精馏是化学工业中应用最广泛的关键共性技术,广泛应用于石油、化工、化肥、制药、环境保护等行业。精馏具有应用广泛、技术成熟等优点,但存在设备投资大、分离能耗高等问题,因此研究开发新型高效传质元件、开发新型节能精馏技术,具有重要的社会意义和经济价值。本文从精馏塔类型、流体力学性能、传质性能、塔器大型化、过程节能、过程强化等方面,介绍了精馏技术的研究进展与工业应用。对于板式塔,从气液两相流动状态、压降、漏液和雾沫夹带方面研究了塔板的流体力学性能;对于填料塔,从压降、液泛和持液量方面研究了填料塔的流体力学性能,但目前的研究仍以经验关联式为主,缺乏严谨的的理论模型。对于气液两相的传质性能研究,简述了气液两相传质理论,但科学、精准的传质模型尚未提出。对于塔器大型化的应用研究,介绍了塔板、气液分布器和支撑装置等大型化关键技术的工业应用。从精馏过程典型节能技术、耦合节能技术、流程节能技术、低温余热回收和特殊精馏等方面,介绍了精馏过程节能与强化的应用进展。文章最后对精馏过程的传质、强化和集成进行了展望。

氢能是一种清洁、高效的二次能源，是构建未来清洁社会的重要支撑。在众多制氢技术中，利用可再生能源产生电能，并通过电解水制备高纯度氢气是最具潜力的制氢路线之一。本文在介绍三种电解水制氢技术及核心部件的基础上，重点讨论了电解水析氢催化剂，特别是过渡金属基电催化剂及单原子催化剂的研究进展。本文最后对可再生能源发电与电解水制氢技术的耦合进行了分析与讨论，简述了现阶段国内外基于可再生能源发电制氢项目的开发进展。文章指出，随着电力成本下降，高效、稳定、经济的析氢催化剂的开发，可再生能源发电制氢将成为解决能源消纳、加速氢能产业化进程、最终实现我国向低碳清洁能源转型的重要途径。

UiO-66除了具备其他MOFs材料的比表面积大、孔隙率高及孔道易调、易功能化等特点外，与大多数MOFs 材料不同，还具有优异的化学稳定性、机械稳定性、热稳定性和抗水性能，使其在吸附及催化领域具有巨大的应用前景。本文详细介绍了UiO-66的合成方法最新研究进展，包括溶剂热法、机械研磨法、微波辅助法、持续流法及干胶转化法，同时指出干胶转化法产品收率高，纯化、活化过程简单且不产生有机废液，是UiO-66合成及未来工业化生产的发展方向。同时综述了改性UiO-66材料近年来在有毒工业化学品吸附及化学战剂催化降解领域中的研究进展，展望了静电纺纳米纤维负载UiO-66在化学防护领域应用的发展趋势。

微囊化技术作为一项发展迅速的新技术，具有精确给药、芯材控释等特点，在生物医药、食品、化工等领域均得到成功应用。海藻酸钠是从海洋藻类提取的功能独特的植物多糖，具有良好的溶解性、成膜性和凝胶性等优势，已被广泛用作微囊的包膜材料。但海藻酸钠微囊易受到基质材料、交联剂和生产工艺参数的影响，性质难以调控，所以微囊的生产仍存在配方不完善、制备工艺不稳定等问题。为解决上述问题，本综述对海藻酸钠的离子交换性、pH敏感性、凝胶特性等性质和微囊制备过程的影响因素进行了总结。论述了海藻酸钠微囊在包封细胞、药物以及精油方面的应用，指出今后的研究方向应集中于改进微囊的制备工艺，探明海藻酸钠成膜机理与机械性能的关系，提高海藻酸钠微囊强度与韧性，继续推进海藻酸钠与其他高分子材料的复配研究，以期扩大海藻酸钠微囊的应用范围，加快海藻酸钠微囊的工业化进程。

现代煤气化技术是现代煤化工装置中的重要一环,涉及整个煤化工装置的正常运行。本文分别介绍了中国市场各种现代煤气化工艺应用现状,叙述汇总了其工艺特点、应用参数、市场数据等。包括第一类气流床加压气化工艺,又可分为干法煤粉加压气化工艺和湿法水煤浆加压气化工艺。干法气化代表性工艺包括Shell炉干煤粉气化、GSP炉干煤粉气化、HT-LZ航天炉干煤粉气化、五环炉(宁煤炉)干煤粉气化、二段加压气流床粉煤气化、科林炉(CCG)干煤粉气化、东方炉干煤粉气化。湿法气化代表性工艺包括 GE水煤浆加压气化、四喷嘴水煤浆加压气化、多元料浆加压气化、熔渣-非熔渣分级加压气化(改进型为清华炉)、E-gas(Destec)水煤浆气化。第二类流化床粉煤加压气化工艺,主要有代表性工艺包括U-gas灰熔聚流化床粉煤气化、SES褐煤流化床气化、灰熔聚常压气化(CAGG).第三类固定床碎煤加压气化,主要有代表性工艺包括鲁奇褐煤加压气化、碎煤移动床加压气化和BGL碎煤加压气化等。文章指出应认识到煤气化技术的重要性,把引进国外先进煤气化技术理念与具有自主知识产权的现代煤化工气化技术有机结合起来。

TiO₂具有光催化性能好、化学性质稳定、毒性低、价格低廉等优点，但由于禁带较宽，只对紫外光有响应，且电子和空穴容易复合，导致光催化活性和效率降低。本文介绍了TiO₂的几种主要改性方法的最新研究进展。表面沉积贵金属、半导体复合、染料敏化可以降低TiO₂的禁带宽度，增加其响应波长，提高太阳光的利用率。离子掺杂可使得TiO₂晶体表面产生缺陷，抑制光生电子和空穴的复合，增加表面活性中心的数量。碳纳米管和石墨烯掺杂则能够提高TiO₂对可见光的吸收率，扩大光响应范围，同时加快电子传输，减少载流子复合，提高催化效率。指出石墨烯作为新型掺杂材料具有很大的发展潜力，TiO₂基多组分复合型光催化剂可获得比单种组分表面改性或者掺杂TiO₂更好的效果。最后介绍了TiO₂表面的亲/疏水改性研究进展。

