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。

以分子筛为活性组分制成的催化剂广泛应用于石油化工领域。设计开发高效能的分子筛催化剂来实现化学反应过程高效化，可为化工企业节能降耗和降本增效提供技术支撑。种类繁多的催化反应对分子筛提出了不同的需求，本文从四个方面综述了开发高效分子筛的技术进展，包括硅铝分子筛酸性活性中心调变和钛硅分子筛Ti活性中心构建的活性中心修饰方案、微孔分子筛内部造介孔和介孔SiO₂包覆分子筛的孔道结构调变方案、制备纳米级颗粒和控制择向性生长的晶体形貌控制方案、创制新结构分子筛的拓扑结构创新方案，探讨了分子筛催化剂的未来发展方向，指出我国仍需在该领域持续加强技术创新，尤其是原始创新，做到产学研深度结合，将先进技术转化为可实际操作的方案，最终服务于生产装置、实现工业应用是提高石油化工技术进步的重点工作。

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。

可再生能源和氢能产业快速发展，氨作为储氢介质，因其能发挥长时储氢和长距离运氢的作用，受到广泛关注。化石燃料制氢合成氨工艺成熟，但二氧化碳排放强度大。绿氨以可再生能源电解制氢作为氢源，具有减少合成氨产业碳排放、消纳风光等可再生能源、充当储氢载体易于储运等优势，在碳达峰碳中和的目标下，开发绿氨合成工艺具有重要意义。本文总结了工业Haber-Bosch法合成氨、电化学、光催化、等离子体和化学链合成氨取得的研究进展及面临的挑战，阐述了可再生能源电解制氢合成氨工艺的技术路线和发展现状，对比了煤制灰氨和可再生能源制绿氨工艺的技术经济可行性，分析了电价、电解制氢能耗等因素对电解制氢合成氨成本的影响，论述了分别以氨为载体储氢和储存液氢的成本构成，研究了分别以氨为载体运氢和运输气氢的成本，提出了对绿氢合成绿氨、以绿氨为载体储运氢产业发展的思考。

石墨烯是一种具有优良物理化学性质的二维纳米材料，广泛应用于电池、催化、传感器、印刷、生物医药等领域。然而，石墨烯及其衍生产品的应用与发展面临着巨大挑战——低成本、高品质、规模化生产。本文综述了液相剥离法高效制备石墨烯的研究进展，重点探讨了电化学插层法、溶剂插层法、高温膨胀法和微波膨胀法等液相剥离的前处理方法原理以及对石墨烯剥离效果的影响；分析了水基溶剂、有机溶剂和混合溶剂等剥离溶剂的优缺点与选取原则；对比了超声、高剪切和微通道等过程强化设备的剥离原理和优缺点；简述了离心分离的后处理方法以及分离效果；最后对液相剥离法宏量制备石墨烯的发展趋势进行了展望：通过结合人工智能等方法进行多目标优化，开发无残留的功能化插层剂并匹配温和快速的膨胀方法，寻找低毒、低沸点、高分散的溶剂体系，精确调控液相剥离设备作用机理，设计连续化梯级离心设备，实现液相剥离制备石墨烯的连续化、规模化、低成本快速制备。

微气泡具有体积小、稳定性高、停留时间长、比表面积大和具有较强自增压效应等优点，可以显著增加气液两相的接触面积和接触时间，强化气液两相的传质速率。目前，多种基于不同原理的微气泡发生器均可以有效产生微气泡，而不同领域利用微气泡的侧重点有所不同，因此其应用的微气泡发生技术也有所区别。本文综述了微气泡发生器在水处理过程、生物和医学领域、矿物浮选过程以及化工过程中的应用，重点阐述了各工业过程中常用的微气泡发生器类型和微气泡发生器的发泡原理，简述了各类微气泡发生器的气泡生成效果，指出了微气泡发生器的结构和操作条件对微气泡发生性能的影响，总结了各类微气泡发生器的使用条件。当下，依靠单一原理的微气泡发生技术仍具有一定的局限性，而耦合式微气泡发生器结合多种微气泡生成原理的优势，可以产生尺寸更小、分布更均匀的微气泡，因此耦合式微气泡发生器的研发对未来微气泡技术的应用具有重要意义。本文最后对微气泡发生器的应用前景、研发方向等进行了总结和展望。

