地扩散穿过猪膀胱进入酒精的事例中发现了渗透现象;1854年，发现了透析现象，并开始重视膜的研究和应用，最初主要使用的是动物膜; 1864年，Traube制得历史上第一张人工膜──亚铁氰化铜膜;1925年德国成立了世界第一个滤膜公司——赛多利斯（Sartorius），实现膜的工业化；1953年，美国Reid等人首先发现了醋酸纤维素有特殊的半透性质，并对其透水性能加以研究、改进；1960年，制得首张高性能、非对称性醋酸纤维素反渗透膜，用于海水及咸水的淡化；20世纪60年代以来，超滤膜、微滤膜、反渗透膜和气体分离膜生产实现工业化，并进入实用化阶段；遍及海水淡化、环境保护、石油化工、生物、医药、食品、电子等领域，获得巨大经济效益和社会效益。
如果将20世纪50年代初视为膜科学技术研究的起点，截止现在，其发展可分为三个阶段：①50年代为奠定基础阶段；（研究发现）②60年代和70年代为发展阶段，（发现发展）③80年代至今为发展深化阶段。
（开发利用）膜是如何定义的？“膜”是两相之间的不连续区间。
膜的分类方法有哪些？分别是如何分类的？按材料（天然膜、合成膜）按结构（多孔膜、非多孔膜和液膜）按功能（分离、能量转化和生物）按用途（气相系统用膜、气-液系统等）按作用机理（吸附性膜、扩散性、离子交换等）按膜的形状：平板膜、管式膜、中空纤维膜和蜂窝状膜按膜的荷电：可分为荷电膜和非荷电膜膜技术的优缺点有哪些？优点：①高效，简单实用②集成度高，占地少③应用范围广④节能（多数无相变）⑤附加值高⑥易放大，可专一配膜⑦无毒，无公害，无污染，零排放⑧重要缺点：①在操作中膜面会发生污染，使膜性能降低，故有必要采用与工艺相适应的膜面清洗方法;②从目前获得的膜性能来看，其耐药性、耐热性、耐溶剂能力都是有限的，故使用范围受限;③单独采用膜分离技术效果有限，因此往往都将膜分离工艺与其他分离工艺组合起来使用。
薄膜科学与技术A卷答案
《薄膜物理》试卷A答案及评分标准一、填空题（每空1 分，共18分）1·低于一个大气压（1分）2·热传导（1分）3·化学、范德华力、化学键结合力（3分）4·扩散附着、通过中间层附着、宏观效应附着（3分）5·岛状生长模式、层状生长模式、层岛结合生长模式（3分）6·薄膜材料晶格常数与基体材料晶格常数不匹配、薄膜中有较大的内应力和表面张力（2分） 7·空位、填隙原子、杂质原子（3分）8·本征应力、非本征应力(或热应力)（2分）二、名词解释（每个5分，共20分）气体分子的平均自由程：气体分子处于不规则的热运动状态，它除与容器壁发生碰撞外，气体分子间还经常发生碰撞。
每个气体分子在连续两次碰撞之间的平均路程称为气体分子的平均自由程。
离子镀：在真空条件下，利用气体放电使气体或被蒸发物部分离化，产生离子轰击效应，最终将蒸发物或反应物沉积在基片上。
薄膜的尺寸效应：由于薄膜的厚度有限，与块体材料比较，其几何尺寸对薄膜的特性将产生影响，这种现象称为薄膜的尺寸效应，包含厚度尺寸效应和颗粒尺寸效应。
外延生长：是一种制备单晶薄膜的新技术，它是在适当的衬底与合适条件下，沿衬底材料晶轴方向生长一层结晶结构完整的新单晶层薄膜的方法。
三、简答题（每小题8分，共24分）1·答：（1）薄膜是在基片之上生成的，基片和薄膜之间就会存在着一定的相互作用，这种相互作用通常的表现形式是附着，附着是薄膜应用的前提。
（2分）（2）由于基底的约束和薄膜生长过程中的非平衡性，薄膜中通常有较大的内应力。
附着和内应力是薄膜极为重要的固有特征。
（2分）（3）由于薄膜的厚度有限，与块体材料比较，其几何尺寸对薄膜的特性将产生影响，具有明显的尺寸效应。
（1分）（4）具有明显的表面效应和界面效应。