目前高品质含硫化学品在国内仍有较大市场，部分甚至供不应求；回收废气中的硫化氢并深加工，既经济又环保。本文梳理了无机硫化物、硫醇、硫醚、硫酚、硫代酰胺、含硫杂环、有机二硫化物、高价硫有机物在内的8大类共计16种含硫化合物，介绍了它们的理化性质、主要用途以及市场供应情况；详细阐述了国内外主要合成方法的研究进展，着重分析了工业路线以及以硫化氢为原料的合成路线，比较有代表性的诸如生产硫化钠和硫氢化钠的吸收法，生产硫化锌的均匀沉淀法，生产甲硫醇的甲醇-硫化氢法，生产乙硫醇的氯乙烷法和乙烯-硫化氢法，生产2-巯基乙醇的环氧乙烷-硫化氢法，生产巯基乙酸的氯乙酸-硫氢化钠法和氯乙酸-硫化氢法，生产叔十二碳硫醇的十二烯-硫化氢加成法，生产二甲硫醚的二硫化碳-甲醇法和硫化氢-甲醇法，生产蛋氨酸的氰醇法和海因法，生产聚苯硫醚的Phillips法、硫磺法和硫化氢法，合成苯硫酚的硫化氢-氯苯法，生产硫脲的硫化氢-氰氨化钙法和硫化氢-氰胺法，生产四氢噻吩的噻吩加氢法和四氢呋喃-硫化氢法，生产二甲基二硫的硫酸二甲酯法和甲醇硫化法，以及通过二氧化氮氧化二甲硫醚的方法生产二甲亚砜。合理开发硫化氢废气的下游产品，需要从市场定位、技术手段、资源整合等多方面综合考虑；从当前的市场现状分析，蛋氨酸、聚苯硫醚等均具有广阔的市场发展前景，是今后研究工作的重要方向。

微反应器是微型化学反应系统,具有换热和传质效率高、严格控制反应时间、易于放大、安全性能好等特点。和传统搅拌反应器相比,这些特点使得微反应器在缩短反应时间、大幅度提高化学反应的转化率和产品收率等方面展现出一定的优势。但微反应器也存在易堵塞,催化剂负载、微通道的设计与制造难度大等问题。本文介绍了近年来快速发展的微反应器技术,回顾了微反应器的特点,重点探讨微反应器在化学化工领域的应用以及微反应器在精细化工和制药工业、生物化工领域的应用实例,讨论了微反应器目前存在的诸多挑战。微反应器目前是化学和化工学科的前沿和热点方向,分析表明微反应器仍然有很大的发展空间,有潜力改变化学化工前景。提出应进一步深入系统地认识微反应器内化学反应以及微通道设计的基本规律和机理,将微反应器技术引入更广泛的反应体系中,加强微反应器的集成化水平。

醇还原胺化反应是胺合成最有效、最有应用潜力的方法之一，而催化剂是还原胺化反应的关键。本文详细阐述了Ru、Ir、Pd、Cu、非金属等均相催化剂和Co、Ni、Ru、Pd等非均相催化剂在醇还原胺化反应中的研究进展，介绍了不同催化体系的催化性能和反应规律、应用特点和局限性。指出了均相催化体系的回收使用仍然是阻碍其应用的难题，研究重点应集中在高效、廉价催化体系开发、拓展应用范围和分离回收研究；非均相反应催化剂的专用性强，性能难以满足工业应用需求，加强微观结构及反应机理、高性能催化剂、高压体系中流场状态与过程研究以及提高活性、选择性和稳定性是未来的研究重点。

氢能是支撑起智能电网和可再生能源发电规模化的最佳能源载体，而电解水制氢是实现制氢规模化的重要途径。在多种电解水制氢技术中，质子交换膜电解水技术由于具备电流密度大、产氢纯度高、响应速度快等优势，吸引了科学界和工业界的广泛重视。本文首先介绍了质子交换膜电解池的结构组成以及各组成的主要作用，对比分析了碱性电解池、固体氧化物电解池与质子交换膜电解池的技术差异，并结合电解水析氢反应以及析氧反应的机理阐释，分别介绍了两步半反应的常用催化剂；然后，从最初的实验室研究阶段到目前兆瓦级别的质子交换膜电解水系统，回顾了该技术的发展历程以及应用现状；其次，从制氢成本、电堆性能及电堆寿命等多角度分析目前该技术面临的瓶颈问题；最后，根据质子交换膜电解池的技术优势，并针对上游间歇性可再生能源的需求以及和下游产业的联合应用，对其未来前景进行了展望。

均温板作为一种新型的两相流散热技术，具有导热性高、均温性好、热流方向可逆等优点，克服了传统热管接触面积小、热阻大、热流密度不均匀等问题，已经成为解决未来电子工业中高热流密度电子器件散热有效途径之一。本文总结了3种吸液芯种类：微槽道型、烧结粉末型、烧结丝网型，阐述每种毛细芯的制备方法，并比较它们的优缺点；简述了当前国内外对均温板传热传质理论的最新研究进展，学者们利用输运模型沸腾理论捕捉气液界面，确定临界热通量，分析工质在均温板内的流动和传热的规律。本文剖析了影响均温板性能的各个因素，包括流体选择、充液率、热源输入功率大小和分布位置、工作角度等。最后从背景环境角度对均温板的应用方向进行了分析和展望。

