第三代聚苯硫醚復合隔膜制備技術

《第三代聚苯硫醚復合隔膜制備技術》既在基礎理論方面作了較深入的論述，又總結了許多實踐方面的經(jīng)驗，反映了近年來第三代PPS 復合隔膜的最新科技成果和未來發(fā)展動態(tài)，在理論和實踐、繼承和創(chuàng)新等方面有所建樹。本書主要內容包括：緒論、堿性電解水制氫、聚苯硫醚綜述、聚苯硫醚樹脂制備、聚苯硫醚樹脂合成中工程化問題、聚苯硫醚樹脂紡絲、聚苯硫醚纖維布和堿性電解水制氫第三代PPS 復合隔膜。
本書適合高等院校化學、化工、材料等相關專業(yè)研究生和高年級本科生使用，也可作為從事高分子化學和高分子材料技術開發(fā)、研究、推廣應用的高等學校教師、科研人員的參考用書。

范星河，北京大學化學與分子工程學院教授，主要研究方向：高分子可控制備、超分子有序結構構筑與功能化 液晶高分子設計、合成、凝聚態(tài)結構調制與功能化 高性能聚合物及其功能材料制備與性能研究 科研領域及興趣： 以聚合物液晶及其雜化材料為研究對象，圍繞聚合物的分子結構或微觀結構與其性能的關系，在功能性液晶材料、液晶雜化物的分子設計、微結構和性能調控中的關鍵科學問題等方面進行系統(tǒng)的研究。

高分子材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質基礎。任何一種新材料從發(fā)現(xiàn)到應用于實際，必須經(jīng)過適宜的制備工藝和規(guī)模化制備才能成為工程材料。高分子工程研究需要高分子實驗室制備知識，高分子化學和高分子物理方面的知識；需要具備高分子工業(yè)化規(guī)模制備知識，了解掌握聚合反應工程方面的知識；需要了解掌握高分子成型加工知識，包括成型加工方法及工藝方面的知識。
作為高分子工程基礎課程授課案例之一的《第三代聚苯硫醚復合隔膜制備技術》的出版，希望能幫助具有專業(yè)化學知識的廣大研究生和高年級本科生用較少的時間，通過本書，既可以很好地理解“高分子工程基礎”，又可以拓展“高分子化學”“高分子物理”和“高分子成型加工”的知識。
本書重點以聚苯硫醚案例介紹說明高分子工程的基本內容，同時講述了科研成果轉化成工業(yè)化產(chǎn)品過程中聚合物的制備、聚合物成型加工工藝及規(guī)模化生產(chǎn)中遇到的工程技術問題的解決方法等內容，旨在讓已掌握基礎化學知識的研究生和本科生了解氫能及綠氫產(chǎn)業(yè)。
氫能是一種來源豐富、綠色低碳、應用廣泛的二次能源，正逐步成為全球能源轉型發(fā)展的重要載體，全球氫能已進入產(chǎn)業(yè)化快速發(fā)展新階段?？紤]到經(jīng)濟性和技術成熟性，選擇的制氫工藝是堿性電解水制氫。堿性電解水制氫主要設備是堿性電解槽，其關鍵部件之一是隔膜。隨著氫能的發(fā)展，隔膜已成為國內外研究熱點。本書對第三代PPS 復合隔膜的基本科學問題及制備方法進行了全面的論述。希望本書能有助于相關學科研究生的學習以及科研工作，期待能對電解制氫領域中大多數(shù)研究者和技術人員及科研管理者起到參考作用。限于作者的水平，本書在內容的選取、編輯和歸類總結上難免存在不足，懇請專家及讀者批評指正。
在本書出版之際，對書中引用的原文獻、教材的作者，表示衷心感謝。同時，也要感謝北京分子科學國家研究中心的資助。

范星河于北京大學化學與分子工程學院 
2024年1月18日 　

第1章　緒論  001
1.1　概述  003
1.2　加氫站  004
1.3　氫的制備  011
1.4　氫能經(jīng)濟  014
1.5　電解水制氫  016
1.5.1　電解水制氫方法  020
1.5.2　電解水制氫工藝對比  046
1.6　系統(tǒng)建模與控制  049

第2章　堿性電解水制氫  061
2.1　概況  063
2.2　堿性電解水制氫原理  065
2.3　電解水制氫電解效率  066
2.4　堿性電解水制氫隔膜  072
2.5　隔膜的發(fā)展現(xiàn)狀  074
2.6　氫能產(chǎn)業(yè)未來10 年展望  077

第3章　聚苯硫醚綜述  079
3.1　概況  081
3.2　聚苯硫醚性能  081
3.3　聚苯硫醚主要應用  084
3.4　聚苯硫醚現(xiàn)狀及未來發(fā)展  085
3.5　國內聚苯硫醚發(fā)展現(xiàn)狀  086
3.6　聚苯硫醚制造商和商品名稱及分類  089

第4章　聚苯硫醚樹脂制備  093
4.1　聚苯硫醚分類及應用  095
4.2　聚苯硫醚合成方法  097
4.2.1　硫化鈉法制備聚苯硫醚工藝  100
4.2.2　傅- 克催化法制備聚苯硫醚工藝  112
4.2.3　麥氏熔融縮聚法制備聚苯硫醚工藝  112
4.2.4　硫黃溶液法制備聚苯硫醚工藝  112
4.2.5　硫化氫法制備聚苯硫醚工藝  116
4.2.6　自縮合法制備聚苯硫醚工藝  118
4.2.7　開環(huán)聚合法制備聚苯硫醚工藝  119
4.2.8　其他方法制備聚苯硫醚工藝  120

第5章　聚苯硫醚合成中工程化問題  123
5.1　概況  125
5.2　聚苯硫醚流變學  126
5.3　聚苯硫醚主要參數(shù)的影響  129
5.4　反應時間和攪拌速度的影響  137
5.5　溶劑回收  137
5.6　催化劑回收  139
5.7　工程化  140

第6章　聚苯硫醚樹脂紡絲  141
6.1　概況  143
6.2　熔體紡絲影響因素  145
6.3　聚苯硫醚紡絲纖維發(fā)展  148
6.4　聚苯硫醚熔融紡絲  149
6.5　案例  156

第7章　聚苯硫醚纖維布  159
7.1　概況  161
7.2　聚苯硫醚纖維編織布  162
7.3　聚苯硫醚熔噴非織造布  166

第8章　堿性電解水制氫第三代PPS 復合隔膜  171
8.1　概況  173
8.2　復合隔膜  175
8.3　“三明治”式的復合隔膜  177
8.4　等離子體技術改性PPS 膜  179
8.5　雙面涂覆PPS——第三代復合隔膜  181
8.5.1　案例  187
8.5.2　涂覆工藝  190
8.5.3　Agfa ZIRFON 系列隔膜  193
結束語  195

電解水制氫及相關常用術語  204

參考文獻  208