由于薄膜材料的表/界面积同体积之比很大，所以表面效应和界面效应很显著，表面能、表面态、表面散射、表面干涉和界面结构、界面电子态等一系列表面/界面特性对它的物性影响很大。
《薄膜光学与技术》期末考试试题A-标准答案
《薄膜光学与技术》期末考试试题A-答案作者: 日期:2012-2013学年第1学期《薄膜光学与技术》期末考试试题（A卷）参考答案及评分标准一、填空题（每空1分，共24分）1、在折射率为3.5的基底表面镀单层减反射膜，对于4000nm的光波，理论上能达到最佳减反射效果的薄膜折射率为： 1.8708 ，需要镀制的薄膜光学厚度为1000 nm。
2、若薄膜的折射率为n，光线在薄膜内的折射角为9,则s、p光的修正导纳分别为ncos9_、n/cos 9 。
3、对于波长为入的光来说，单层膜的光学厚度每增加辿，薄膜的反射率就会出现一次极值变化。
当薄膜的折射率小于基底折射率时，出现的第一个反射率极值是极小（极大、极小）值。
4、虚设层的形成条件是：薄膜的光学厚度等于半波长的整数倍_________ 。
5、周期性对称膜系（pqp）s的等效折射率和基本周期/pqp 的等效折射率完全相同，其等效位相厚度等于基本周期的s倍。
6折射率为n1,光学厚度为入0/4,基底的折射率为n s,那么，该单层膜与基底的组合导纳为：二二nf / ns _________________7、介质高反射膜的波数宽度仅与两种膜料的折射率有关.折射率差值越大，咼反射带越宽。
8、热偶真空规是通过测量温度达到间接测量真空的目的。
9、镀膜室内真空度高表明气体压强—小—，真空度低则气体压强―大—。
10、薄膜几何厚度的监控通常用石英晶振膜厚仪来实现，光学厚度常常采用光电膜厚仪来监控。
11、采用PVD技术制造薄膜器件时，薄膜折射率的误差主要来自三个方面：」层的聚集密度、膜层的微观组织物理结构、膜层的化学成分。
12、改善膜层厚度均匀性的措施包括旋转夹具和膜层厚度调节板。
13、采用光电极值法监控膜厚，如果需要镀制光学厚度为900nm的薄膜，在500-700nm范围内，可以选取的监控波长为600 和514.3 nm。
二、辨析题：先回答以下说法是否正确？然后说明理由或修改正确。
膜科学与技术
高分子气体分离膜——自具微孔高分子气体分离膜高分子分离膜（polymeric membrane for separation），是由聚合物或高分子复合材料制得的具有分离流体混合物功能的薄膜。
自具微孔高分子（PIMs）是近年来出现的一种新型有机微孔材料，由含有扭曲结构的刚性单体聚合而成，因其具有优越的气体分离性能，吸引了众多研究者的关注，并得到快速发展。
下面将从PIMs及其在气体分离膜中的应用，PIMs 的结构调控以及PIMs改性方面的研究进展进行介绍。
PIMs多由刚性强的多卤代物与含有多个羟基的化合物发生双亲核取代反应得到。
研究表明，只要参加反应的刚性单体中有一个具有扭曲的结构，就可以通过形成苯并二氧六环的反应将具有这种特点的单体与另一种功能型单体连接起来，制备出具有扭曲结构的高分子。
这种主链呈阶梯状的高分子可阻止分子链间有效堆积，形成微孔材料。
PIMs的微孔结构由分子结构决定，不受热处理方式和加工过程的影响。
根据化学结构的差异可将PIMs分为网状PIMs和链状PIMs。
链状PIMs具有可溶解性及微孔结构，特别适用于制备气体分离膜。
链状PIMs由直链单体聚合而成，易溶于大部分溶剂。
因缩聚反应类型的不同，又可将其分为苯并二氧六环体系PIMs和聚酰亚胺体系PIMs。
2004年，RGHH 等成功合成出可溶的链状PIM1-6，其中比表面积最高的是PIM-1。