氟化物熔盐具有高温稳定性好、热导率高、比热容大、电化学窗口宽、饱和蒸汽压低和中子吸收截面小等一系列优点，是一种具有广阔应用前景的重要功能材料。本文介绍了氟化物熔盐的典型制备及净化方法（如真空除水法、氟氢化铵法、H₂-HF净化法、电化学净化法、添加还原剂法），分析了不同方法去除熔盐中杂质离子的作用机制和技术特点。总结了氟化物熔盐在核能、冶金、功能材料制备、先进储能介质、表面处理技术、电子化学品、精细化工及熔盐电池材料等领域的应用及最新进展。突出了氟化物熔盐作为核反应堆冷却剂、熔盐电解质、高温储能材料及反应介质等方面的应用优势。指出了氟化物熔盐在制备及应用过程中存在的问题及发展趋势，并就其发展前景进行了展望。文章指出开展氟化物熔盐制备与纯化机制研究、探索氟化物熔盐净化过程中杂质的存在形式与迁移规律、阐明氟化物熔盐制备与净化机理、发展新的熔盐净化方法以减小熔盐的腐蚀性和降低成本对熔盐的工业化生产和应用至关重要。

对煤制氢、天然气制氢、甲醇制氢以及工业副产回收氢气等化石原料制氢技术发展现状进行了详细分析，研究对比了几种化石原料制氢技术的生产成本与经济性，并对化石原料制氢产业发展前景进行了深入思考，总体认为：煤制氢具有资源成本优势，是实现大规模制氢的首选技术；天然气制氢发展潜力大，但目前存在资源约束和成本较高的问题；工业副产回收氢气是未来颇具发展潜力的制氢方式；甲醇制氢规模灵活，但存在设备成本高、稳定性较差等不足。在当前太阳能等新能源制氢技术尚未成熟的现实条件下，化石原料制氢必将担当主要角色，未来氢能产业必将是化石原料制氢与电解水制氢、新能源制氢多种方式共存、多元化发展的供给格局。

随着我国经济快速发展,煤炭、石油等化石燃料消耗持续增长,雾霾天气频繁出现,酸雨区域面积不断扩大。针对二氧化硫排放对环境生态的压力徒增的现状,本文简要介绍了干法、半干法和湿法烟气脱硫技术工艺及其优缺点,讨论了石灰石-石膏法、钠碱法、氨法、镁法、有机胺法、海水法、磷矿浆法等湿法烟气脱硫技术的优缺点,重点阐述了新型磷矿浆脱硫法及其脱硫机理,比较了不同湿法脱硫技术的特点和应用范围,进行了磷矿浆与钠法、石灰石-石膏法与镁法湿法烟气脱硫技术经济性分析。分析表明,磷矿浆湿法烟气脱硫运行成本最低,其回收的二氧化硫催化氧化为硫酸后进入磷化工产业链,替代了部分硫酸原料,无副产物,没有二次污染,适用于具有磷矿生产的企业和园区。该技术原理可以推广到湿法冶金企业。

综述了聚烯烃类弹性体的国内外发展现状与研究进展，介绍了二元乙丙胶（EPM）、三元乙丙胶（EPDM）、茂金属三元乙丙胶（mEPDM）等乙丙弹性体，及乙烯/α-烯烃无规共聚物弹性体（POE）和嵌段共聚物弹性体（OBC）等的主要生产商、产品商标、牌号及性能特点，以及合成工艺与催化剂体系的发展。指出POE、OBC类热塑性弹性体不仅具有聚烯烃类弹性体卓越的力学性能，而且成型加工简便、可回收使用，发展迅速。茂金属催化剂具有活性高、对α-烯烃共聚能力强和单一活性中心的优点。我国目前尚不能进行mEPDM、POE、OBC等性能更为优异、利润更为丰厚的聚烯烃弹性体和热塑性弹性体的生产。要进行这些产品的自主开发，必须加强对耐高温茂金属催化剂和烯烃高温溶液共聚工艺的研究。

利用生物法合成生物基化学品具有高效、绿色、可持续发展等优势。乙酰辅酶A作为细胞内物质代谢的重要中间产物，是利用生物转化法合成许多生物基化学品的重要前体，在微生物碳代谢过程中发挥着枢纽作用。本文综述了大肠杆菌乙酰辅酶A的合成、代谢调控策略及其重要应用，重点总结了乙酰辅酶A的合成途径及近期发展的提高乙酰辅酶A胞内通量的代谢调控策略，包括乙酸途径的代谢调控、丙酮酸合成乙酰辅酶A途径的代谢调控、中心碳代谢途径的代谢调控、β氧化合成乙酰辅酶A途径的代谢调控和乙酰辅酶A合成新途径的发掘，进一步展望了提高乙酰辅酶A供给的策略，利用基因组编辑技术构建合成乙酰辅酶A为前体化学品细胞工厂的方法。

随着加工技术的发展、新材料的出现,微通道换热器紧凑高效的优良性能逐渐被人们所重视,并且迅速向不同领域拓展,航空航天、暖通空调、微型核反应堆、燃料电池动力潜艇等重大设备领域中也均有涉及,但在微通道换热器的研究和应用的某些方面还存在问题,如微通道内两相流动换热的机理和流动传热计算、制冷设备中制冷剂和气流的分布、热泵系统的结霜以及制造方面的行业规范等问题,这些都限制了微通道换热器的应用推广。因此,本文围绕以上问题,对比其他类型换热器,详细介绍了微通道换热器的技术特点并对其分类,结合近些年国内外研究成果重点综述了微通道换热器的研究现状和目前主要的应用领域,从科研和应用的角度归纳了微通道换热器的应用前景和日后的研究方向,以供研究人员参考。

