Pickering乳液是一类以超细固体颗粒或固态胶体颗粒代替传统表面活性剂作乳化剂而制备的新型乳液，其具有稳定性好、易调控、环境友好、成本低等优点，在石油、水处理、化妆品、食品、医药、材料制备等多个领域得到了广泛应用。基于Pickering乳液的制备和稳定性，本文简述了Pickering乳液的制备方法，介绍了固体乳化剂粒子的类型和研究进展，阐述了Pickering乳液的稳定机制，解析了Pickering乳液稳定性的影响因素，分析了Pickering乳液存在的问题，展望了Pickering乳液的发展方向。未来Pickering乳液的发展主要集中在以下三个方面：①以天然固体纳米粒子或经过各种改性修饰后的天然固体纳米粒子为乳化剂，制备价格低廉、绿色环保、可重复使用的Pickering乳液；②制备智能响应型（温度、pH、磁场等响应型）Pickering乳液，用于材料制备、物质缓释或回收、催化反应等过程；③深入研究不同固体粒子稳定Pickering乳液的机制，精确调控固体乳化剂粒子和乳液的结构，建立Pickering乳液系统制备理论。

直接空气捕集（DAC）二氧化碳技术作为负碳排放技术的一种，可助力实现“双碳”目标，是一项极具发展前景的碳捕集技术。本文简述了DAC的发展历史与现有DAC项目的运行及发展情况，介绍了碱性氢氧化物溶液、胺溶液、氨基酸盐溶液/BIGs与碱度浓度变化四种液体DAC技术，以及固体碱（土）金属、固态胺、金属有机框架MOFs材料及变湿吸附等固体DAC技术。对各种DAC技术的工艺流程及相关设备进行了综述，详述了各种DAC技术的原理、二氧化碳捕集方法及吸附/吸收剂再生方式，重点分析了每种DAC技术在吸附/吸收剂性能、再生温度、再生能耗及循环稳定性等方面的优缺点。指出需进一步研发低成本、高吸附/吸收性能且循环稳定性好的DAC吸附/吸收剂，优化或开发吸附/吸收剂再生工艺，同时开发适用于DAC技术的过程强化技术，为DAC的后续规模化与商业化应用奠定基础。

自愈水凝胶是一种在遭到外界破坏损伤后可自行修复其结构和功能的智能水凝胶。在保留传统水凝胶吸水保水性质的基础上，自愈水凝胶仍具有可自修复、安全性高、耐疲劳、使用寿命长等优势。本文综述了近年来基于物理、化学交联和多重作用机理结合型自愈水凝胶及其在可穿戴电子产品、3D打印、生物医药、石油化工领域的部分应用。物理交联包含氢键、疏水相互作用、主客体相互作用等非共价键交联，化学交联包含酰腙键、亚胺键、二硫键等共价键交联，多重作用机理交联是将两种以及两种以上的物理、化学交联同时引入。在上述研究基础上，指出了目前自愈水凝胶存在制备方法烦琐、功能单一、无法响应多重刺激以及缺乏多方位解析自愈合机制等问题。因此，未来自愈水凝胶的研发重点应侧重在多机制、多功能型自愈水凝胶的研发，从多角度、多学科交融探索水凝胶自愈合机制，促进其在多个新兴领域的应用。

共价有机框架（COFs）是一种由C、B、N、O等轻元素通过强共价键有序连接形成的周期性网状结构的有机多孔材料，具有比表面积大、密度低、孔道规则、易修饰、结构多样、稳定性好等优点，在众多领域得到了广泛应用。本综述介绍了COFs的结构，总结了合成COFs的硼酸缩聚反应、C-C偶联反应、席夫碱反应、氰基自聚和芳醚聚合等反应类型的进展，并介绍了COFs的溶剂热合成法、微波加热合成法、离子热合成法、机械研磨合成法、界面合成法、微流控合成法及后合成修饰等制备方法，进而讨论了COFs结构的表征方法。此外，对COFs在气体吸附与分离、光催化、电催化、不对称催化合成及手性分离、电化学储能等领域的研究进展进行了总结。最后对目前COFs合成和应用的机遇和挑战进行了展望，希望能为COFs的进一步深入研究提供有益的启发和参考。

金属有机框架材料（MOF）因其具有高比表面积、丰富孔隙率、孔径可调的优点，受诸多学者关注，被认为是用于吸附分离的理想吸附剂。但是在实际应用中，大部分微孔MOF材料在吸附过程中的内在传质速率严重受限，而且构建多级孔的方法一般不具有普遍性。本文介绍了调节剂策略、模板策略、后处理策略等构建多级孔MOF的方法，制备了兼具介孔、大孔的多级孔材料，并结合应用场景评价各方法的优缺点，以获得在相对温和条件下构建孔径可调的多级孔MOF的普适性策略。针对多级孔MOF材料在气体吸附分离领域的应用问题，着重剖析了构建多级孔MOF对CO₂气体吸附提升的案例，发现多级孔的构建增加了孔径，提高了MOF的比表面积，提供了额外的孔通道，使气体分子的吸附容量和传质速率得到提升，表明多级孔MOF在气体吸附分离方面有优异的性能。最后讨论了多级孔MOF合成和应用存在的问题，并对多级孔MOF面临的合成过程绿色可重复等挑战进行了展望。

捕集、封存（CCS）/捕集、利用和封存（CCUS）技术是缓解日趋严重气候问题的有效措施，其中CO₂捕集是CCS/CCUS技术中的关键环节。经过多年发展，以乙醇胺为代表以及在此基础上发展起来的多氨基胺、位阻胺、离子液体等化学胺吸收碳捕集技术逐渐成熟，此类技术已开展或正在进行大型试验或工业示范。科研机构已经完成了技术评审（TR）的关键节点验证，积累了丰富的经验。本文结合具体案例简要介绍了包括燃烧前、富氧燃烧、化学链燃烧和燃烧后捕集技术的进展情况，分析了各类技术目前存在的主要问题，并提出了影响CO₂捕集技术大范围推广的关键因素。捕集能耗高、设备投资和维护成本高、产生的废弃物量大是影响捕集成本的主要因素。此外，捕集的CO₂主要还是用于驱油和埋存，尚不成熟的CO₂化工转化技术生产的产品竞争力比较弱。

