第三代聚苯硫醚复合隔膜制备技术

《第三代聚苯硫醚复合隔膜制备技术》既在基础理论方面作了较深入的论述，又总结了许多实践方面的经验，反映了近年来第三代PPS 复合隔膜的最新科技成果和未来发展动态，在理论和实践、继承和创新等方面有所建树。本书主要内容包括：绪论、碱性电解水制氢、聚苯硫醚综述、聚苯硫醚树脂制备、聚苯硫醚树脂合成中工程化问题、聚苯硫醚树脂纺丝、聚苯硫醚纤维布和碱性电解水制氢第三代PPS 复合隔膜。
本书适合高等院校化学、化工、材料等相关专业研究生和高年级本科生使用，也可作为从事高分子化学和高分子材料技术开发、研究、推广应用的高等学校教师、科研人员的参考用书。

范星河，北京大学化学与分子工程学院教授，主要研究方向：高分子可控制备、超分子有序结构构筑与功能化 液晶高分子设计、合成、凝聚态结构调制与功能化 高性能聚合物及其功能材料制备与性能研究 科研领域及兴趣： 以聚合物液晶及其杂化材料为研究对象，围绕聚合物的分子结构或微观结构与其性能的关系，在功能性液晶材料、液晶杂化物的分子设计、微结构和性能调控中的关键科学问题等方面进行系统的研究。

高分子材料是人类赖以生存和发展的物质基础。任何一种新材料从发现到应用于实际，必须经过适宜的制备工艺和规模化制备才能成为工程材料。高分子工程研究需要高分子实验室制备知识，高分子化学和高分子物理方面的知识；需要具备高分子工业化规模制备知识，了解掌握聚合反应工程方面的知识；需要了解掌握高分子成型加工知识，包括成型加工方法及工艺方面的知识。
作为高分子工程基础课程授课案例之一的《第三代聚苯硫醚复合隔膜制备技术》的出版，希望能帮助具有专业化学知识的广大研究生和高年级本科生用较少的时间，通过本书，既可以很好地理解“高分子工程基础”，又可以拓展“高分子化学”“高分子物理”和“高分子成型加工”的知识。
本书重点以聚苯硫醚案例介绍说明高分子工程的基本内容，同时讲述了科研成果转化成工业化产品过程中聚合物的制备、聚合物成型加工工艺及规模化生产中遇到的工程技术问题的解决方法等内容，旨在让已掌握基础化学知识的研究生和本科生了解氢能及绿氢产业。
氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源，正逐步成为全球能源转型发展的重要载体，全球氢能已进入产业化快速发展新阶段。考虑到经济性和技术成熟性，选择的制氢工艺是碱性电解水制氢。碱性电解水制氢主要设备是碱性电解槽，其关键部件之一是隔膜。随着氢能的发展，隔膜已成为国内外研究热点。本书对第三代PPS 复合隔膜的基本科学问题及制备方法进行了全面的论述。希望本书能有助于相关学科研究生的学习以及科研工作，期待能对电解制氢领域中大多数研究者和技术人员及科研管理者起到参考作用。限于作者的水平，本书在内容的选取、编辑和归类总结上难免存在不足，恳请专家及读者批评指正。
在本书出版之际，对书中引用的原文献、教材的作者，表示衷心感谢。同时，也要感谢北京分子科学国家研究中心的资助。

范星河于北京大学化学与分子工程学院 
2024年1月18日 　

第1章　绪论  001
1.1　概述  003
1.2　加氢站  004
1.3　氢的制备  011
1.4　氢能经济  014
1.5　电解水制氢  016
1.5.1　电解水制氢方法  020
1.5.2　电解水制氢工艺对比  046
1.6　系统建模与控制  049

第2章　碱性电解水制氢  061
2.1　概况  063
2.2　碱性电解水制氢原理  065
2.3　电解水制氢电解效率  066
2.4　碱性电解水制氢隔膜  072
2.5　隔膜的发展现状  074
2.6　氢能产业未来10 年展望  077

第3章　聚苯硫醚综述  079
3.1　概况  081
3.2　聚苯硫醚性能  081
3.3　聚苯硫醚主要应用  084
3.4　聚苯硫醚现状及未来发展  085
3.5　国内聚苯硫醚发展现状  086
3.6　聚苯硫醚制造商和商品名称及分类  089

第4章　聚苯硫醚树脂制备  093
4.1　聚苯硫醚分类及应用  095
4.2　聚苯硫醚合成方法  097
4.2.1　硫化钠法制备聚苯硫醚工艺  100
4.2.2　傅- 克催化法制备聚苯硫醚工艺  112
4.2.3　麦氏熔融缩聚法制备聚苯硫醚工艺  112
4.2.4　硫黄溶液法制备聚苯硫醚工艺  112
4.2.5　硫化氢法制备聚苯硫醚工艺  116
4.2.6　自缩合法制备聚苯硫醚工艺  118
4.2.7　开环聚合法制备聚苯硫醚工艺  119
4.2.8　其他方法制备聚苯硫醚工艺  120

第5章　聚苯硫醚合成中工程化问题  123
5.1　概况  125
5.2　聚苯硫醚流变学  126
5.3　聚苯硫醚主要参数的影响  129
5.4　反应时间和搅拌速度的影响  137
5.5　溶剂回收  137
5.6　催化剂回收  139
5.7　工程化  140

第6章　聚苯硫醚树脂纺丝  141
6.1　概况  143
6.2　熔体纺丝影响因素  145
6.3　聚苯硫醚纺丝纤维发展  148
6.4　聚苯硫醚熔融纺丝  149
6.5　案例  156

第7章　聚苯硫醚纤维布  159
7.1　概况  161
7.2　聚苯硫醚纤维编织布  162
7.3　聚苯硫醚熔喷非织造布  166

第8章　碱性电解水制氢第三代PPS 复合隔膜  171
8.1　概况  173
8.2　复合隔膜  175
8.3　“三明治”式的复合隔膜  177
8.4　等离子体技术改性PPS 膜  179
8.5　双面涂覆PPS——第三代复合隔膜  181
8.5.1　案例  187
8.5.2　涂覆工艺  190
8.5.3　Agfa ZIRFON 系列隔膜  193
结束语  195

电解水制氢及相关常用术语  204

参考文献  208