综合介绍了多种烯烃水合反应的机理、生产工艺及催化剂的研究成果。分类详细归纳了环己烯、丙烯、高碳烯烃等通过水合反应生产相应产物醇的生产工艺和催化剂的最新研究进展，并分析了烯烃水合技术的未来发展趋势。分析发现：烯烃水合反应的路径主要分为直接路径和间接路径；其反应机理主要有马氏规则的亲电加成机理、反马氏规则的亲电加成机理、自由基反应机理等；烯烃水合反应用催化剂从液体酸、碱，过渡金属盐或氧盐，不断向分子筛、固体酸、合成树脂、光催化剂、酶催化剂方向发展。未来，光催化和生物酶催化是烯烃水合科技研究的重点方向；而反应设备参数优化、提升催化剂性能、强化物料混合效果、改善传质过程等，则是烯烃水合生产工艺优化的发展趋势。

CO₂矿化养护技术利用早期成型后的混凝土材料和CO₂之间的碳酸化反应和产物沉积过程实现产品力学强度等特性的提升，主要关注的是预养护/早期水化成型后的混凝土中胶凝成分和CO₂之间的矿化反应（即加速碳酸化）。此过程中胶凝材料的水化过程不再是强度形成的主要反应，因此为了充分实现矿化成型和CO₂固定，实现环境效益最大化，研究者近几年积极开发具有CO₂矿化潜力的碱金属矿物材料，并探究其反应后对于混凝土微观结构和性能的促进效应。本文综述了CO₂矿化养护技术在新型混凝土材料方面的研究进展，分别对传统混凝土采用的水化活性硅酸钙材料、水化惰性硅酸钙材料、镁基水泥材料以及工业固废材料等进行了具体介绍，比较了在不同材料与CO₂反应特性以及养护后建材制品性能优化方面的最新成果，并对CO₂矿化养护技术的后续发展进行了展望。主要建议：一是着眼于微观反应机制和矿物材料特性，开发有效的矿化反应强化方法；二是开发水化惰性的低钙硅比硅酸钙材料；三是将工业固废资源化与矿化养护技术结合，实现固废和气废利用流程耦合，推进特定工艺开发和装置研发。

糠醛是由可再生的生物质为原料转化得到的高价值化工产品，具有广阔的应用前景。本文综述了近年来生物质催化水解制备糠醛的研究进展，同时总结了糠醛衍生产品的制备和应用。在对半纤维素水解产糖反应和木糖脱水反应进行机理分析的基础上，从反应原料、溶剂体系、催化剂和分离方法等方面归纳总结了生物质催化水解制备糠醛的最新研究进展，并提出当前生物质制备糠醛方法中存在的问题和应对方案。在此基础上，分析了糠醛经氢化、胺化、氧化、缩醛化、聚合等反应获得高价值衍生产品的研究进展。提出要实现糠醛绿色高效的生产和应用，应着力设计低成本、低能耗、低污染且高效率的催化反应体系，同时推进重要糠醛衍生产品的综合高效利用。

生物炭在过去的十几年里受到了广泛关注，由于其低成本、环境友好、可再生等优点，在环境管理方面具有良好的应用前景。本文介绍了生物炭的概念、应用和性质，重点综述了生物炭吸附重金属离子的研究进展，并探讨了目前面临的挑战和应用前景。生物炭是在缺氧或无氧条件下热化学转化生物质得到多孔富碳材料，主要用于土壤改良，可以提高作物产量、实现碳封存以及减少温室气体排放，并且在催化、能源和水处理等方面具有潜在的应用。生物炭制备方法包括热解、气化、水热炭化等，生物炭的性质受生物质原料、制备工艺和技术参数影响。重点介绍了生物炭吸附重金属离子的相关研究，包括生物炭吸附重金属离子的影响因素、吸附机理和改性生物炭的制备。通过吸附动力学、吸附等温线、吸附热力学和表征技术可以揭示表面络合、静电引力、表面沉淀和离子交换等吸附机理。生物炭吸附重金属离子的最新研究主要致力于通过改性提高生物炭的吸附性能，改性方法主要包括物理化学活化以及复合金属氧化物或化合物、功能有机物、纳米粒子等。生物炭吸附重金属离子面临一些问题和挑战，距离实际废水处理应用还有一定差距。

利用太阳光去除有机污染物和有害细菌的光催化技术一直被认为是水处理中最有使用价值的技术之一，因为其具有操作简便、不引入二次污染、能源清洁等优点而在环境净化领域具有巨大的应用潜力，近些年在水和空气净化中被广泛研究。本文介绍了光催化技术的基本机理并分析了影响光催化效率的因素，总结了包括表面光敏化、离子掺杂改性等提高光催化效率的手段，回顾了近些年光催化技术在饮用水处理及废水处理领域当中的研究应用情况，将光催化技术与生物法、膜法等传统技术结合应用并对其机理进行探究，有助于进一步发展基于可见光作为清洁、可再生能源驱动的光催化环境修复技术。重点关注光催化技术在环境保护，尤其是水处理领域的发展潜力，并对于光催化技术未来的发展方向进行了展望。

质子交换膜燃料电池（proton exchange membrane fuel cell, PEMFC）因具有效率高、功率密度大、排放产物仅为水、低温启动性好等多方面优点，被公认为下一代车用动力的发展方向之一。然而，目前PEMFC在耐久性和成本方面距离商业化的要求还存在一定差距。为攻克上述两大难题，需要燃料电池全产业链的共同努力和进步。本文回顾了近年来质子交换膜燃料电池从催化剂、膜电极组件、电堆到燃料电池发动机全产业链的研究进展和成果，梳理出单原子催化剂、非贵金属催化剂、特殊形貌催化剂、有序化催化层、高温质子交换膜、膜电极层间界面优化、一体化双极板-扩散层、氢气系统循环等研究热点。文章指出，催化层低铂/非铂化、质子交换膜超薄化、膜电极组件梯度化/有序化、燃料电池运行高温化、自增湿化是未来的发展趋势，迫切需要进一步的创新与突破。