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。

人类生产和生活中对于污染物的不当处理会导致土壤污染，威胁生态安全、粮食安全和可持续发展。土壤生物修复利用微生物来降解土壤中的有机污染物、转化重金属污染物价态或者降低其生物可利用度而降低其危害。伴随现代生物技术的发展，土壤生物修复技术被日益广泛地应用于污染耕地和污染工业场地的修复。本文从污染物质的转化与利用角度，概述了土壤污染物的主要类型及其所适用的生物修复技术及其进展。重点综述了生物修复菌株的筛选、土壤微生态分析、生物修复过程强化三方面的最新进展，介绍了生物修复技术在加油站、废弃化工厂的生物修复及秸秆还田中的工程实施案例，分析了土壤生物修复技术应用中存在的问题，如土壤修复效果评估和降解菌剂性能强化等，讨论了土壤生物修复技术的研究方向和应用前景。

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。

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。

气体扩散层（GDL）在质子交换膜燃料电池（PEMFC）中起到支撑催化层、传输反应气体和排出反应过程中产生的水的作用，设计和优化GDL的结构对提升燃料电池的性能有重要作用。本文首先介绍了氢燃料电池应用前景，简述了PEMFC的结构和工作原理，指出了目前GDL的气液传输能力不足的问题，分析了孔结构、碳材料、微孔层微观结构、润湿性和耐久性五个因素对GDL性能的影响，并归纳了当前的研究进展，同时还涵盖了与GDL内传质过程相关的建模方法。最后总结了影响GDL性能的各种因素，并对质子交换膜燃料电池内的GDL发展进行了展望，指出用新型金属泡沫材料代替传统碳材料构建气体扩散层-双极板集成结构从而缩短传质路径并降低传质阻力，提出利用新兴的3D打印技术去构建高精度具有复杂结构的气体扩散层。本综述对未来优化GDL结构、提高燃料电池性能具有一定的指导意义。

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。

碳化硅陶瓷膜具有耐高温、抗热震、耐腐蚀、高通量、使用寿命长等优势，是环境污染治理领域中的关键材料。如何制备面向应用过程的高性能碳化硅陶瓷膜已经成为目前的研究热点。本综述介绍了碳化硅陶瓷膜的成膜方法，包括浸渍提拉法、喷涂法、化学气相沉积法及相转化法。此外，阐明了各方法的成型机理、影响因素及优缺点等，概述了碳化硅膜烧结技术的机理、特点及研究现状，包括重结晶技术、前体转化技术、原位反应烧结技术及新型烧结技术，其中重点描述了共烧技术的实际应用价值及挑战，利于明晰碳化硅陶瓷膜性能与制备工艺的关系。并阐明了碳化硅陶瓷膜在高温烟气净化、油水分离、气体分离领域中的应用现状及前景，最后对碳化硅陶瓷膜工业化应用潜力作出展望。

在“碳达峰、碳中和”的目标下，绿氢成为极具前景的清洁能源。碱性电解水制取绿氢技术商业化程度最高，但由于析氧反应（OER）动力学过程缓慢且需要较高的过电位，成为制约电解水电极效率的主要瓶颈。商业电解槽中广泛使用的镍网或泡沫镍电极的OER性能仍有很大提升空间，在其上复合镍基催化功能层，开发新型高活性的析氧电极有利于提高电极效率，降低制氢成本。电沉积技术具有工艺简单、条件温和、利于放大生产自支撑电极的优势，成为工业化生产OER电极的理想工艺之一。本文综述了近年来利用电沉积技术制备的镍基析氧电极并用于碱性电解水的研究进展。采用电沉积技术在镍网或泡沫镍基底上制备镍（氢）氧化物、双金属及多元金属以及非金属掺杂的镍基催化剂作为催化功能层，通过增强催化功能层的电导率及金属间的协同作用、增加活性位点数量、减小扩散路径以及改变表面原子构型等方式提高镍基自支撑电极的OER性能。最后，展望了镍基自支撑电极在电解水领域的应用，同时指出了电沉积法制备电极材料存在的挑战。