随着构建绿色氢能社会愿景的提出，氢能的需求量将会大规模增长，氢能的储运就成为了制约产业规模化发展的瓶颈。液态有机储氢技术在氢能大规模储存和长距离运输上具有成本低、安全性高等传统高压储氢无法比拟的优势，由于这项技术目前仍处于发展初期，国内相关的报道较少。本文综述了芳香烃类和氮杂环芳香烃类等主要的液态有机储氢材料，并对其储氢性能、优势、存在问题及发展现状展开了分析；阐述了液态有机储氢技术中加氢和脱氢过程所涉及的各种金属催化剂的性能。基于目前的研究，对液态有机储氢技术在未来氢能规模化应用方面的发展前景进行了展望，同时指出液态有机储氢技术在诸多氢能应用领域的可行性及其极高的经济价值。但是若要实现大规模应用，则需选择更优的有机储氢材料，开发高选择性、高催化活性及低成本的新型催化剂，进一步优化加氢和脱氢技术。

木质素经合理加工与转化能获得众多类型的燃料、化学品和材料，利用温和的方法分离木质素是实现其高价值利用的前提。本文综述了近年来木质素的分离方法及研究进展，重点介绍了各种分离方法的分离原理以及所得木质素的组成结构特点，归纳了不同方法的优缺点、适用性以及工业应用情况。酸法促进多糖聚合物中醚键的水解使半纤维素和纤维素解聚，碱法主要裂解木质素与碳水化合物间的醚键和酯键，作为传统木质素分离方法的酸法和碱法较为成熟，但容易引起木质素的自聚；有机溶剂法主要破坏β-芳基醚键，其分离条件较温和，能较好保留木质素的原有结构和反应活性；离子液体和低共熔溶剂等新型绿色溶剂体系具有溶剂和反应介质双重功能，受到了广泛关注。分离方法的耦合与物理、化学、生物技术的辅助将为优化木质素分离过程、探索木质素高值化利用发挥重要作用。

生物质热解转化可制备炭、气、油等高品位能源产品，具有高效可控、多产物利用等优势。然而，生物质直接热解所得产物品质不高，无法实现高附加值利用，亟需对生物质热解反应进行调控与优化。本文从热解反应的优化策略出发，系统概述了原料选择及预处理、热解参数与反应器类型、催化剂及辅助热解技术的引入对热解转化过程的影响，全面总结了热解反应优化与产物调控方法。从富氢合成气定向制备、烃类液体燃料选择调控、炭结构调变与高值利用三部分综述了热解产物的定向调控，以期实现生物质的绿色、低碳和增值利用。最后总结了生物质热解转化的挑战与发展前景，同时对机器学习方法的引入加速热解领域的发展进行了展望，为生物质高效热解转化提供一定的参考价值。

氨工业为人类粮食安全和经济社会发展做出了突出贡献，同时生产过程中也造成了大量二氧化碳排放。利用可再生能源生产的绿氨具有“零碳”特点，全生命周期减碳效果明显，在全球范围内已成为低碳产业发展热点之一。本文通过对绿氨产业政策、绿氨产业发展现状及进展的介绍，以及对绿氨在车船燃料、储氢载体、燃料发电、化工原料等四个下游应用市场竞争力分析，表明全球主要船舶发动机技术商与船舶制造商都在开发氨燃料发动机与氨动力船舶并陆续开展运行测试，国内车用氨燃料发动机已实现相关技术的突破，绿氨在远洋航运领域最先取得突破，当绿电价格随新能源技术进步降至0.20CNY/kWh左右时，全球绿氨车船燃料将迎来大发展，绿氨在重型卡车和远洋船舶行业将越来越具有成本竞争力。同时，氨作为储氢载体发展潜力大，液氨合成与脱氢环节成本占比85%以上，对运距不敏感，未来将成为全球大宗氢气远洋运输的主要形式之一。最后指出绿氨行业可持续发展需要技术创新、产业政策和标准制定的支持。

在“碳中和”“碳达峰”的战略目标下，过程强化是实现绿色生产的关键技术之一。循环精馏作为一种基于过程强化理论的新型精馏技术，通过采用特定塔内构件和控制方案而改变传统精馏塔内气相和液相的流动方式，实现气液两相分别呈周期性独立运动SPM的操作模式。循环精馏技术理论上可实现塔内液相返混为零，使分离推动力最大化，具有处理能力大、能耗低及分离性能好等优点。相较传统精馏操作，循环精馏技术可使单板效率提高到140%～300%，能耗降低20%～30%。本文针对循环精馏技术的研究背景、工作原理、工业应用、两种专用塔板（Maleta塔板和COPS塔板）以及循环精馏技术在隔板塔和反应精馏等过程强化技术中的应用进行了综合论述。论文对循环精馏技术的控制方法和内构件研究中存在的问题进行了总结，并对循环精馏技术的发展方向和前景进行了展望。

微塑料作为一类新污染物，其广泛存在于水体、土壤和大气等环境介质中，并对生态安全和人体健康造成潜在威胁。本文归纳总结了环境介质中典型微塑料（PE、PP、PS、PVC、PET）的污染特征，系统阐述了微塑料的微生物降解途径，深入剖析了微生物介导微塑料降解的分子机理和影响因素。环境介质中微塑料可通过细菌、真菌和放线菌等微生物进行降解（包括微生物定殖、生物膜截留和生物酶降解等过程），其降解效率与微生物模型和微塑料特性密切相关，并受到典型环境因子（如光照、温度、pH等）的影响。本论文系统总结了微生物介导降解微塑料的研究进展，以期为基于微生物技术控制微塑料提供理论指导和技术支撑。

受自然界荷叶、玫瑰花瓣等植物超疏水现象启发，超疏水涂层在自清洁、油水分离、防冰等领域被广泛应用。然而，传统超疏水涂层依赖于其表面微观粗糙结构和特殊涂层材料，制备工艺复杂，耐久性差，防腐蚀性能不足。超疏水纳米涂层由于其独特的形貌和功能，使超疏水涂层变得多功能、通用、耐用、高效。本文综述了近些年来不同纳米材料超疏水涂层的设计与制备，针对不同超疏水纳米涂层的优缺点进行了评述，并简述了其在各个领域的潜在应用，如防菌、传感器、微流体、催化等。最后，本文指出了关于使用纳米技术的超疏水涂层的最新发展和未来趋势，通过对其新颖的制备策略和对其独特性质的研究为该领域的研究人员提供一定的理论和技术参考，推进超疏水纳米涂层在诸多领域的应用。