磁流变液是一种流变特性可控的新型智能材料，具有响应快（毫秒级）、连续可调、能耗低等优良特点，在机械工程、汽车工业、精密加工、主动控制等领域具有广阔的应用前景。本文在总结近年来国内外有关磁流变液材料研究成果的基础上，分别从复杂流体、智能流体、结构流体三方面对磁流变液进行了概念界定，着重阐述了磁流变液的磁性能、流变特性、稳定性、再分散性以及摩擦学性能，分析了其中需重点解决的问题，并对磁流变液在工程中的应用进行了总结，最后从材料物理状态、结构流变学的角度对磁流变材料体系的进一步发展进行了展望。

基于硫酸根自由基（sulfate radical，SO₄ ^-·）氧化原理的活化过硫酸盐（persulfate，PS）氧化法是近年来高级氧化工艺（advanced oxidation process，AOP）的研究热点，以经济、高效、环境友好、安全稳定的优势在水处理、环境保护等领域开辟了新的思路。此前，学者们发现过硫酸盐高级氧化根据活化反应条件（如温度、光照、pH、过渡金属及催化剂等）的不同，会产生不同的自由基参与氧化反应，对降解结果也会产生不同程度的影响。本文根据相关自由基氧化机理，从产生硫酸根自由基的单一氧化、复杂活化体系硫酸根自由基与其他自由基复合氧化以及强化降解等方面，分析了近几年国内外学者对过硫酸盐降解典型有机污染物的研究及在催化剂开发方面所做的工作，指出了许多新颖的过硫酸盐活化手段及其降解效果与不足，并就未来的发展进行了展望，以期为过硫酸盐氧化法未来更好地发展和应用探索出路。

近年来，层状双金属氢氧化物（LDH）凭借特殊的层状结构、极强的可调控性能、优异的环境兼容性及显著的应用效果等特点，在环保、催化、储能、传感等领域得到广泛关注。国内外多数研究集中于LDH可控合成工艺的改进完善及LDH的应用探索，但迄今对制备LDH时涉及其组成结构形貌的变化过程，即其形成机理的关注较少，相关机制解释模糊，深入研究其形成过程对于可控制备具有独特形貌和特定组成的LDH及开发更深层次的应用具有至关重要的作用。本文介绍了LDH层板形成机理的3个主要研究方向，即以二价金属氢氧化物的存在为基础、以三价金属氢氧化物的存在为基础和拓扑相变机制，并分别进行了阐述辨析及对比分析，发现LDH层板的形成是一个极其复杂的过程，多种机制往往共同作用，总结认为固液及液液反应在初期成核阶段占据主导地位，各自作用程度及不同层板构筑机制产生的主导作用易受到外界环境因素影响，而更为普遍的LDH形成机制解释需要归纳总结更多LDH层板构筑的区别和规律，宏观和微观上探索形成过程的内在机理及科学本质，以期为LDH开发拓展提供理论基础。

近年来，随着消费电子商品、电动车和大规模储能市场的快速发展，作为目前占据最多市场份额的锂离子电池的产量也随之快速增长，随之产生的废旧锂离子电池的数量和重量呈现出了井喷式的上涨。从其巨大的数量、环境保护和资源再生的角度来看，废旧锂离子电池都具有很高的回收价值和潜力。本文主要从实验室研究和工业应用两个角度总结了目前主要的回收处理方法和流程，重点介绍了利用废旧锂离子电池电极材料重新再生和合成新的电极材料的研究进展。目前废旧锂离子电池回收处理存在的问题主要是：电极材料的复杂多样性导致分离提纯过程困难，回收过程易产生二次污染以及回收的经济激励不足。未来的发展趋势在于结合绿色环保和低成本经济，研究高效的回收处理工艺流程。

为满足可持续发展的要求，光电催化在水分解制氢、CO₂还原和污染物降解等方面的应用由于其在储能和运输方面的可预测性优势而成为研究热点。金属有机框架（MOFs）材料具有高比表面积、金属/有机配体丰富、孔体积大、结构和组成可调等优点，在光电催化领域应用中具有巨大的潜力。因此，本文主要从水分解制氢、CO₂还原、有机污染物降解这三个方面，综述了MOFs材料在光电催化领域中的应用研究进展。首先简要介绍了近年来MOFs材料在催化领域的进展，总结了几种MOFs催化剂应用较广的合成方法，并就其优劣进行比较；其次分别介绍了MOF基光电催化剂在这几个应用方面的基本机理和最新研究进展；最后，本文对MOFs材料在光电极中的作用及其在光电催化领域所面临的机遇和挑战进行了简要的总结与展望。

车用燃料电池系统成本的不断降低和电堆耐久性能的提高促进了燃料电池汽车的快速发展。燃料电池堆是车用燃料电池系统的核心单元，电催化剂、质子交换膜和气体扩散层是制造燃料电池堆的基本材料，决定了电堆的成本和耐久性能。本文从应用角度对国内外电催化剂、质子交换膜和气体扩散层制造技术的应用发展进行了回顾，分析了国内发展燃料电池电催化剂、质子交换膜和气体扩散层制造技术的重要性和国内产业化水平落后的原因，提出了发展的建议，为这些关键材料加快国产化提供参考，以期尽快提高国产燃料电池堆耐久性能、降低制造成本。

含镍原料主要有产品、原矿、冶炼副产、废料等4类。含镍原料不同,生产工业硫酸镍的工艺技术也有很大的差别。根据制备工业硫酸镍的研究进展和生产现状,本文将上述4类原料进一步细分为10种,产品分为金属镍、羰基镍,原矿分为硫化镍矿、红土镍矿,冶炼副产分为粗制硫酸镍、退镀废液/电镀污泥和酸洗污泥,含镍废料分为废催化剂、电池废料和废合金。本文以含镍原料为出发点,对各种含镍原料制备工业硫酸镍的生产技术进行了综述,特别详细地介绍了各生产技术中浸出和精炼工艺的进展,同时结合现有技术工艺提出了理论可行的技术路线;根据对各种原料生产企业的实地考察,总结了工业硫酸镍现有工业化的生产情况;最后展望了工业硫酸镍制备的发展方向。