总结了2023年度国家自然科学基金委员会化学工程与工业化学（B08）领域科学基金各类项目的申请、受理和资助概况，对B08下属16个二级代码的各类项目申请与资助情况进行了分析，为下一年度国家的项目申报提出了建议。

微化工过程具有高效、安全、节能、体积小和高传热传质率等方面的固有优势，其在气液非均相传质与反应强化领域表现出巨大的发展潜力。本文系统论述了微通道内气液两相流动与传质特性的研究现状，总结了微通道内气液两相流型及分布情况，从操作条件和微通道设计等方面分析了影响两相流型的关键因素，并讨论了多种因素对传质与过程强化的影响方式，对目前研究的微通道内气液两相的传质模型进行了总结分类。以气液两相在主要流动通道的流动形态为基准，分类介绍了多种气液两相微反应器的最新研究进展。文中指出进一步探究微化工过程强化方式以及开发新型气液微通道反应器仍是未来微化工研究的重点发展方向。

双极膜是一类具有特殊“三明治”结构的离子交换膜。在反向偏压下，双极膜界面层独特的水解离行为使其具有在线生成H⁺和OH^-能力，因而在酸碱生产、资源分离回收等领域发挥着越来越重要的作用。双极膜界面层催化剂的引入可以有效降低水解离反应电阻。然而，大部分双极膜由于界面层构筑不当使其存在水解离电压过高、膜层结合力差、催化剂泄漏以及第一极限电流密度大等问题，无法实现大规模的工业化制备及应用。因此，本文立足于双极膜及技术近期研究进展，从双极膜的水解离机理出发，综述了界面层催化剂的种类、界面构筑方式及膜层的复合工艺三个方面的研究进展，深度分析了浸蘸法、涂覆法、静电组装、原位生长、层层堆叠等界面催化剂固定方式的优缺点，力求为双极膜的规模化制备提供相应的理论支撑。文中也指出了双极膜在工业化酸碱生产过程中的瓶颈问题，提出了不对称双极膜电渗析在工业化酸碱生产应用中的关键作用。最后对双极膜的电化学应用前景进行了展望，即应该努力探索双极膜在电解水制氢、二氧化碳还原、电化学合成氨、燃料电池、液流电池等能源领域的应用前景，以此来推动双极膜的发展。

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。

由于氨的高能量密度和零碳特性，其作为氢能和可再生能源载体具有良好的未来市场。氨比氢更易储运且本质安全性强，有望成为推动能源革命、社会进步和国家发展的零碳能源发展路线之一。本文从氨能的全产业链角度出发，介绍了合成氨产业发展趋势以及各类合成氨技术的最新进展和成本经济性；列举了目前氨的主要储运方式、效率、成本和安全性特征；综述了氨的新能源燃料应用，包括氨燃料电池、氨内燃机、氨燃气轮机等技术体系发展现状和燃料成本经济性，以及氨分解制氢效率和生产成本优势。通过上述技术和经济性分析，探讨了氨能在能源系统中的重要作用，进一步梳理了氨能技术发展方向。

目前磷酸铁锂材料由于其较低的能量密度难以满足使用需求。磷酸锰铁锂具有比磷酸铁锂更高的能量密度，同时兼顾磷酸铁锂低成本和晶体结构稳定性的特点。然而缓慢的锂离子扩散动力学和Mn³⁺引起的Jahn-Teller效应导致材料的循环和倍率性能差，限制了磷酸锰铁锂实际应用。本工作通过引入F离子掺杂，构筑沿b轴取向生长的110nm纳米颗粒磷酸锰铁锂正极材料，探究了它们的基本物理化学性质与电化学性能，发现沿b轴取向生长并暴露的(010)晶面能够显著提升锂离子扩散动力学。此外，F离子引入显著增强了Li—O键以及PO₄^3-骨架结构，提高锂离子嵌入和脱出过程中晶体结构稳定性。因此，在0.1C和5C电流下，改性磷酸锰铁理正极材料可逆放电比容量分别为153mA·h/g和106mA·h/g。相比于未改性材料，1C循环750次后比容量保持率从90.6%提升到96.4%。