退役锂电池中的钴、镍、锂等稀有金属的绿色高效回收利用逐渐成为国内外研究的重点。传统酸浸法具有能源成本低、金属回收纯度高和效率高的优点，但使用腐蚀性强酸和昂贵萃取物，反应时间长且产生废酸、污泥和高盐溶液等二次废物。本文总结了传统酸浸法中绿色浸取剂和还原剂以及低共熔溶剂（DES）和超临界流体（SCF）两种新兴的湿法冶金技术对高效绿色回收锂电池正极材料的应用。阐明了微波超声辅助手段和选择性浸取回收工艺分别对改善浸取工况和简化分离回收程序的重要作用。并重点介绍了超临界水（SCW）和超临界二氧化碳（SC-CO₂）两种超临界流体降解有机污染物、回收稀有金属并改善合成正极材料的应用，为高效、绿色、低成本回收退役锂电池中稀有金属提供了重要参考价值。

在应对“碳中和”的挑战中，我国学者提出了“工程热化学”这一新兴学科。煤热解是一种重要的热化学反应，是工程热化学领域的重要研究内容。面对日益增长的能源需求以及不断恶化的世界环境，煤炭清洁高效利用成为我国的重大战略需求。全面了解煤热解过程，完善煤热解理论，准确描述煤热解动力学机理，是开发煤的高效热解的基础。本文首先介绍了煤热解的概念、分类及热解过程，进而总结了煤热解机理的研究进展，针对煤热解的ReaxFF MD分子动力学以及热分析动力学进行了详细的分析。阐述了热解过程发生的主要反应、反应的影响因素以及热作用过程中矿物质及杂原子对反应的影响。最后对煤热解工艺发展历程和示范应用进行了总结。

直接空气捕集（DAC）是一种能够从大气中捕集二氧化碳的技术。本文介绍了DAC技术的发展历程、技术优缺点和发展前景，根据预测，到2050年，全球每年需要从大气中捕集超过9.8亿吨二氧化碳。综述了DAC技术的政策支持与资金投入现状，美国、加拿大、欧盟和英国等在内的国家和地区已经成为DAC技术研究、开发、示范和部署方面的先行者。分析了主流的DAC技术路线及其在工业化进程中的进展，目前最大的DAC工厂捕集量为4000t/a，并且正在规划建设百万吨级的商业化项目。指出了DAC技术需要关注的研究方向，未来应将重点放在技术的大规模部署、碳市场机制的建立和国际合作的加强上。需要进一步研究和发展DAC设备和系统，以降低成本、提高效率，并开发碳定价、碳交易和碳抵消等机制为DAC项目提供经济激励，促进投资和市场参与，同时加强国际合作，从而推动该技术的快速发展。

结构模型的构建是多孔炭材料结构表征、“构效”关系探究、吸附模拟研究等的前提和基础。本文对基于分子模拟的多孔炭材料结构模型构建方法、应用及特点进行了综述性评介，以挥发性有机物（volatile organic compounds，VOCs）吸附净化用活性炭的选型需求为导向，分析各种模型构建方法的适用性。结果表明，由片段单元组装构成多孔炭结构的早期模型，能展现多孔炭材料的部分表观性质，但对多孔炭吸附性能的解析与机理阐释尚缺乏指导意义。多孔炭结构模型构建方法可归为仿真过程法和结构重建法，前者适于炭材料微观结构演变的研究，但所需算力高；后者通过拟合多孔炭的实验、表征数据、在一定约束条件下重建模型，其中的随机填充法可以针对性地调控模型的孔结构和官能团，应用于吸附模拟研究时有助于确定吸附特定VOCs的最优孔结构、筛选合适的活性炭，进而指导多孔炭材料的制备。然而，对包括随机填充法在内的结构重建法，尚需掌握量化调控结构模型孔结构、表面官能团的方法与关键参数，发展能够进行多参数、多指标“构效”关系研究的多尺度化模型，才能对多孔炭材料的实际应用提供指导。

油气田金属管道腐蚀穿孔风险日趋严重，管道泄漏事故时有发生，玻璃钢管、钢骨架增强聚乙烯复合管、柔性复合管等非金属管道以其良好的耐蚀性和适用性在油气田开发生产系统中逐渐受到青睐。然而，由于管道在长期服役过程中遭受内外压载荷、介质腐蚀等老化作用，随之而来的诸如基体开裂、管体脆断、纤维/基体界面脱黏、层间分离等各种失效问题亟待解决。基于此现状，文章综述了油气田常用非金属管道特点、应用、失效原因，以及非金属管道探测定位、无损检测技术、风险评估和寿命预测方法，针对非金属管道损伤失效的预防在管道制造、施工、运行、应用、维修及关键技术等方面提出了相关建议，并对非金属管道失效预防技术攻关方面进行展望，为非金属油气管道失效预测方法及其防控技术的相关研究提供有效支撑。

采用固态电解质代替有机电解液的全固态锂电池具有高安全性和高能量密度等优点，有望成为下一代能量存储设备的解决方案之一。虽然行业内对全固态锂电池发展的趋势普遍持有共识，但目前全固态锂电池产业化仍面临很多挑战，如硫化物电解质的水氧稳定性差和阴极与固态电解质界面问题、氧化物电解质的界面阻抗高和加工性能差以及聚合物电解质室温离子电导率低和电化学窗口窄等关键问题尚未解决，制约全固态锂电池的规模化应用。本文通过调查研究，综述了国内外全固态锂电池的技术发展现状，剖析提出了全固态锂电池技术难点和解决方案，最后，对全固态锂电池未来攻关方向进行了展望。