负极材料的研究是钠离子电池实现商业化生产的关键要素之一，近年来已经取得了突破性进展。但是较大半径的钠离子在嵌/脱过程中对负极材料结构的影响非常大，进而导致可逆容量迅速降低。本文系统综述了钠离子电池负极材料的最新研究成果，阐述了碳基材料、钛基化合物、合金材料、金属化合物和有机化合物5类负极材料的制备工艺，并分析了这些材料的性能特点：碳基材料的研发技术成熟，但比容量和倍率性能有待提高；钛基化合物的结构性能良好，倍率性能出色，但存在比容量较低的缺点；合金材料和金属化合物都具有较高的理论比容量，但循环性能较差；有机化合物的研发尚处于起步阶段，有待深入研究。基于现有的研究基础，总结了材料的改性方法和取得的效果，并展望了钠离子电池负极材料的研究方向，分析指出表面碳包覆可以提升材料的电子传导性，纳米结构可以缩短钠离子的传输途径，多孔形貌有利于电解质对材料的浸润，而元素掺杂可以提升材料的反应活性，最终获得高性能钠离子电池负极材料。

低共熔溶剂也称为低共熔混合物或者深共熔溶剂。作为一种新型离子液体类似物，低共熔溶剂具有独特的物理化学性质和成本低廉、制备过程简单、无毒、无蒸气压、易生物降解等诸多优点，并且可以通过调节组成成分的结构和比例，赋予其特定的功能性及可调变性，因此在很多领域有着越来越广泛的应用。本文介绍了低共熔溶剂的常见氢键供体和氢键受体组成单元与分类，概括了近年来对低共熔溶剂形成机理的探究现状，综述了其作为萃取剂和溶剂在分离和有机反应中的应用，以及作为催化剂在酯化、Fridel-Crafts、环化、缩合和多组分反应等有机反应中的应用研究进展，就低共熔溶剂在研究、应用中存在的问题进行了探讨并指出了解决方法。低共熔溶剂必将以其丰富的结构及功能可调变性，成为最有发展前景的新一代溶剂和催化剂。

电化学储能材料及储能技术是新能源利用和实现双碳目标的关键。本文结合上海电力大学上海市电力材料防护与新材料重点实验室的研究成果，综述了近年来电化学储能材料及储能技术的最新研究进展，包括锂离子电池、钠离子电池、锂硫电池和超级电容器等，分析了各电化学储能技术目前存在的主要问题，从电化学储能机理的角度出发，介绍了正负电极、隔膜、电解质和集流体等电化学储能材料组成和结构的改进方法，为开发大容量、长寿命、高安全、低成本的电化学储能器件提供新的思路。最后，对电化学储能技术的未来发展趋势提出了展望，即探索全固态电池、金属-空气电池等新一代储能器件，拓展电化学储能器件在全温度、柔性条件下的适用性。

光固化技术的高效、适应性广、经济、节能与环境友好等特点使得近年来光固化高分子材料在人类生产生活中被广泛应用。然而，光固化高分子材料的结构稳定性使得材料表面或内部一旦出现破损便难以修复，造成大量资源浪费与环境污染。动态共价键可以在外界刺激作用下（光照、加热等）发生可逆的断裂和重组，从而导致分子拓扑结构的动态调整，赋予光固化高分子材料结构可调整、可循环利用和自修复性能等。本文综述了近些年来基于酯键、Diels-Alder反应、二硫键、硼酸酯键、位阻脲键等可逆共价键自修复的光固化高分子材料设计与制备，对近年来不同类型动态共价键光固化高分子材料的优缺点和应用进行了评述，最后指出动态共价键光固化高分子材料力学性能的弱势以及基于动态共价键修复的单一性，并对该领域未来的研究方向作了展望。

石墨相氮化碳(g-C₃N₄)作为一种可见光响应的半导体聚合物光催化剂,具有廉价易得、化学稳定性好、无毒无害以及合适的禁带宽度和能带位置等优点,但也存在只能吸收波长小于475nm的光且光生载流子复合严重等问题,需要对其进行改性来提高光催化能力。本文在介绍g-C₃N₄的结构、特性和制备方法的基础上,着重评述了g-C₃N₄在形貌调控、半导体复合、元素掺杂、分子掺杂和染料敏化等改性手段方面的研究进展以及在降解有机污染物、分解水制氢、还原CO₂和有机合成等方面的应用。最后指出g-C₃N₄未来的研究方向在于用多种手段共同改性g-C₃N₄、拓展g-C₃N₄在光催化领域的应用和深入进行机理研究等方面。

液氢作为一种高效的储氢方式，其应用前景十分广阔，但储运技术相对落后、储运环节标准化的缺失限制了液氢产业的快速发展。本文介绍了液氢特性及发展现状，对液氢存储容器类型和运输方式进行对比分析，调研了液氢国内外相关标准现状，并讨论了液氢产业发展对标准体系的迫切需求，阐述了液氢储运技术的难点和未来发展方向，并对液氢储运标准体系的建立进行展望。分析表明，减少液氢储罐的蒸发率、有效降低储运设备成本将是液氢储运技术未来重要的发展方向，液氢储运技术的发展需要建立健全的标准体系，液化天然气相关标准体系对液氢储运标准化具有重要的参考意义。

碳材料是目前研究和应用最为广泛的一类无机非金属材料。本文从研究应用角度出发,综述了近年来国 内外对氮掺杂碳材料结构与性能的研究实验和理论成果,简述了氮原子掺杂对碳材料电导率、场发射性能、超 级电容性能、氧还原催化性能、其他催化性能、储氢性能6 个方面的影响。指出氮原子掺杂碳材料的制备和性 能研究具有重要的研究价值和应用潜力,氮原子掺杂可以大幅提高碳材料的电化学及催化性能,并赋予其某些 奇异的特性,因此通过调控氮掺杂量可以有效控制掺杂材料的形貌和导电性,得到适合不同应用的掺杂产物, 有望为基于碳材料的电子设备及催化过程效能的提高开辟新的道路,并指出氮原子掺杂碳材料将成为纳米材料 领域的新热点。