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。

氢能是实现化石能源清洁高效利用和支撑可再生能源大规模发展的理想互联媒介，然而氢的储运是制约氢能规模化应用的关键技术瓶颈。有机氢化物（LOHC）储氢技术具有成本低、储氢密度大、安全稳定等优势，可匹配现有化石能源输运架构，有望在大规模、长距离和分布式的氢储运场景中发挥重要作用。但是，在LOHC储氢循环中，相对于发展较为成熟的加氢技术，LOHC脱氢过程效率低、稳定性差，是制约该技术发展的关键。基于此，本文综述了LOHC储氢技术催化脱氢过程强化的研究进展和发展趋势，概述了LOHC储氢基本概念和催化脱氢反应基本原理，从催化过程强化、产物分离强化、能量效率强化等方面总结了脱氢过程强化策略，通过对比不同技术手段的特点，分析了LOHC储氢技术催化脱氢过程目前亟需解决的难题，即开发高效的脱氢催化剂、提高催化脱氢过程的传热传质效率以及降低脱氢过程能耗，这对LOHC储氢技术的实际应用具有重要的参考和借鉴意义。

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。

综述了CH₄和CO₂共转化生成合成气、乙酸和C₂烃3种反应路径的反应步骤、关键中间体及反应产物选择性的影响因素。当生成合成气时，CH₄与CO₂的活化解离是关键步骤，催化剂载体表面为酸性或中性时反应遵循单功能机理，CH₄和CO₂在同一活性中心被活化，当载体为表面碱性时，CH₄和CO₂遵循双功能机理，在不同活性中心被活化，通常双功能机理的催化效率更高。当生成乙酸时，C-C耦合过程应被重点关注，该过程中气相CO₂可能直接插入M—CH₃键（Eley-Rideal机理）或先被吸附活化后再插入（Langmuir-Hinshelwood机理），后者反应能垒更低。当生成C₂烃时，活性氧物种被认为是反应过程中的关键中间体，其可能来源于催化剂中的晶格氧或CO₂的活化与解离。因此，在催化剂表面构建多个独立活性位点，以分别对CH₄和CO₂进行多位点协同催化被认为是良好的催化剂改性策略。另外，先进的模拟计算方法和原位表征手段能够深入揭示反应过程中催化剂和反应中间体的动态演变过程及机理，从而为真实CH₄和CO₂共转化反应过程中催化剂的设计提供理论指导。

六氟化硫（SF₆）的减排是电力行业服务“碳达峰、碳中和”的攻坚环节，文章总结了电力行业温室气体SF₆排放现状和主要排放源，从开源、节流、升级和降解角度出发，总结了四种SF₆减排手段，即源头替代、回收净化、设备升级以及无害化处理等，综述了各种技术存在的问题及对策。通过SF₆减排技术优先选择性分析，提出了SF₆气体减排分“两步走”战略，为构建绿色低碳新型电力系统以及实现“净零”目标提供参考。建议加强对非CO₂温室气体SF₆的政策约束力度、进一步制定针对电力行业的SF₆气体减排目标、加快SF₆气体减排技术应用进程、建立完善的SF₆全生命周期管理方法，促使我国SF₆气体管控再上新台阶。

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。

沼渣是生物质经厌氧消化后产生的固体残渣，也是具有较大应用潜力的二次资源。与填埋、焚烧等传统沼渣处理工艺相比，使用热化学法处理废弃生物质沼渣可更好地实现沼渣中有机物的固定，且制备得到的沼渣生物炭结构稳定、性能优良，能被广泛应用于污染物吸附、催化降解、土壤修复等诸多领域。本文归纳总结了国内外常见的沼渣生物炭制备技术和改性方法，重点介绍了沼渣生物炭的结构、元素组成和理化性质。同时，汇总了现阶段沼渣生物炭的主要资源化应用途径，并对未来沼渣生物炭资源利用的发展方向进行了展望。