“热”诱发、“热”驱动的热化学反应是人类最早认识的化学反应，占据工业化学反应的绝大部分，是能源转化、资源加工、循环经济等的重要反应，涉及发电、供热、冶金、建材、废物消纳等重大工业行业，这些行业是与人类活动相关的CO₂排放源的主体，在总碳排放中占比90%以上。在“双碳”目标下，热化学反应科学和技术的创新发展凸显更加特殊和重要的作用，其重要内容之一就是“支撑热化学反应工程化”的科学与技术，即“热化学反应工程”。针对“热”诱导、“热”驱动的化学反应，本文深入归纳和分析其相关科学和技术从古至今的发展特点，凝练形成了五个具有不同科学与技术特点的典型发展时期。总结典型热化学反应相关行业的重要科学与技术的发展及其对社会进步的贡献和影响，阐明“双碳”战略背景下“热化学反应工程”的科技创新机遇和贡献“碳中和”的潜力，揭示了通过碳减排、碳替代和碳循环的技术创新和应用推广，可有效推动我国各种“超级碳排放源”的碳排放强度和碳排放量的大幅降低，实现年60亿吨级二氧化碳的消减。

分子筛作为酸催化反应的重要载体，具有酸性可调控、热稳定性强及形状选择性的优点，但特殊刚性孔道结构及内部电荷分布使其具有限制效应会对分子筛的酸性表征及催化反应产生影响。由于分子筛中起催化作用的主要是Brønsted酸位点，因此，本文介绍了Brønsted酸位点及限制效应的形成机理，简述了限制效应对Brønsted酸位点酸强度及酸密度表征的影响，分析了限制效应中的空间约束及局部电场对催化反应的影响。指出在酸性表征中，空间约束限制探针分子对酸位点的可接近性，进一步会影响酸密度的测量。局部电场由于会影响探针分子的吸附与解吸，进而直接影响到酸强度。所以，在分子筛的酸性表征时应该选择与反应物尺寸相近及结构相似的探针分子，才能测量可接近Brønsted酸位点的酸密度与酸强度。在催化主导的热化学反应中，空间约束使分子筛具有形状选择性，通过控制分子筛孔径大小能对热化学反应的反应过程、中间产物过渡态及最终产物分布进行选择。同时，由于局部电场影响表观酸强度，分子筛催化性能与表观酸强度有关。分子筛孔径越小，反应分子所受范德华相互作用越大，通过影响反应过渡态的形成进而改变反应活化能，从而影响催化热化学反应效果。综合分析已有工作表明只有制备一个酸强度适宜、可接近孔径尺寸与反应物分子相近的分子筛才是催化反应的理想酸性载体。

生物质是一种极具应用潜力的可再生资源，具有来源广泛、储量丰富和价格低廉等特点。以生物质为原料制备活性炭，是推进生物质材料资源化利用的重要途径。本文主要综述了以生物质为原料制备活性炭以及通过制备条件调控其比表面积、孔隙结构和表面性质等微结构特性的研究，重点阐述了生物质组成、炭化和活化条件（如炭化方式、活化剂种类、活化剂用量及反应停留时间等因素）对活性炭微结构特性的影响，并对常用活化剂（如水蒸气、CO₂、ZnCl₂、H₃PO₄、KOH等）对孔结构和表面性质的调控机理进行了详细探讨。最后对具有不同微结构特性活性炭的应用做了总结。

在过去的几十年里，由于许多工业问题和相关新技术的发展，颗粒和颗粒流的静电学得到了越来越多的关注。颗粒-颗粒和颗粒-壁面之间发生碰撞从而产生静电。静电的发生会受多种因素的影响，随着颗粒与壁面之间的接触会在它们的表面产生静电荷的积累，静电量可以达到饱和状态。本文分别综述了气力输送颗粒系统中的静电发生及静电平衡，着重分析了颗粒与壁面之间接触带电的两种方式（碰撞带电和摩擦带电）、颗粒流模式及受力情况，讨论了颗粒带电过程所受的影响因素，包括外界条件（温度、相对湿度）、颗粒几何条件（尺寸、形状、接触面积、粗糙度）以及受力条件（摩擦力、常压）等。此外，对气力输送颗粒系统中静电的数值计算作了简单介绍。最后，为澄清气力输送颗粒系统中静电发生的机理，对单颗粒发生静电的物理机制进行了分析。根据对相关研究结果的总结，发现由于碰撞或摩擦造成的电荷转移的工作机制尚未完全明了，这些问题将在未来逐步得到解决。

锂离子电池使用6~8年后，其容量会出现一定程度的衰减，从而产生大量废弃物。负极石墨在电池中质量分数占比为12%~21%，对其回收利用有利于保护环境和发展经济。针对废旧锂离子电池负极石墨再生为电池级石墨的方法展开综述，主要介绍了浸出煅烧组合、石墨表面涂覆、制备复合材料和杂原子掺杂的方法，并在能耗、电化学性能等方面做了简要比较。目前，在众多再循环方向中，将废旧石墨再生为电池级石墨是最合适的路径，而且能从根源上解决负极材料的再生问题。在此基础上，未来应开发更加高效环保的浸出剂，寻求多路径的低温煅烧方法，尝试其他高容量负极材料与废旧石墨复合或者石墨表面的低成本涂层，加强杂原子在石墨中掺杂机理的研究。

利用电催化二氧化碳还原反应（CRR）将CO₂转变为有价值的合成气（CO/H₂）受到广泛关注。CRR电催化剂的开发对于高效、精确制备合成气至关重要。本文综述了CRR制备合成气的反应过程、反应机理以及催化剂等方面的研究进展，介绍了现有CRR催化剂的种类、优点、存在的问题以及发展方向，具体分析了催化剂的掺杂元素种类和比例对反应中间体的影响，指出了掺杂非金属元素的金属原子边缘和活性位对CRR的作用，探讨了催化剂设计和反应条件调节对CO和H₂比例的精确调控。本文也讨论了增加反应活性位点、降低中间体的反应能垒等促进CRR以及调节合成气碳氢比的方式。此外，提出了可通过催化剂多级形貌调控、多活性位点设计、CO₂还原与阳极反应耦合等途径，提升CRR制合成气效率的策略。最后，探讨和展望了CRR制合成气在未来工业化生产中存在的挑战和问题。