随着锂离子电池产业的发展，退役三元锂离子电池带来的环境污染和资源浪费问题日益严重。数量庞大的废旧三元锂电池材料蕴含丰富的锂、镍、钴等有价元素，潜在资源量巨大，回收经济价值高，系统地开展废旧三元锂电池材料的回收及再生技术，将有助于防治废旧电池污染、缓解镍钴锂资源短缺压力，促进我国锂电池产业的良性发展。本文介绍了废旧三元锂离子电池中正极、负极材料、电解液回收的研究现状，主要包括正极材料的预处理、酸浸、碱浸出与材料再生、石墨和铜箔回收、电解液回收，着重介绍现阶段材料的制备方法和工艺，简要比较了各种工艺路线的优缺点，探讨了当前废旧三元锂离子电池回收存在的关键共性问题，并提出绿色环保、短流程、低成本、自动化的废旧三元锂离子电池回收利用发展思路。

菌种进化工程是绿色生物制造的重要策略，利用高效的高通量筛选方法和技术可以快速地获得理想的实用菌株。针对菌种进化工程中的高通量筛选方法，本文重点综述了基于颜色或荧光、基于细胞生长、基于生物传感器以及基于液滴微流体平台等4个方面的高通量筛选技术的重要进展，同时也介绍了各种高通量筛选技术的应用范围和特点，为研究人员从不同进化文库中获得生理特性或者代谢能力显著提高的目标菌株提供了理论指导，极大地提高进化文库的筛选效率，降低了菌株筛选的时间和成本。最后展望了人工智能、合成生物学以及生物信息学的发展对高通量筛选技术的重要影响，以期提高高通量筛选技术的精度、效率和应用范围，进而加速菌种进化过程和工业化进程。

磷化氢广泛产生于稻田耕作、垃圾填埋、废水处理、工业生产等过程，但环境中磷化氢的形成机制、转化途径等问题尚不清晰。本文从磷化氢的环境效益出发，分析了气体自由态与基质结合态磷化氢的产生及时空分布特性，归纳了磷化氢催化转化、光化学氧化、微生物降解等转化途径及作用机理，探讨了磷化氢生物地球化学循环过程存在的相关问题。综合磷化氢源汇解析、迁移转化等方面的现有研究及发展态势，后续研究可聚焦如下3个方面：①废水中磷化氢厌氧生成机制及过程强化；②水体富营养化与磷化氢及其氧化产物的响应关系；③磷化氢生物氧化的具体途径及作用机制。

聚乳酸是一种具有良好生物相容性的可降解生物材料，被广泛应用于医药、医疗和食品包装等领域。随着科学技术的进步，对聚乳酸材料的性能提出了新的要求和用途，研究者在合成方法和改性研究方面也取得了新的成果。本文阐述了聚乳酸的化学结构和基本特性，常用合成方法，包括阳离子聚合、阴离子聚合和配位聚合的基本概念和应用实例，介绍了近年来发展的酶催化聚合、超临界二氧化碳中聚合等绿色合成方法，着重介绍了聚乳酸亲水改性、pH响应改性和分支结构改性等几种用于医用方面的改性方法，最后对聚乳酸材料研究发展方向进行了展望，提出在聚乳酸基体中添加极低含量的无机纳米粒子填充物，可显著改善复合材料的性能，指出生物纳米复合包装材料的技术开发是未来几年着重研究的方向。

锂电池隔膜是锂离子电池的重要组成部分，对整个电池的安全及性能有显著影响。目前国内国产化步伐加快，在锂电池隔膜方面已有明显的成果进步，市场占有率和产能都位居世界前列，但高端隔膜市场却依旧被国外公司垄断，因此，为进一步提高高端化市场的国产化率，仍需加大锂电隔膜的研究力度。本文主要针对电池隔膜在电池中的主要作用、种类、性能差异及优缺点，详细阐述了相应的国内外研究和进展，同时还概括了锂电池隔膜的制备工艺方法等，包括湿法和干法制备工艺。对隔膜的种类以及不同的改性方法进行了概述，包括不同改性方法导致的隔膜性能上的差异，并以几种商业隔膜和纤维素纸基隔膜为例，进行了性能对比。最后对锂电池隔膜在工艺、新型锂电池隔膜发展以及研究方向等方面的未来发展趋势进行了总结展望。

新型吸附剂和变压吸附工艺开发是提高变压吸附装置性能的主要途径。本文综述了我国变压吸附制氧吸附剂改性及变压吸附制氧工艺研究进展,并指出目前存在问题:LiLSX型及Li⁺和其他离子的混合型吸附剂具有良好氧氮分离性能,但仍存在离子交换利用率低、成本高等问题;其他离子改性的吸附剂制备过程相对简单,但也有分离系数低或成本高等缺点;基于循环步骤改进的变压吸附制氧工艺优化研究大多以实验室规模制氧装置为主,未深入研究优化工艺的过程性能,难以有效地指导工业级制氧装置工艺优化;快速和双回流变压吸附制氧新工艺具有广阔发展前景,但相关研究欠深入;而多级和耦合变压吸附制氧工艺具有广阔应用前景,但存在流程复杂、能耗较高等缺点。指出未来制氧吸附剂和制氧工艺研究应进一步研究固相离子交换方法,提高LSX吸附剂Li⁺交换利用率,降低成本;开展优化工艺的过程性能研究,指导工业级制氧装置优化;加强快速变压吸附和双回流变压吸附制氧工艺研究,推动工程化应用。