除PIM-6外，其他PIMs均易溶于极性非质子型溶剂。
首次用于气体分离膜制备的PIMs材料，是2005年Budd等用形成苯并二氧六环的反应合成的PIM-7。
对PIM-1和PIM-7进行气体分离性能测试表明，在所测试的8种气体中，CO2渗透系数最大，这主要取决于PIMs 分子链上的极性基团与CO2之间的相互作用。
PIM-1和PIM-7气体分离膜优越的气体分离性能吸引了更多的研究者投入到对新型链状PIMs的研究中，更多可用于制备链状PIMs的单体也因此得到开发，其中一些研究者致力于不同侧链取代基的PIMs的研究。
2008年《膜科学与技术》总目次(括号内数字依次为卷数、期数、页数)
聚酰亚胺膜在不 同醇 ／Ｋ ｚ 体系中的溶 胀特性 …………………………………………… 杨 丽彬 ，孙本 惠 ， 叶新 ， ２ ， ，４ 徐 等（８ ２ ４ ）
固定基 团种类对双极膜性能 的影响 ………………………………………………………………… 薛艳红 ， 徐铜 文 （８ ３ ５ ２ ， ，）
Ｎ ／ ｔ ０组成对 Ｐ Ｅ Ｋ气体分离膜性 能的影 响 ………………………………… 王志鹏 ， 大令 ，张 守海 ， （８２ ０ ） ＭＰ ＥＯＨ ＰＳ 杨 等 ２ ，，９ 双层膨体聚四氟 乙烯薄膜焊接机理 ……………… ………… ……………… …… ……… 王永军 ， 玉海，张建春 ， ２ ，，４ 郭 等（ ８２ １ ）
Ｐ ＶＡ致密膜在异丙醇水溶 液中的溶 胀平衡模 型… …… …… ……………… …………… 韩 檬 ，张雪梅 ，魏 峰 ， ２ ， ，６ 等（ ８ １２ ） 浸没式中空膜纤维尺寸 的优化模拟 ………………………… ……………… ………… … 王 捷 ， 张宏伟 ，贾 辉 ， ２ ， ，１ 等（ ８ １３ ） 颗粒填料 复合式膜生物反应器运行参数对膜污染 的影 响 …………………………… ……………… …… 杨期 勇 （ ８ １３ ） ２ ， ，５ 聚氨酯均质微孔膜 的制备及结构控制 的研究 ………………………………………… 林
Ｈ ＭＡ—Ｎ Ｐ共聚物表面性能研究 …………………………………………… …… …… …… … 秦建忠 ， Ｅ Ｖ 崔英德 （８ １ ５ ） ２ ， ，０ 聚丙烯微孔膜表 面接枝 聚合丙烯酰胺 的改性研究 ……………………………………… 尹艳红 ，王 辉， 刘玉 霞， ２ ， ，５ 等（８ １ ５ ） 明 ， （８ １ ６ ） 等 ２ ，，０ 乳状液膜法提取制革废水 中 Ｃ ３ ｒ 的传质模型研究 ……………………………………… 罗建洪 ，费德君 ，杨
膜科学技术
第一章导论1.1膜科学技术膜分离过程已逐渐成为化学工业、食品加工、水处理、医药技术等方面的重要分离过程。
已经工业化的有微孔过滤、超滤、反渗透、电渗析和气体分离等，渗透汽化也已建成几种工业规模的装置。
膜分离与反应结合的过程，各种膜反应器的研究与应用也发展较快。
其他非分离膜过程，如控制释放技术、医用人造膜和膜传感应器的种类也不少，有的发展速度将超过膜分离过程。
各种膜过程具有不同的机理，适用于不同的对象和要求。
但有其共同点，如过程一般较简单，经济性较好，往往没有相变，可以在常温下操作，即节约能耗，又特别适用于热敏性物质的处理，在食品加工、医药、生化技术领域有其独特的适用性。
各种膜过程，又以不同结构与性能的膜为主要决定因素。
因此，各种膜过程、膜的形成机理、膜材料和成膜条件，以及如何控制其结构等，都是膜科学技术领域中的重要内容。