电化学储能技术的发展与电动汽车的大规模应用可有效降低碳排放；锂离子电池能量密度高，循环寿命长，是锂电储能技术与电动汽车的核心部件，其容量的提升主要受到正极材料的限制；锂离子电池三元正极材料具有污染小、成本低、性能高、容量大等方面的优点。传统液相法和高温固相法制备三元正极材料步骤烦琐、耗时长，不利于工业放大；火焰喷雾热解方法（flame spray pyrolysis，FSP）可一步制备三元正极材料，合成效率高，合成过程中无废液产生，对环境友好且易于工业化放大生产，近年来受到广泛关注。本文综述了近几年FSP方法制备三元正极材料的研究进展，首先简要介绍了FSP的发展简史、基本原理、典型装置和主要优势，其次展开分析了前体溶液组成、温度条件以及退火条件等制备条件对三元正极材料组成、结构、微观形貌以及电化学性能的影响，然后简述了FSP在三元正极材料改性和沉积技术方面的最新研究进展，最后展望了FSP制备三元正极材料的未来发展趋势。

分子筛材料作为催化剂或吸附剂已经在石油炼制和精细化工领域中实现广泛应用。近年来，分子筛合成化学研究取得了长足进展，晶种在分子筛合成中的作用成为本领域研究热点。本文将晶种在分子筛合成中的作用概括为5个方面：加快晶化速率、拓宽产物硅铝比范围、调变产物形貌、替代有机模板剂和其他作用，重点聚焦晶种导向特殊形貌分子筛的形成及晶种对有机模板剂的替代作用。从分子筛成核与生长机理出发，剖析了晶种在分子筛合成过程中不同作用的原理，揭示了晶种降低分子筛成核活化能是其发挥多种不同作用的基础。从清洁生产的角度出发，提出晶种在分子筛合成过程中具体的结构变化和晶种替代有机模板剂合成高性能分子筛材料将成为未来研究重点。

煤炭是我国能源安全的压舱石，煤气化作为煤炭清洁高效利用的核心技术对实现“碳达峰、碳中和”的战略目标具有重要作用。基于动态原位表征揭示煤气化反应机理并建立煤气化模型，对拓展煤炭和生物质等含碳物料作为气化原料的适用性，开发新型高效的气化技术有重要的理论指导价值。同时，煤灰的流动性质是影响气化炉长周期稳定运行的关键指标。本文详细综述了煤气化过程的动力学模型、热力学模型、床层模型以及煤灰流动性的预测模型，对比了各类模型的优缺点、适用的条件以及描述气化过程的性能，指出了不同方法建立的模型存在的问题，为气化过程的总包反应模型建立提供了理论指导，并针对煤气化过程反应模型未来的研究重点进行了展望。

智能工厂是石化工业发展智能制造、实现绿色可持续转型的重要途径。本文从业务和技术两个方面出发，重点探讨了未来石化智能工厂建设中边缘云平台规划和需要构建的关键业务场景，并结合数据解析与人工智能提出了各场景的关键技术方法，主要包括基于数据与机理融合建模的石化生产计划与调度优化、石化生产过程多目标进化学习建模与操作优化和石化生产设备智能运行监测与故障诊断。本文的研究成果对于推动石化智能工厂建设，实现石化生产管控智能化、质量管控智能化、设备管控智能化的核心能力提升具有重要意义。

燃煤烟气中SO₂和CO₂的处理逐渐向协同脱除方向发展，基于湿法脱硫和脱碳的组合技术因此获得了广泛关注。本文首先系统梳理了梯级（依次）脱硫脱碳技术的重点研究方向，认为SO₂的胺降解作用是该类技术面对的核心问题，但其影响机理尚未形成统一共识。从控制排放和预防降解两个角度出发，分析了强化脱硫技术和胺降解抑制剂对缓解SO₂不利影响的作用。与梯级处理相比，联合（同步）脱硫脱碳技术可基于单一溶剂实现循环吸收-解吸。然后总结了钙法、氨法、胺法等联合脱硫脱碳（联脱）技术的最新进展，梳理并对比了各类吸收体系的原理和工艺设计，其中基于氨水的联脱工艺研究最为成熟。还简述了两类协同脱除技术的优缺点和发展前景。最后，建议对于梯级脱硫脱碳技术未来应重点关注SO₂的胺降解机理及其在开发预防降解措施中的作用，对于联脱技术应加强反应理论和集成工艺建模研究等。

超轻粉体颗粒由于质量较小，在运输过程中易受气流扰动而飘散，物料的管道气力输送过程不稳定，易发生堵塞。为了研究超轻粉体颗粒在旋流气力输送中气固两相流流动特性，采用计算流体力学与离散单元法（CFD-DEM），对Komax型静态混合器内气固两相流动特性进行数值模拟研究。研究发现，带有Komax型元件的水平管道可以改变颗粒的流动情况，改善了水平管道内颗粒堆积和分布不均匀的现象；分别从颗粒相和流体相的流动状态分析得到元件长径比A_r=3时为最优几何结构；通过正交实验极差分析得到影响气固两相流动特性的因素顺序: 输送气速>颗粒质量流量>颗粒粒径。当元件A_r=3时，颗粒-颗粒和颗粒-管壁的碰撞次数与碰撞强度呈现负相关，结合出口颗粒流分散状态，优选输送气速为3~4m/s；主要考虑输送气速对管内压降的影响，提出了带有Komax型元件的水平管道气力运输过程中压降与输送气速和轴向位置的经验拟合式。

甲烷化学链重整（CLRM）反应利用固体载氧体材料作为中间体，将传统甲烷重整反应分成还原和氧化两个反应，载氧体在这个过程中不断地被氧化还原，形成链式循环反应，实现了合成气或氢气的连续生产。相比传统重整反应而言，CLRM反应无须高成本的空分装置即可得到高纯度的产物。CLRM反应研究的关键在于载氧体的设计与选择，本文总结了近年来金属基载氧体（Ni、Fe、Cu、Co、Mn、Ce基）、复合型载氧体（包括钙钛矿和六铝酸盐）的最新研究进展，重点讨论了这些载氧体的组成、结构对反应性能的影响以及材料的设计与优化策略。进一步地，对载氧体的合成方法也做了总结和论述。此外，在甲烷化学链重整的工业化方面，探讨了反应器工艺流程设计的相关内容并提出了潜在问题。最后，对CLRM反应载氧体的研究现状提出了一些存在的挑战和未来的展望。