还原胺化反应是一种把醛（酮）转化为胺类物质的有效方法。还原胺化反应路径复杂，影响因素众多，合适的反应条件能够提升反应效率和选择性。本文总结了还原胺化反应常见的催化体系及催化剂、溶剂、温度、底物性质以及氨/水/酸的加入对反应的影响。基于这些影响因素，进一步介绍了连续微反应器技术在还原胺化过程中的应用，总结了以伯胺/仲胺/叔胺为目标产物的连续还原胺化过程、以硝基化合物为原料的连续还原胺化过程、酶催化及无催化剂的连续还原胺化过程。微反应器中的温度控制、传质强化和停留时间分布能进一步实现反应强化和选择性提升。基于微反应器的连续还原胺化技术及该技术与新型催化材料的结合有望在胺类物质的生产领域扮演越来越重要的角色。

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。

工业废水普遍具有可生化性差、污染物种类多、有机物含量高、难降解等特点，常规处理手段难使其达标排放。以电化学高级氧化工艺为代表的污水深度处理工艺处理污水效果显著，是近年来环境工作者的研究热点之一。掺硼金刚石（boron-doped diamond，BDD）电极理化性质优异，是目前电化学高级氧化处理废水最为理想高效的阳极材料，但关于大尺寸BDD电极的应用及处理真实工业废水的研究情况尚未及时总结归纳。本文以基于BDD电极的电化学高级氧化工艺过程为对象，对该过程涉及到的废水特点、工艺原理、BDD电极特点及制备方法、处理案例和工艺参数优化等方面的研究进展进行综述，重点聚焦不同污染体系下的大型实验室装置、中试装置和处理真实工业废水案例，总结了BDD电极材料开发情况和不同类型工艺的技术特点，探讨了工艺优化方面的研究进展和目前限制该技术大规模工业化应用的主要原因。最后对基于BDD电极的电化学高级氧化工艺应用前景和重点发展方向作出了展望。

基于氧还原反应（ORR）和氧析出反应（OER）的锌空气电池空气阴极动力学缓慢，制约了锌空气电池的进一步发展。贵金属催化剂具有高催化活性，但成本高、稳定性差等问题限制了其进一步应用。通过开发高活性、低成本非贵金属双功能催化剂能够有效解决上述问题。本文在介绍锌空气电池的结构和性质的基础上，系统介绍了不同种类的非贵金属催化剂在锌空气电池中的研究进展，如MOF衍生的双功能催化剂、非金属双功能催化剂、过渡金属双功能催化剂等，介绍了不同种类催化剂的优缺点，并对催化剂的催化活性中心和电化学性质进行阐述。最后，进一步指出对特定催化剂金属活性位点的增加和形貌结构的调控是该领域的研究重点，并提出了锌空气电池在表征方式、性能调控和优化电池中应采取的措施。

传统微孔分子筛具有均一孔径、较高比表面积、良好的择形选择性等优点，但受到传质扩散阻力限制，导致其性能严重降低。而等级孔分子筛具有多级孔道结构，可以强化大分子的扩散，减少焦炭堆积，从而改善催化剂利用率、寿命和催化性能。等级孔分子筛通常采用“自上而下法”和“自下而上法”进行制备。本文主要对近年来等级孔分子筛的合成方法进行梳理，并重点介绍了具有较高应用潜力的“自上而下法”。综合评述了等级孔分子筛在催化应用中的扩散过程强化研究，指出等级孔分子筛在提升催化性能方面（如活性、选择性、稳定性等）具有独特优势。通过在分子筛骨架中引入等级孔道，缩短晶内扩散路程，减少传质扩散限制，减少二次副反应和积炭。此外，等级孔道结构也有利于金属活性物种的稳定，在催化反应中抑制其烧结，增加了负载型分子筛催化剂的稳定性。最后，总结了等级孔分子筛的独特优势（强化内扩散性能和提升分子筛内部中心利用率），并对等级孔分子筛的制备方法和绿色生产进行展望。

