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。

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。

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。

美国是世界第一大炼油国，本文分析了当前美国炼油业发展现状，指出美国炼油能力主要集中在五大区域，其中PADD3区的墨西哥湾不仅是美国也是世界最大炼油中心。2013年以来，美国炼油厂开工率一直维持在90%左右，毛利始终保持世界第一。伴随原油质量的变化和油品质量的不断升级，催化裂化、催化重整占比有所下降，加氢能力显著提高，装置结构持续优化。同时，文章总结最新发展动向，主要表现：一是得益于页岩油气革命的成功，美国原油产量、油品产量及出口量持续增长，2017年原油对外依存度降至42.07%，油品净出口量43.8万桶/日。二是为了提高行业及企业的竞争力，进一步加快落后产能淘汰及兼并重组步伐，持续推进国际化；三是更加注重整体区域化和基地化发展，特别是拥有资源、物流、市场优势的PADD3区和PADD2区；四是不断创新与升级催化裂化、加氢裂化与处理、烷基化等传统炼油技术，加大分子炼油、原油直接生产化工品、智能化炼油厂等前沿性技术的研发。本文分析认为，鉴于美国炼油业的地位和发展新态势，今后我国炼油业要实现高质量发展，应在保障国家石油安全的基础上，在国家政策的积极引导下，持续推进供给侧结构性改革，促进基地化、区域化、一体化发展，推进国际化进程，高度重视安全环保与质量升级，不断加强科技创新、苦练内功，实现炼油强国的“中国梦”。

沥青质的聚集与其相行为、流动性、结焦、沉积等密切相关，是影响重油加工的关键。沥青质分子结构的高芳香性、高杂原子含量等特点，使其存在多个易发生分子间相互作用的活性位点，是沥青质发生聚集的主要原因。描述沥青质聚集行为的模型主要有Yen-Mullins模型、超分子组装模型、类线性聚合模型以及溶解度模型等，本文对这些模型进行了详细的介绍，分析了各种模型的特点。文中指出Yen-Mullins模型通过沥青质分子、纳米聚集体、团簇描述了沥青质聚集过程；超分子组装模型基于超分子化学，认为沥青质聚集是多种相互作用累积形成的超分子结构；类线性聚合模型和溶解度模型都是对沥青质聚集行为进行简化，主要用来预测沥青质的分子量和溶解行为。沥青质的分子结构是产生各种相互作用及聚集行为的基础，而现有的分离和表征主要是基于沥青质团聚体，因此高效分离和精确表征得到沥青质单分子结构是研究沥青质分子间相互作用及聚集机理的关键。

采用高温携带流反应装置在1050℃和1150℃条件下制备了稻壳再燃焦（RH1050和RH1150）和小麦秸秆再燃焦（WS1050和WS1150），并分别将其与燃煤灼烧飞灰混合制成相应的脱汞吸附剂。在吸附剂管道喷射脱汞实验装置上，研究了生物质种类、吸附温度、初始汞浓度和烟气组分（SO₂、NO和HCl）对生物质再燃焦管道喷射脱汞性能的影响，并结合生物质及其再燃焦的理化特性分析，探讨了单质汞（Hg⁰）脱除机理。结果表明：4种生物质再燃焦平均脱汞效率相差不大，约为30%，稻壳再燃焦的脱汞效率略高于小麦秸秆焦。随着吸附温度的升高，RH1050脱汞效率持续增加，RH1150脱汞效率则呈现波动变化趋势。随着初始汞浓度的升高，稻壳再燃焦的平均脱汞效率均呈现先增大后减小的趋势，初始汞浓度为25μg/m³时RH1050和RH1150的平均脱汞效率最大，分别为35.6%和37.1%。SO₂对生物质再燃焦管道喷射脱汞具有一定的抑制作用，NO具有一定促进作用，而HCl的促进作用更为显著，且当HCl浓度大于50μL/L时，生物质再燃焦的平均脱汞效率均在90%以上。

介绍了等离子体法、液相还原法、电火花放电腐蚀法和高能球磨法等几种纳米镍粉的常见制备方法，总结了各种方法的优缺点，归纳了在纳米镍粉的制备过程中存在着难以实现规模化生产、纯度难以控制等问题；其研究趋势是通过分析其成核与生长机理，找到最佳合成条件以实现纳米镍粉的可控制备。另外，本文重点叙述了纳米镍粉在多层陶瓷电容器（MLCC）和催化剂等领域的应用现状，从应用的角度阐述了各个领域对纳米镍粉的需求。在纳米镍粉的应用中，存在着易氧化及同其他材料匹配性差等问题，需要通过表面改性等手段优化其应用性能。最后，文章指出将纳米镍粉的应用与其制备方法相结合，用最合适的方法制备出符合应用要求的纳米镍粉，是未来纳米镍粉的研究趋势。