固态胺是固体吸附CO₂捕集技术路线中的研究热点，是烟气碳捕集和直接空气碳捕集技术中最有应用前景的吸附剂材料，近年来受到广泛关注。目前，固态胺吸附剂的吸脱附性能以及热化学稳定性仍有较大提升空间。本文综述了近年来表面活性剂、胺类和无机物类，以及环氧化物、螯合剂和含硫化合物等添加剂对固态胺吸附剂吸附能力增强和热化学稳定性提升的研究成果。在此基础上，进一步介绍了不同种类添加剂对固态胺吸附剂的改性机理，总结了在不同碳捕集工况下添加剂对固态胺吸附剂的改性特点。尽管现有研究已经取得了一些进展，但添加剂改性固态胺吸附剂仍然面临挑战，尤其是目前尚未能充分实现增强固态胺吸附剂的吸附能力和热化学稳定性的双重目标。此外，鉴于不同碳捕集工况下气体成分显著不同，未来研究需要更加明晰不同碳捕集工况下添加剂对固态胺吸附剂吸脱附热力学、动力学以及热化学稳定性的影响，并根据具体碳捕集工况有针对性地设计添加剂改性方案。

锂电池产业的迅猛发展以及新型储能对锂离子电池需求的进一步增长预期引起了各界对相关资源与环境问题的广泛担忧，因此退役锂离子电池的回收利用已成为当前产业体系中的重要一环。锂离子电池的正极材料是锂电池中最具价值的部分，相比于目前已投入生产的湿法回收与火法回收工艺，针对退役正极材料直接修复的研究目前仍处于起步阶段，因其相比于传统回收方法具有绿色廉价等优势，未来仍然存在可观的开发空间。本文介绍了磷酸铁锂电池与三元锂电池及两种锂离子电池正极材料的主要失效原因，以及针对此两种锂离子电池退役后其正极材料的几种直接修复方法，并对不同直接修复方法存在的问题进行了梳理，进而对正极材料直接修复提出相关建议，以期直接修复可以在锂电行业有更广阔的发展。

在“双碳”战略的背景下，大温升热泵技术不仅低碳节能，而且能够有效利用更低品位热能，向更高温领域发展。本文概述了大温升蒸汽压缩式热泵系统（大温升系统）优化的研究进展，从制冷剂、组件、循环优化、示范验证四个方面详细分析了大温升系统可行的优化手段。分析表明：当前大温升系统实践工程的常用制冷剂仍以R134a、R245fa等高GWP制冷剂为主；而在大温升制冷剂筛选方面，自然纯制冷剂中二氧化碳（R744）适用温度范围广泛，性能表现优异；水（R718）是大温升系统突破超高温（150℃）限制的潜力制冷剂之一；有机纯制冷剂发展迅速，R1234ze(Z)、R1336mzz(Z)等具有极低的GWP与优异的热力学性质；制备R32基、HFOs基、CO₂基混合制冷剂低GWP的混合制冷剂是当前具有前景的思路；在组件优化方面，压缩机变频技术等成熟技术为大温升系统组件优化提供了现行方案；磁悬浮轴承技术工业产品走向成熟，可有效降低大温升系统摩擦损失；线结构换热器技术等新兴技术为大温升系统提供了新的组件优化思路；在循环优化方面，补气/补液增焓与多级压缩等成熟技术为大温升系统循环优化提供了现行方案；喷射技术与涡流管技术等研究成果对大温升系统具有优化效果，但受到工程实践经验缺少、机理研究不明等方面限制；结合示范验证部分，补气增焓技术是目前适用范围最宽泛、工业运用最成熟的大温升系统优化技术，一定条件下可提高大温升系统性能系数20%以上；串联多级压缩技术与复叠式压缩技术是提高系统温升范围、保障低温供暖的有力手段。

随着我国航空航天和电子等行业的快速发展，高性能沥青基碳纤维因其高模量和高导热等优异性能而受到广泛关注。其中，中间相沥青的制备是高性能沥青基碳纤维制备的首要环节，但因沥青组成结构复杂、杂原子较多、合成的中间相沥青产品性能不均一等因素限制，我国纺丝级中间相沥青量产化仍未实现，严重制约了相关产业的发展。本文综述了中间相沥青的形成过程和性质，对比了煤、石油、萘三种沥青原料的组成和分子结构，阐述了原料沥青中复杂成分对中间相沥青形成过程的影响以及常见的预处理方法，并对预处理方法的优缺点进行了比较，分析了直接热缩聚法、溶剂分离法、加氢改性法、催化改性法、共碳法以及其他方法的制备过程及其优缺点，并对中间相沥青形成过程中的影响因素进行了归纳总结。最后展望了中间相沥青的发展前景，针对目前的瓶颈问题提出了建议。研究者应从沥青原料出发，探究原料分子结构和工艺条件对中间相沥青结构的影响规律并阐明其机理。

将过量排放的CO₂加氢合成高附加值甲醇的过程因受热力学限制使其原料转化利用率较低，通过产物转化分离的方式能够打破热力学平衡，从而推动反应正向进行，提高CO₂转化率。本文以将甲醇作为中间体耦合其他反应继续转化成低碳烯烃、芳烃等化工原料，以及利用膜反应器将副产水原位脱除等两种典型的产物转化分离方式为中心，分别展开论述其在促进CO₂加氢反应过程中，耦合反应条件优化、催化剂筛选制备以及分子筛膜反应器设计与改性等方面的研究现状。重点讨论了耦合反应的双功能型催化剂中分子筛载体的酸性与孔道结构对反应性能的影响，并分析了膜反应器未来的研发重点与难点在于进一步提高其制备可重复性。

随着经济的快速发展，CO₂排放导致的温室效应日益严峻，通过与绿氢反应将其转化为甲醇等有价值的化工产品是减少CO₂排放、缓解全球气候变暖的有效途径。近年来，CeO₂负载金属催化剂在CO₂加氢制甲醇反应中得到了广泛关注。本文主要综述了CeO₂表面氧空位和碱性位点、Ce³⁺/Ce⁴⁺可逆氧化还原能力、几何形貌等特性在CO₂/H₂吸附活化和甲醇形成过程中所起到的重要作用，比较了CeO₂与ZrO₂、ZnO以及复合金属氧化物等载体在反应中的差异，提出了CeO₂载体催化剂在确认活性关键中间体、兼顾CO₂转化率和甲醇选择性、提高催化活性与稳定性等方面的不足和挑战，以期为新型CO₂加氢制甲醇催化剂的设计提供有益参考。

