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章 绪论 00pan>

节　离子交换膜的定义及分类 002

一、离子交换膜的定义 002

二、离子交换膜的分类 002

节　离子交换膜的发展历史 008

第三节　离子交换膜主要应用领域 013

一、能量转化与存储 013

二、物质转化与产物分离 025

三、水处理 038

第四节　离子交换膜制备 038

一、侧链工程学制备均相离子交换膜 040

二、聚酰基化制备均相离子交换膜 040

三、“无醚”聚合物离子交换膜的开发 04pan>

四、超分子化学组装制备均相离子交换膜 042

五、自具微孔离子交换膜的开发和应用 042

第五节　离子交换膜展望 043

参考文献 046

章 基础理论及表征方法 05pan>

节　均相离子交换膜技术基本原理 052

一、Donnan平衡理论 052

二、传质过程理论 054

三、过程极化 058

节　离子交换膜基本参数及表征 073

第三节　面向能源应用领域离子交换膜的参数及表征 080

一、燃料电池隔膜表征方法 080

二、液流电池隔膜表征方法 084

三、电解水制氢隔膜表征方法 086

参考文献 087

第三章 侧链工程学制备均相离子交换膜 089

节　侧链工程学概述 090

一、Nafion的结构-形貌 090

二、接枝型聚合物微相分离 09pan>

节　侧链离子交换膜结构设计 092

一、侧链阳离子交换膜结构设计 092

二、侧链阴离子交换膜结构设计 108

第三节　侧链离子交换膜交联 1

一、通过不饱和端基交联制备自交联型离子聚合物 1

二、侧链氢键交联 12pan>

三、互穿网络 122

第四节　侧链离子交换能基团设计 122

一、侧链阳离子交换能基团设计 122

二、侧链阴离子交换能基团设计 122

第五节　侧链离子交换膜微观形貌 126

一、侧链阳离子交换膜微相分离 126

二、侧链阴离子交换膜微相分离 128

第六节　侧链离子交换膜应用能评价 130

一、燃料电池 130

二、扩散渗析 132

三、电渗析 132

第七节　小结与展望 133

参考文献 134

第四章 聚酰基化制备均相离子交换膜 143

节　聚酰基化反应概述 144

一、聚醚酮/聚醚砜类材料合成原理 144

二、聚酰胺类/聚酰亚胺类材料合成原理 146

三、酸介质和反应条件对反应的影响 150

节　聚酰基化制备阳离子交换膜 15pan>

一、聚酰基化制备聚醚酮类阳离子交换膜 15pan>

二、聚酰基化制备聚酰亚胺类阳离子交换膜 156

三、聚酰基化/杂环化制备聚苯并咪唑阳离子交换膜 16pan>

第三节　聚酰基化制备阴离子交换膜 165

一、聚酰基化制备侧链季铵型聚醚酮阴离子交换膜 165

二、聚酰基化制备主链含冠醚的侧链季铵型聚醚酮阴离子交换膜 169

第四节　聚酰基化制备离子交换膜应用能评价 170

一、质子交换膜燃料电池 170

二、碱燃料电池 178

参考文献 179

第五章 酸催化制备均相离子交换膜 185

节　概述 186

节　酸催化制备聚合物 187

一、酸催化作用 187

二、酸催化在聚合物制备中的应用 190

第三节　酸催化制备离子交换膜 194

一、酸催化法制备离子交换膜的意义及优势 194

二、酸催化制备阴离子交换膜 199

三、酸催化制备质子交换膜 223

第四节　酸催化制备离子交换膜应用能评价 227

一、燃料电池 227

二、碱膜电解水制氢 233

第五节　小结与展望 239

参考文献 240

第六章　超分子化学组装制备均相离子交换膜 243

节　概述 244

节　超分子化学构筑均相离子交换膜 245

一、π-π作用构筑均相离子交换膜 245

二、氢键作用构筑均相离子交换膜 247

三、离子-偶极作用构筑均相离子交换膜 249

四、主客体作用构筑均相离子交换膜 267

第三节　自组装类均相离子交换膜应用能评价 279

一、氢键作用H+选择渗透 279

二、离子-偶极作用网络燃料电池能 28pan>

第四节　小结与展望 282

参考文献 283

第七章 自具微孔均相离子交换膜 285

节　自具微孔均相离子交换膜概述 286

节　自具微孔聚合物的制备 287

一、二苯并二氧己环型 287

二、Tr?ger’s Base型 292

三、聚酰亚胺型 294

四、聚氧杂蒽型 298

五、其他类型 299

第三节　自具微孔聚合物的荷电化制备均相离子交换膜 306

一、氰基的水解与氨肟化制备均相离子交换膜 307

二、季铵化反应制备均相阴离子交换膜 310

三、磺化反应制备均相阳离子交换膜 314

第四节　自具微孔均相离子交换膜的应用能评价 315

一、燃料电池 316

二、液流电池 3

第五节　小结与展望 326

参考文献 327

第八章 新型微孔框架离子分离膜 333

节　概述 334

节　新型微孔框架离子分离膜 336

一、金属有机框架膜 336

二、共价有机框架膜 350

三、多孔有机笼膜 370

第三节　微孔框架离子分离膜应用能评价 378

第四节　小结与展望 379

参考文献 380

第九章 均相离子交换膜组件设计及工程应用实例 389

节　均相离子交换膜组件设计 390

一、扩散渗析器 390

二、电渗析器 396

节　酸回收应用案例 412

一、项目背景 412

二、电子刻蚀（电极箔行业）废酸回收 412

三、湿法加工业废酸回收 413

第三节　碱回收 413

第四节　黏胶纤维应用实例 414

一、碱法浆压液电渗析工艺生产木糖 415

二、利用电渗析技术处理碱法浆压液优势 417

第五节　冶金行业应用实例 417

一、冶金行业污酸废水电渗析工艺 417

二、电渗析处理污酸废水工艺 418

三、利用电渗析技术处理污酸废水优势 4

第六节　高盐废水处理实用案例 4

一、电渗析处理氯化铵废水工艺 4

二、利用电渗析技术处理高盐废水优势 422

第七节　小结与展望 422

参考文献 423

索引 425

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膜技术是当代新型分离技术，是多学科交叉的产物，是解决人类能源、资源与环境危机的重要手段。 离子交换膜广泛应用于氯碱工业、电解水制氢、盐湖提锂、湿法冶金、电子刻蚀、水处理、海水淡化、废弃物资源化、燃料电池、液流电池等。均相离子交换膜具有电阻低、结构稳定、成本低廉的特点，是离子交换膜领域的发展。 本书是多项科技奖、发明专利奖成果的结晶，如获得国家科技技术发明奖的“均相离子膜制备关键技术及应用”，获得中国石油和化学工业联合会科步的“面向工业废酸回收的渗析阴膜及其应用技术开发”、“电渗析膜、膜组器及酸碱盐废水资源化”等。 本书编著过程重视离子膜材料基本原理及工程应用，不论是对相关领域的技术研发、生产管理的从业者还是高等院校的广大师生，都有较强的指导作用和参考价值。