膜科学技术涉及的学科不少，例如：适应不同分离要求的膜“剪裁技术”，它与膜材料和结构的研究有关，属于高分子化学和无机化学的研究范畴；过程的分离特性、传质性质、机理和数学模型，属于无机化学和数学研究范畴；过程中涉及的流体力学、传热、传质、化工动力学以及过程的设计和工业应用，主要属于化学工业研究范畴；生化技术、医药方面的应用，涉及生物学和医学；生物膜、生物合成膜属于化学和生物学的研究范畴；其他如食品、石油和环境保护的领域的膜过程，还涉及有关各行业和学科。
在科学发展和相互渗透的基础上，膜科学技术有了迅速的发展；同时，膜科学技术的研究和应用，也促进了有关学科的开拓和发展。
近20多年来，国际上应用化学和化学工程学科对膜科学技术较为重视，因此膜科学技术在化学、化工领域中的应用发展较为显著，正在与材料科学、药物学、电子工业学和生命科学等学科更好等交叉结合，以解决现代科学中的很多重要问题。
1.1.1膜的定义一个包含各方面的精确的、完整的膜（membrane）定义是不容易得出的。
现代著名科学家霍金（Stephen Hawking ）认为我们生活在一张大“膜”上，写了“Brane New World”（原书“The University in a Nutshell”中第七章）把新世界的模型描写为膜的世界。
2014-2015膜科学与技术考试题
1.对分离膜进行化学清洗可能用到的化学试剂有哪些？各试剂可主要去除何种污染物，原理是什么？P292减少膜污染的方法：水力学清洗、机械清洗、化学清洗、电清洗化学清洗从本质上讲，是污染物与清洗剂之间的一个多项反应。
清洗剂改变污染物的组成或属性，然后使其排出膜元件，恢复膜元件的性能。
主要用到的化学试剂：酸（“三酸”、磷酸、草酸、柠檬酸）；碱（NaOH、KOH）；·生物酶清洗剂；螯合剂；消毒剂；蒸汽和气体（环氧乙烷）消毒酸类清洗剂可以溶解并去除无机矿物质（金属氧化物、钙沉淀物、无机络合物）和盐类，溶出结合在凝胶层和水垢层中的铜、镁等无机金属离子，将残存的凝胶层和水垢层从膜表面彻底清洗以恢复其通透能力。
碱性清洗液可以有效去除蛋白质污染，破坏凝胶层，使其从膜表面剥离下来。
如对于大分子物质等在膜表面形成的凝胶层，水反冲洗效果甚微，可用酸或碱液浸泡清洗污染膜，碱性条件下有机物、二氧化硅和生物污染物易被清除。
原理：碱的皂化作用、乳化作用、浸透润湿作用。
生物酶清洗剂：包括各种分解蛋白酶、脂质酶等，用于除去细胞碎片、蛋白质、油脂类的污染。
酶清洗剂是一种温和的试剂，它可以在较缓和的pH值、温度、离子强度的条件下应用，对膜的损伤较小。
螯合剂：EDTA、六偏磷酸钠等，可与污染物中的无机离子络合生成溶解度大的物质，减少沉积盐和吸附物污染。
此外，表面活性剂和有机溶剂(如乙醇)主要用于清除有机污染物。
消毒剂：H2O2、NaCIO是目前常用的杀菌剂。
双氧水：利用过氧化氢的强氧化性破坏组成细菌的蛋白质，使之死亡。
NaCIO在化学清洗中既可以作为杀菌剂又可以作为氧化剂。
作为杀菌剂，对水中的微生物的杀生作用很强，并对水中的其他的还原性物质起氧化作用，用于防止微生物、细菌、有机物的污染。
当用NaOH清洗不起作用时，可以用活性氯进行清洗，活性氯特别适合膜孔污染的清除，它似乎能将膜孔打开，并在压力作用下将膜孔中的污染物挤出。
作用机理如下：蒸汽和气体：利用一些化学试剂的蒸汽可以起到消毒杀菌的作用，如甲醛：细菌及粘泥。
薄膜技术温习题
1．简述薄膜的形成进程。
薄膜：在被称为衬底或基片的固体支持物表面上，通过物理进程、化学进程或电化学进程使单个原子、分子或离子逐个凝聚而成的固体物质。