原料CO₂和H₂利用率是影响CO₂加氢制甲醇过程经济性的重要因素。本文讨论了催化剂类型、温度、压力、空速和H₂/CO₂进料比等因素对CO₂转化率和甲醇选择性的影响以及工艺条件对气液相中碳氢损失的影响，提出了利用汽提方式回收液相中溶解CO₂的循环工艺，并分析了弛放量对碳氢利用率与工艺经济性的权衡关系，确定了最佳的弛放率。结果表明：经过汽提之后，液相中溶解的CO₂损失已可忽略不计，碳氢损失主要取决于气相弛放；随着弛放气流量的增大，设备投资费用逐渐减小，而单位生产成本先减小后增大；在弛放率为1%的条件下，与传统工艺流程相比，含汽提的CO₂加氢制甲醇循环工艺的CO₂利用率为98.9%，H₂利用率为65.9%，具有较高的原料利用率。本研究为CO₂加氢制甲醇高效转换提供了一条可行路径。

作为最主要的温室气体，二氧化碳（CO₂）的过度排放已导致了严重的环境问题。同时，CO₂也属于储量丰富、廉价、安全和可再生利用的C₁资源，被认为是有机合成的理想碳材料。高效且绿色的化学固定CO₂耦合制备具有高沸点、高极性、低挥发性和可生物降解性等优点的环状碳酸酯是CO₂资源化利用的有效方式，已引起社会各界的广泛关注。本文首先简述了目前合成环状碳酸酯的现有反应路径。然后，以CO₂和环氧化物的耦合反应为出发点，着重分析了该反应发生所涉及的反应机理以及催化该反应时多相催化体系的设计思路和当前研究进展。同时，综合比较了不同多相催化体系的催化条件、催化活性及循环使用性等催化参数的优缺点。最后，基于上述分析，本文总结了不同多相催化体系的应用前景并建议其后续发展应与均相催化体系相结合，利用两者的优势高效活化CO₂与环氧化物，以实现温和条件下催化耦合反应。

焚烧是我国生活垃圾最主要的处置手段，焚烧飞灰含有二英和重金属，属于危险废物，处理方式比较受限，但处理需求量大。推动生活垃圾焚烧飞灰无害化处置与资源化利用处理技术的发展，积极补齐城镇生活垃圾处理设施短板，符合国家节能减排与绿色发展的要求。本文系统分析了我国典型地区生活垃圾焚烧飞灰基础特性、二英和重金属产生特征，综述了飞灰二英的主要处理技术，包括高温烧结、高温熔融/玻璃化、水泥回转窑热处理、低温催化热解、水热处理技术、机械化学降解技术，对比了飞灰中重金属的主要处理方法，包括固化稳定化、固热处理、金属分离技术，并对飞灰处理技术的工程化应用进行总结与展望，以期为我国生活垃圾焚烧飞灰减量化、无害化、资源化技术发展提供理论支撑。

在低碳经济的发展背景下，膜蒸馏技术作为一种兼具优异分离性能和节能潜力的新型分离技术而备受重视。气隙式膜蒸馏作为一种高热效率的膜蒸馏形式，其节能优势更为显著。本文总结了国内外与气隙式膜蒸馏技术相关的研究进展，从传质传热模型、数值模拟和膜组件结构几个方面指出了膜蒸馏技术的主要研究方向。重点介绍了膜蒸馏过程优化的研究和技术应用现状。膜蒸馏过程优化包括通过膜组件结构设计优化、使用改性膜、外加物理场等方式以提高膜通量或减小膜污染。在应用方面，气隙式膜蒸馏技术主要应用于海水淡化、高浓度工业废水处理和浓缩加工等领域。

高镍三元正极材料具有很高的理论容量，可被用于提高锂离子电池体系的能量。目前研究较多的高镍材料是镍摩尔分数在三元素中占比为80%的LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂，但是为了追求更高的能量密度，具有更高镍摩尔分数（镍摩尔分数＞88%）的超高镍材料也需要被研究。然而，镍含量的提升对材料结构稳定性造成的负面影响阻碍了高镍材料的实际应用。因此，优化高镍材料的制备工艺十分重要。本工作首先制备了镍摩尔分数为88%、90%、92%、94%以及98%的超高镍材料，探究了它们的基本物理化学性质与电化学性能，验证了镍摩尔分数提升对于材料容量和结构稳定性带来的影响。进一步地，本工作选取了镍摩尔分数为90%的高镍材料（Ni90），着重探究了烧结温度对其性质的影响，发现Ni90材料颗粒会随着烧结温度的上升而增大，而在750℃的适宜烧结温度下，材料能在结构和颗粒尺寸上达到平衡，得到倍率和循环综合性能最好的Ni90材料。同时，对于不同镍含量的材料，也需要选择适中的温度进行烧结，才能兼顾材料的性能与稳定性。

简介人类制造和利用炭黑（CB）的历史和炭黑特性，对烃热解过程中碳原子组成六碳环并历经一维（1D）、二维（2D）和三维（3D）增长形成准石墨微晶（GMC）和最终形成CB粒子的系列参数进行了模拟计算，总结有关CB准石墨微晶结构增长机理、粒子结构及其与粒子硬度和导电性等性能间的关系等方面基础研究的最新成果。基于CB中碳原子结构研究成果和基本理化性能，建议了CB的分子式。结合检测数据解读CB拥有高达30GPa硬度、补强橡胶的活性和独特导电性的结构原因。本文还从键能变化角度计算了用于制造CB的几种典型烃热裂解生成CB的化学反应热，解释CB生产时煤系原料油比石油系原料油收率高10%的原因，重点介绍现代热裂解烃制造CB的工程化技术在原料、反应器、耐火材料、装置大型化、资源综合利用技术与装备等方面取得突破并促成我国成为炭黑制造第一大国的发展历程。对炭黑行业节能环保的最新要求进行了归纳，展望了行业未来，并对其技术进步重点方向和研究内容提出建议。