以实验室自制T800级聚丙烯腈（PAN）基高强中模碳纤维为原料，经连续石墨化处理得到M50J级、M55J级高模量碳纤维，以X射线衍射（XRD）、Raman光谱为表征手段研究了高强碳纤维向高模量碳纤维转变过程中石墨微晶、取向、微孔含量、石墨化度等石墨特征结构的演变规律，并开展了PAN基碳纤维石墨特征结构与力学性能的关联性研究。研究结果表明：在高强碳纤维向高模量碳纤维转变过程中，随着石墨微晶层间距d ₀₀₂的下降以及石墨微晶堆砌厚度L _c的增加，碳纤维的拉伸模量逐渐提升；石墨微晶层间距和微晶取向是影响碳纤维拉伸强度的两个主要因素，石墨微晶层间距d ₀₀₂值增加、石墨微晶取向越高，纤维拉伸强度也越高；在高模量碳纤维的成型过程中，纤维内部微孔含量随着石墨化程度的提高而降低；经过高温石墨化处理后，碳纤维的拉伸强度会随着Raman光谱中无序结构D峰和石墨特征结构G峰积分强度比值I _D /I _G的下降而下降。

丙烯酸酯类压敏胶（APSA）具有粘接性能优异、耐老化性能好、成本低、性能稳定、合成工艺简单等优点，由于其优异的性能被广泛应用于自黏带、标签、医药、家庭护理、汽车零部件等领域。但目前APSA应用领域仍较窄，大多数产品耐热性较差，不能在高温条件下使用。因此，开发耐高温性能的压敏胶（HTRAPSA）具有重要意义。文章综述了近年来国内外对HTRAPSA的研究进展，重点阐述了提高溶剂型和乳液型APSA耐高温性的相关研究工作。主要改性方法包括引入交联剂改性、引入特殊的改性单体、引入耐高温性物质改性和改进加料方式、聚合工艺、共混改性等方法来提高APSA的耐高温性能。同时，也指出了这些改性方法存在的问题与不足，以及所制备出的HTRAPSA存在的问题，并对今后相关研究的发展进行了展望。

采用离散单元法（DEM）模拟了二组元颗粒体系在有扰流件回转干馏炉内的流动和混合。根据涡心区（混合死区）的位置和尺寸在回转干馏炉中分别安装了外接圆半径相等的圆柱、前半圆、后半圆和直板扰流件，研究了扰流件类型对扰流件尾流、颗粒平均速度和大小颗粒混合程度的影响。研究表明：当各扰流件穿过颗粒物料时，其尾流分别经历了左偏尾流、近似对称尾流和右偏尾流。扰流件类型不同，在相同的时刻其尾流的大小存在差异。当回转干馏炉内无扰流件或者有直板扰流件时，颗粒平均速度的波动范围较小，且波动较为不规则。当安装圆柱、前半圆和后半圆扰流件时，平均速度的波动范围较大，且波动规律性较强，每一个波动过程均由一个大波动和一个小波动构成。对于圆柱和前半圆扰流件，小波动位于波动范围的低值区，对于后半圆扰流件，小波动位于波动范围的中值区。对于二组元颗粒系统，当外接圆半径相等时，后半圆扰流件的增混效果最好，但干馏炉耗能最快。圆柱和前半圆扰流件的增混效果次之。直板增混效果最差，但相比于其他绕流件耗能最慢。较大的绕流件终末卸料角更有利于颗粒的增混。

在?80mm×3000mm气流床和?40mm×200mm流化床中进行了O₂、H₂O、H₂O+O₂气氛下800℃胜利褐煤气化实验，同时在流化床中进行了O₂、H₂O、H₂O+O₂气氛下半焦原位气化实验和H₂O气氛下半焦完全气化实验。比较了2种反应器中氧化反应与水蒸气气化反应协同作用的大小（强弱）；结合实验条件利用缩核模型分别推导了2种反应器中协同作用影响下水蒸气气化反应速率方程；同时，从传质（扩散）速率、动力学、半焦-挥发分相互作用3方面探讨了2种反应器中协同作用存在显著差异的原因。结果发现，气流床中H₂O+O₂气氛下褐煤转化率明显大于H₂O和O₂单独气氛下褐煤转化率之和，其差值稳定在2.11%～4.01%，而在流化床中差值仅为0～0.75%，相对流化床，气流床中协同作用更明显。这是由于，在流化床中水蒸气向炭粒表面扩散的传质速率约为气流床的11%～25%，水蒸气气化过程受气膜扩散控制，炭粒表面水蒸气全部参与气化反应，炭粒表面无“多余”水分子，氧气开孔/扩孔作用提供的活性位“闲置”，而气流床中气化反应为速控步，炭粒表面有“富裕”水分子，可充分利用氧气开孔/扩孔作用提供的活性位，促进作用显著；挥发分-半焦相互作用不是流化床反应器中协同作用不显著的原因。

结晶作为一种传统的分离和提纯工艺，广泛运用于医药、化工、材料等领域。随着对结晶工艺的深入研究和对晶体产品质量越来越高的要求，结晶不再仅仅用于物质的分离和提纯，更重要的是根据产品功能的需要，制备特定结构的晶体。作为结晶的重要组成部分，溶析结晶因其操作简单、能耗相对较低、适用于热敏性物质等优势受到了广泛的关注。本文从溶析结晶相较于其他溶液结晶的不同点出发，重点介绍了溶析结晶热力学、溶析结晶动力学和工艺过程的研究，以及与溶析结晶相关的超临界流体技术和球形结晶技术。溶析结晶热力学关注了溶解度的测定方法和如何通过相图来确定合适的操作条件；溶析结晶动力学，详细描述了间歇、连续溶析结晶动力学模型的建立；工艺过程的研究，包括溶析剂与含有待结晶物质混合、结晶过程的控制和优化。同时本文对溶析结晶目前存在的问题进行了总结，并对未来的发展作了展望。