电催化还原CO₂生成含碳产物技术，能有效解决CO₂过量导致的温室效应及能源短缺问题。但是，电催化还原CO₂会生成多种产物，因此，研究制备催化活性较好的高选择性催化剂是研究重点。本文简述了电催化还原CO₂的基本原理、不同还原产物的形成途径、活性中间体、速控步及活性催化剂，分析了电催化还原CO₂生成不同产物存在的问题。并且针对催化剂催化活性及催化反应过程中的这些问题，提出了提高催化剂催化活性的方法，总结了催化剂发展趋势，一般策略包括制造纳米结构材料、催化剂负载在高比表面积的载体上、杂原子掺杂、合金化、引入缺陷等，分析了这些方法通过改变电子传输等因素对催化剂活性及选择性的影响。

许多工业过程中产生含油废水，如石油提炼、石化、食品、皮革和金属加工等，一直是工业污染防控的重点和难点。随着工业生产技术的不断发展，含油废水中特征污染物种类和排放量亦持续增加，对工业废水中油分的深度处理及回收提出了挑战。由于含油废水中有机物种类繁多、环境各异、内部反应复杂，不仅影响多级工艺的生产效率，而且存在一定的环境风险。因此，工业含油废水的高效深度处理及回收是工业污染防控的必然要求，对工业生产的可持续发展具有重要的推动作用。鉴于此，本文在系统解析工业含油废水特点的基础上，分别从单独工艺和组合工艺的视角综述了近年来国内外处理乳化油和溶解油的最新研究进展，重点分析了基于树脂吸附除油技术的原理特性、除油潜力、应用效益及其相较于其他除油技术的优势，最后对树脂除油技术的发展前景进行展望。

CO₂经逆水煤气变换（RWGS）反应制得合成气（CO和H₂），通过费托反应合成C_xH_y燃料和含氧化学品，将对环境与未来能源结构产生重大影响，且催化剂起着决定性作用。本文概述了RWGS反应催化剂体系研究现状，详细介绍了Pt、Pd、Cu、Ni和Fe基等催化剂的RWGS反应性能，尤其是对金属与载体间的相互作用、制备方法和掺杂元素的电子效应等对相应催化剂的RWGS反应性能进行了分析，进而探讨了Ce基催化剂在RWGS反应中的应用。通过催化剂活性组分的优化能有效地调控相应催化剂的RWGS反应性能，实现CO₂有效氢化还原制得合成气，为RWGS反应工业化奠定基础。最后对比总结了贵金属与非贵金属催化剂在制备方法、反应条件及RWGS反应性能间的差异，提出新型催化剂材料开发是RWGS反应工业化应用的关键。

塑料对人类社会进步和经济发展发挥着重要作用，但其大规模生产和不恰当的处置已造成了严重的生态灾难。通过化学回收和化学升级再造的方法将废弃塑料转化为高附加值的产品是实现塑料资源可持续发展的关键技术之一。本综述总结了近年来废弃塑料的回收现状和化学升级再造的途径，包括催化热解、化学解聚、催化氢解、光催化、化学氧化等，着重探讨了反应条件对于产物分布和产率的影响、催化剂的构效关系及反应机理等。针对目前存在的反应条件严苛、催化剂成本高且重复利用性差等问题，提出未来研究方向包括优化工艺条件、弄清催化剂失活机理和开发价格低廉的高效催化剂，有望进一步实现废塑料资源化利用的工业化发展。

熔融金属法甲烷裂解技术作为近年来新兴的制氢技术，有效地解决了传统甲烷热裂解或催化裂解高能耗、低转化率以及催化剂失活等问题，避免了甲烷蒸汽重整制氢工艺高碳排放。在制氢的同时还能生产出具有附加值的碳产品，因而受到各方广泛关注。本文总结了熔融金属法甲烷裂解技术研究进展，并围绕工艺流程、反应机理、熔融介质的选择以及反应器设计等方面展开，给出了液相介质是否起催化作用的两类甲烷裂解反应机理，并详细阐述了熔融介质选择原则、发展趋势以及不同类型熔融介质的优缺点。再者，技术经济性以及温室气体减排量也在文中详细体现，进一步论证了该工艺的可行性和潜在效益。此外，文中还给出了未来技术发展趋势和建议，指出调控碳材料形貌，使之向高附加值碳材料转变应是未来重点发展方向之一。

随着人工智能技术和配套数据系统的快速发展，化工过程建模技术达到了新的高度，将多个机理模型和数据驱动模型以合理的结构加以组合的智能混合建模方法，可以综合利用化工过程的第一性原理及过程数据，结合人工智能算法以串联、并联或者混联的形式解决化工过程中的模拟、监测、优化和预测等问题，建模目的明确，过程灵活，形成的混合模型有着更好的整体性能，是近年来过程建模技术的重要发展趋势。本文围绕近年来针对化工过程的智能混合建模工作进行了总结，包括应用的机器学习算法、混合结构设计、结构选择等关键问题，重点论述了混合模型在不同任务场景下的应用。指出混合建模的关键在于问题和模型结构的匹配，而提高机理子模型性能，获取高质量宽范围的数据，深化对过程机理的理解，形成更有效率的混合建模范式，这些都是现阶段提高混合建模性能的研究方向。

聚合物中挥发分含量的不同导致聚合物脱挥过程遵循不同的热质传递机理，基于脱挥过程关键机制开发高能效的聚合物脱挥技术与装备具有重要工程意义。本文分别简述了闪蒸脱挥、起泡脱挥以及扩散脱挥3种脱挥方式的传递机理、过程特征以及过程模型，在此基础上从脱挥工艺和装备两个方面综述了近年来聚合物脱挥过程强化的手段与方法，并系统介绍了栅缝降膜脱挥、超重力旋转强化脱挥、超临界流体辅助脱挥、超声空化强化脱挥等过程强化新技术及其应用现状，提出了未来聚合物脱挥理论与工程实践的研究方向：一方面仍需深入研究扩散脱挥与起泡脱挥的耦合作用机制，建立精准、普适的脱挥过程模型；另一方面指出立式降膜脱挥技术因其能效优势，有望成为未来大规模工业脱挥器的重要选择。