相变材料（PCMs）在促进新能源开发和提高能源利用率中起着至关重要的作用，然而，单一有机相变材料的易泄漏、热导率低、光吸收弱等缺陷阻碍了其更广泛的应用和发展。为了解决这些瓶颈问题，提高热能的利用效率，具有优异性能的碳材料被用作载体材料封装相变材料构筑形状稳定、热性能增强的复合相变材料。本文结合相关理论对碳材料强化传热机理进行了探讨，重点综述了有机相变材料在不同类型碳基材料中的研究进展和面临的挑战，介绍了近年来碳基复合相变材料在热管理、能量转换与储存、智能可穿戴纺织品及红外响应材料等领域的应用进展。最后，基于理论、数值、模拟和实验方法的结合，展望了碳基复合相变材料在热能存储、传递、转化方面未来的研究方向及其先进的多功能化应用。

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。

掺氢天然气（HCNG）输送是利用现有天然气管线实现氢气长距离运输的一种可行方案，天然气中因氢气的加入使得输运气体的物性发生明显变化，从而对管道的输运特性造成一定影响。本文对掺氢混合气的流动及换热过程进行了分析建模，对天然气掺氢管道的运行特性进行了计算分析，并在计算中使用物性快速计算公式代替BWRS方程进行物性求解以提高计算效率。根据计算结果，氢气与天然气混合气体的黏度、密度、体积热值和焦耳-汤姆逊效应系数随着掺氢比例的增加而下降，比热容和压缩因子随掺氢比例的增加而增加；在管道运行中，管输体积流量随掺氢比例的增加而上升，管道压降和管道管存随之下降，管道的能量流量先下降后在大掺氢比后略有回升；管道能量流量恒定时，管道出口压力先降低后略有升高；氢气的加入会削弱长输管线压降导致的温度降低；地面温度对于管输流量和能量流量影响较小。

固体吸附法有望显著降低CO₂捕集技术的成本，并由此推动碳捕集利用与封存技术大面积应用，为碳中和目标的高质量实现提供重要保障。高性能吸附剂是目前吸附法CO₂捕集技术的研究热点方向，受到了来自学术界和工业界的广泛关注。本文聚焦分子筛基CO₂吸附剂，围绕近年来该领域的研发工作，综述了纯硅铝分子筛、离子交换改性、胺基化功能改性、疏水化改性、“Trapdoor”吸附新策略5类分子筛基吸附剂的设计策略、合成方法、强化CO₂吸附原理等方面的研究进展，对比了其优劣势。在此基础上，结合碳捕集技术潜在的应用场景讨论了温度、压力、烟气组成的影响，并围绕分子筛基CO₂吸附剂面向规模化应用可能存在的技术问题对进一步的工作方向提出了建议。

二氧化碳加氢制甲醇反应研究对解决能源紧缺和环境问题具有重要意义。以Cu/ZnO/Al₂O₃为代表的铜基催化剂因其反应活性高、成本低廉而备受关注，受限于催化剂中Cu物种的电子结构多样性与表征技术的发展水平，铜基催化剂的真实活性位点、反应机理尚不清楚。本文综述了二氧化碳加氢制甲醇过程中铜基催化剂活性位点的研究进展，并结合原位表征技术的研究进展对其反应机理进行综述。研究人员结合多种先进表征手段确定了活性位点的结构和组成，同时揭示了不同催化剂结构对反应性能的影响。通过原位表征技术的应用，可以实时观察反应过程中催化剂的结构变化，揭示了反应关键步骤和催化剂的作用方式。未来可以结合更多原位表征技术和计算模拟方法，探索催化剂微观结构和反应机理，以更高的反应性能制备绿色甲醇。