离子导电水凝胶是一种具有高含水量、可拉伸性和良好生物相容性的高分子聚合物材料，聚合物网络间存在的自由离子使其表现出与人类皮肤非常相似的离子导电方式，在可穿戴传感设备、能量存储器件和生物医疗等应用领域展现出巨大潜力。本文简要介绍了离子导电水凝胶的研究背景与进展，讨论了离子导电水凝胶的制备方式，介绍了离子导电水凝胶在导电性、柔韧性、抗冻保水性、自愈合性、黏附性及生物相容性等功能特性方面的研究进展，分析和阐述了离子导电水凝胶材料相关的应用研究进展。最后，总结了离子导电水凝胶材料在稳定性、环境适应性、多功能协同匹配性等方面存在的问题与挑战，展望了离子导电水凝胶材料的发展趋势及前景，指出开发具有高导电性、极端环境稳定性、自愈合性能及生物可降解性的功能可调控离子导电水凝胶将成为下一步的研究重点，同时结合无线传感网络技术、自供电设备开发无线传感及自供电功能的可穿戴传感系统也将成为重要的研究方向之一。

随着新能源汽车的迅速发展，动力电池迎来“退役潮”。双碳背景下，为实现废旧动力电池的回收利用，我国逐步出台相关政策来解决该过程中的技术与管理问题。然而，当前政策体系仍处于摸索阶段，缺乏经验，国家和地方政策在多方面存在差异，并受多种因素影响。本文总结了废旧动力电池回收利用过程中国家及地方政策现状，从年份、地区、侧重角度等方面进行分析，并探讨了市场、技术、资源和能源结构现状对政策不同程度的影响。研究发现政策在不同年份的变化明确了其发展阶段，不同地区的政策在数量和发展走向等方面存在较大差异；对市场规模和相关企业研究发现，三元锂电池和磷酸铁锂电池为主的回收市场缺乏政府指导，回收技术的进展和应用可作为政策更新优化的依据；电池中所含资源的分布、供应和能源结构起到警示作用，倒逼国家对动力电池回收的要求提升。基于以上分析，本文提出“4C”政策原则，为循环经济背景下的我国废旧动力电池回收利用过程政策制定和优化提供参考依据。

甲烷联合重整产物合成气的组成受热力学平衡控制，反应中积炭反应也受操作条件的影响，因此，计算反应条件（原料组成、温度、压力）对产物组成和积炭形成的影响，进行定量热力学分析是工艺设计所需要的。本文使用Aspen Plus软件中的RGibbs模块，建立甲烷联合重整热力学反应模型，采用吉布斯自由能最小化法，考 虑所有相关反应的进料组成、温度和压力对平衡反应混合物组成和积炭的影响。首先，设定化学计量比 CH₄∶（CO₂+H₂O）=1∶1进料，调控CO₂、H₂O相对进料比例，结果发现：CO₂/CH₄比增加时，CH₄和CO₂转化率升高，但积炭量也相应增加，H₂/CO比减小；CH₄和CO₂的平衡转化率随温度升高而升高，且随着温度升高趋于极限，可通过调节温度从而调控H₂/CO比达到所需生产要求。然后，研究了压力对反应平衡的影响，结果表明CH₄和CO₂的热力学平衡转化率随压力升高而降低，积炭量增加。最后，结合进料比、温度和压力的影响，针对合成气制下游化学产品的不同需求以及特定氢碳比精准调控，模拟计算出合适的反应进料比例，为将来实际生产调控提供了理论计算依据。

无机金属锂离子筛材料制备方法较多，也是最有潜力进行工业化制备生产并实际应用的吸附提锂材料。由于不同制备方法具有各自的技术特点与局限性，所制备出的离子筛材料在形态、选择性、吸附容量及结构稳定性等方面也各有不同，总结归纳出这些制备方法的技术优势与不足及离子筛材料的特点，对设计制备综合性能优异的离子筛材料具有重要的意义。本文综述了固相反应法、溶胶-凝胶法、共沉淀法、水热法等几种常见方法制备无机金属锂离子筛的研究工作进展，主要探讨了这些制备方法所制备的无机金属锂离子筛的微结构、性状、结晶度、吸附容量等综合性能，并重点论述了对应制备方法的技术优势与不足，还分析了不同制备方法制备吸附性能优异无机金属锂离子筛材料的技术瓶颈，并结合技术方法特点提出了针对不同方法制备吸附性能优异离子筛材料可采取的一些方法措施，以期推动无机金属锂离子筛材料规模化生产制备并实际应用。

计算机技术与人工智能的发展给新材料的开发带来了新的研究范式（第四代），也为新型界面分离材料的创制带来新的发展契机。然而，受界面分离过程机理研究和材料、基团的理化数据的局限性，人工智能在新型界面分离材料的创制中的应用仍处于初期阶段。本文为解决特定体系数据缺失的问题，构建了百万级（10⁶）的样板数据库，为大预测模型与生成模型提供了可靠、规范的示范数据基础；通过从大数据中挖掘分子结构与性质的隐藏关联，并借助分子模拟计算剖析其分子间相互作用机理，解析分子间相互作用机制和重组过程规律，进而实现高性能界面分离材料的构筑。最后，本文浅析了介尺度样板大数据、机器学习势理论、国产软件开发、有机合成、智能算法等多学科交叉在界面分离材料创制中的重要影响与发展机遇，以期推动虚拟实验室前沿发展。

各类工业过程如水质软化、食用盐纯化、盐湖卤水提锂、酸和重金属资源回收等对一/二价阳离子高效分离的需求日益增长，近年来，针对上述分离体系的膜材料的研究取得了诸多进展。本文详细总结了针对一/二价阳离子分离的选择性阳离子交换膜、纳滤膜、支撑液膜和离子印迹膜的研究进展，重点梳理了相关膜材料的离子选择性优化思路和机理，对比分析了上述膜过程的特点和适用场景。基于此，作者认为，离子筛分精细化是膜分离技术的重要发展方向。在分子尺度明晰分离层的形成和演化机理，对于提高界面聚合反应可控度，实现在亚纳米尺度膜结构的精细调控至关重要。通过在膜基体内可控构建目标离子的特异性识别位点和传质通道，有望实现高选择性离子筛分。此外，具有本征规则孔道结构的新型分离膜材料，如MOFs、COFs、二维层状结构膜等，在精细筛分方面具有良好的发展潜力。