要紧包括三个进程：（1）产生适当的原子、分子或离子的粒子；（2）通过煤质输运到衬底上；（3）粒子直接或通过化学或电化学反映而凝聚在衬底上面形成固体沉淀物，此进程又能够分为四个时期：（1）核化和小岛时期；（2）归并时期；（3）沟道时期；（4）持续薄膜2．图2为溅射镀膜的原理示用意，试结合图表达溅射镀膜的大体进程，并介绍经常使用的溅射镀膜的方式和特点。
图 2 溅射镀膜的原理示用意进程：该装置是由一对阴极和阳极组成的冷阴极辉光放电结构。
被溅射靶（阴极）和成膜的基片及其固定架（阳极）组成溅射装置的两个极，阳极上接上1-3KV的直流负高压，阳极通常接地。
工作时通经常使用机械泵和扩散泵组将真空室抽到 6.65*10-3Pa，通入氩气，使真空室压力维持在（1.33-4）*10-1Pa,而后慢慢关闭主阀，使真空室内达到溅射电压，即10-1-10Pa，接通电源，阳极耙上的负高压在两极间产生辉光放电并成立起一个等离子区，其中带正电的氩离子在阴极周围的阳极电位降的作用下，加速轰击阴极靶，使靶物质由表面被溅射出，并以分子或原子状态沉积在基体表面，形成靶材料的薄膜。
将欲沉积的材料制成板材——靶,固定在阴极上。
基片置于正对靶面的阳极上,距靶几厘米。
系统抽至高真空后充入10～1帕的气体（一样为氩气），在阴极和阳极间加几千伏电压，两极间即产生辉光放电。
放电产生的正离子在电场作用下飞向阴极，与靶表面原子碰撞，受碰撞从靶面逸出的靶原子称为溅射原子,其能量在1至几十电子伏范围。
溅射原子在基片表面沉积成膜直流阴极溅射镀膜法：特点是设备简单，在大面积的基片或材料上能够制取均匀的薄膜，放电电流随气压和电压的转变而转变，可溅射高熔点金属。
可是，它的溅射电压高、沉积速度低、基片温升较高，加上真空度不良，致使膜中混入的杂质气体也多，从而阻碍膜的质量。
薄膜物理与技术B卷答案
《薄膜物理与技术》B卷试题参考答案及评分细则一、名词解释: （本题满分12分, 每小题3分）1、瞬时蒸发法瞬时蒸发法是指将细小合金颗粒, 逐次送到非常炽热蒸发器或坩锅中, 使一个一个颗粒实现瞬间完全蒸发。
（3分）2、溅射溅射是指荷能粒子轰击固体表面（靶）, 使固体原子（或分子）从表面射出现象。
（3分）3、活性反应离子镀活性反应离子镀是指在离子镀过程中, 在真空室中导入能和金属蒸气起反应气体（1分）, 并用多种放电方法使金属蒸气和反应气体分子、原子激活离化（2分）, 促进其间化学反应, 在基片表面上取得化合物薄膜方法（3分）。
4、成核速率成核速率是指单位时间内在单位基体表面上形成稳定核数量。
（3分）二、简答题: （本题满分88分）1、什么叫真空？经典真空系统由哪些部分组成？（5分）答: 真空是指低于一个大气压气体空间。
（1分）经典真空系统应包含: 待抽闲容器（真空室）、取得真空设备（真空泵）、测量真空器具（真空计）以及必需管道、阀门和其她隶属设备。
（4分）2、简述磁控溅射工作原理。
（7分）答: 磁控溅射工作原理是: 电子e在电场E作用下, 在飞向基板过程中与氩原子发生碰撞, 使其电离出Ar＋和一个新电子e, 电子飞向基片, 在电场作用下加速飞向阴极靶, 并以高能量轰击靶表面, 使靶材发生溅射。
在溅射粒子中, 中性靶原子或分子则淀积在基片上形成薄膜。
二次电子e1一旦离开靶面, 就同时受到电场和磁场作用。
通常可近似认为: 二次电子在阴极暗区时, 只受电场作用; 一旦进入负辉区就只受磁场作用。
从靶面发出二次电子, 首先在阴极暗区受到电场加速, 飞向负辉区。
进入负辉区电子含有一定速度, 而且是垂直于磁力线运动, 此时电子受洛仑兹力作用而绕磁力线旋转。
电子旋转半圈以后, 重新进入阴极暗区, 受到电场减速。
当电子靠近靶面时, 速度即可降到零。
以后电子又开始一个新运动周期, 作E×B漂移。
3、什么叫薄膜？试举出薄膜5例应用。