随着工业化进程加快，废水的类型和排放量日益增加，对自然环境和人类社会造成了严重危害，因此亟需开发经济高效的废水处理技术。生物电芬顿（BEF）系统是将生物电化学系统与芬顿氧化工艺耦合的水处理技术，其因高效、绿色、节能的特点而受到广泛关注。本文综述了BEF系统的基本原理，讨论了阳极和阴极性能的主要影响因素（微生物胞外电子传递过程、阳极材料、阴极材料、芬顿反应催化剂和系统运行条件），总结了BEF系统在各类废水（染料废水、制药废水、垃圾渗滤液、煤化工废水、养猪废水等）处理中的应用，最后指出BEF系统当前面临的挑战及未来的研究方向，包括开发高效的电极材料和催化剂、耦合其他水处理工艺、降低膜材料成本和开展中试研究等，旨在为BEF系统的进一步发展提供参考。

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。

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。

相比于经典的滴流床加氢技术，液相加氢技术由于其一次性投资成本和运行能耗低，受到了企业界和学术界的广泛关注。但如何进一步强化氢油相界面的传质速率来提高液相加氢效率，仍是一个重要的难题。近年来快速发展的微纳尺度气泡或液滴的气液传质强化技术有助于油品催化加氢反应。本文以微纳气泡为例，首先总结了微纳气泡特点及产生方式，简述了微纳尺度气液传质强化液相加氢过程可行性判别，回顾了微纳尺度气液传质强化在油品液相加氢工艺中的相关研究及工业应用。最后分析了微纳尺度气液传质强化在油品液相加氢中面临的挑战以及发展方向，即微纳尺度传质与本征反应的匹配、工况条件微纳气泡在反应器中的流动以及含微纳气泡混合物的气液分离等。

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。

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。

高端氢化石油树脂应用广泛，市场需求逐年增加，如何实现高效生产高品质氢化石油树脂是该领域研究的重点。高品质氢化石油树脂的生产主要是采用催化加氢技术，开发高效稳定的加氢催化剂是关键的技术环节。本文针对催化剂加氢效率低、树脂分子扩散与吸附困难、加氢反应条件苛刻等问题，重点综述了近年来研究者为解决上述难点在催化剂金属活性组分组成、几何与电子结构、载体形貌与孔结构设计等方面的研究成果。提出催化剂中金属活性位点的分散度、位点分布情况、价态调控及复合金属间的协同作用是调控催化剂性能的关键。同时，对目前石油树脂加氢催化剂活性位点设计、反应机理、催化剂失活再生机制等方面进行总结并展望催化剂的未来发展方向。

广东农林废弃物资源丰富，推动农林废弃物多途径资源化利用符合国家节能减排、绿色循环发展的要求，也是广东城乡环境保护及治理的重大任务，对助力国家“双碳”目标也具有重要意义。本文综述了农林废物直燃/气化发电、制备沼气/绿氢、制备能源化学品及电化学应用等资源化利用工艺路径，解析了不同技术路径发展现状及存在问题，探讨了农林废弃物多途径资源化利用的发展前景，提出了促进农林废弃物资源化利用行业发展的建议。广东农林废弃物多途径高效资源化利用的发展，以期为实现我国“双碳”目标约束条件下生物质能源转型发展提供普适模型和理论支撑。

“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。

钢铁行业是能源消耗和碳排放大户，因此在碳中和背景下寻求可替代传统煤的零碳原料是钢铁行业重点发展的碳减排技术。生物炭具有碳中性特征，碳含量和热值与煤接近，是煤粉和焦炭理想的替代原料。本文系统介绍了生物炭在炼焦、烧结、高炉炼铁中的潜在利用途径，并进一步聚焦生物炭应用于高炉炼铁时所需具备的理化特性，阐述了生物炭碱金属、强度、粒度与比表面积在替煤代焦时的影响及机理。针对碱金属降低焦炭强度等问题，介绍了酸洗等脱矿方法降低生物炭碱金属含量；针对生物炭机械强度差难以入炉问题，总结了焦炭强度形成机理和生物炭成型增强工艺；针对生物炭导致炼焦煤混合物流动性变差问题，通过调控生物炭粒度和比表面积以降低对焦炭的负面影响。最后，总结了生物炭替代煤粉和焦炭高炉炼铁的国内外进展及预期CO₂减排效果。通过分析生物炭替煤代焦目前工业应用中存在的挑战以及生命周期评价的相关研究情况，为未来钢铁行业实现碳中和提供技术支撑。

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。

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。