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。

氮氧化物（NO _x ）是主要的大气污染物之一，对人体健康和生态环境造成了严重危害。低温选择性催化还原（SCR）技术是近年来烟气脱硝领域的主要研究方向。炭基材料具有较大的比表面积、发达的孔隙结构等特点，在SCR脱硝方面被广泛用作催化剂载体。本文综述了炭基材料包括活性炭（焦）、活性炭纤维、碳纳米管、石墨烯及碳包覆负载型催化剂在低温NH₃-SCR脱硝领域的研究成果与进展，阐述了表面官能团、反应条件及稀土元素等因素对炭基材料负载型催化剂脱硝性能的影响，并且讨论了炭基材料负载型催化剂的催化反应机理。指出采用多种手段改性催化剂，优化其中低温脱硝性能与稳定性，深入探究催化剂表面反应物种的吸附-活化行为和催化反应路径是炭基材料负载型低温NH₃-SCR催化剂研究的重点。

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。

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。

近年来，使用离子液体替代传统溶剂参与调节结晶过程中的各种相互作用以获得新颖的晶体结构是药物晶体工程的研究前沿。研究人员在离子液体体系中得到了使用传统溶剂无法制得的药物晶型或晶习并进行了相应机理的初步探索。针对离子液体在药物晶体工程中的应用，本文从离子液体的组成和性质及其在药物增溶、药物晶型及晶习的调控和药物共晶及盐的制备几方面展开，首次综述了相关研究成果并基于红外光谱、分子动力学模拟等手段从相互作用的角度对机理进行分析，其中氢键和范德华力相互作用起到了重要影响。最后针对该领域现存的问题如离子液体的选择处于盲筛阶段，相应机理研究缺乏和应用范围不广泛，指出建立系统的离子液体选择标准和深入研究机理是未来的主要研究方向。

气体分离在石油化工和化工生产中有非常重要的作用。沸石咪唑酯骨架（ZIFs）作为一种新型的多孔材料，具有大比表面积、高孔隙率、多样的结构组成和超高的热稳定及化学稳定性，成为该领域的研究热点。本文围绕ZIFs材料的合成展开，详尽地总结了现阶段ZIFs在气体吸附分离领域的应用，重点介绍ZIFs在工业CO₂捕获及分离、轻质烃分离、气相色谱分离、用于气体分离的ZIFs基膜、惰性气体分离和有毒气体分离等行业的研究进展。同时指出，ZIFs材料在气体吸附分离领域的应用仍需要进一步研究，如新型低成本配体的开发、探索更多的合成方法来调整晶体结构、提升ZIFs材料的吸附效率，才能使ZIFs从实验室走向工业化。

质子交换膜是质子交换膜燃料电池（PEMFC）的核心部件，其主要作用是传导质子。无机质子传导材料作为一种新型的质子传导介质，近年来逐渐引起了人们的关注。本文主要介绍了小分子磷酸、无机沸石材料、固体酸和无机氧化物陶瓷材料等几种高温无机质子传导材料，并对它们的性能和特点进行了评述。主要结论如下：小分子磷酸质子传导率高，但是容易泄露；无机沸石材料化学稳定性好，但质子传导率尚有提高的空间；无机氧化物陶瓷材料力学性能和化学温度性能均很好，但质子传导率相对较低；固体酸质子传导率优异，高温稳定性也好，是最有希望在PEMFC中获得推广应用的材料。

国内外学者提出过许多关于液化天然气（liquefied natural gas，LNG）接收站蒸发气（boil-off gas，BOG）再冷凝工艺的优化方案。其中，采用预冷法对再冷凝工艺进行优化的方案由于前期投入较少且优化效果明显，更具有现实意义。然而，现有的预冷法优化方案还存在着优化原则不清晰和考虑工况不全面等问题。本文介绍了LNG接收站现有BOG再冷凝工艺流程与经预冷法优化后的再冷凝工艺流程，分析得到了预冷法优化的理论原理。针对接收站两种典型工况提出了相应的优化原则。以江苏如东LNG接收站现有再冷凝工艺流程为计算实例，运用HYSYS软件对优化前后的再冷凝工艺进行模型建立与流程模拟，应用所建模型对优化前后的再冷凝工艺总功耗进行对比分析。结果表明：经改进后的再冷凝工艺预冷法优化方案可以有效地根据相应的优化原则对两种典型工况进行优化。通过将研究成果应用于江苏如东LNG接收站可知，在两种典型工况下，优化后的BOG再冷凝工艺较原工艺分别节约系统总功耗9.8%和21.5%。

电解铜箔作为锂离子电池负极集流体和活性材料的载体，其性能直接影响电池的容量和循环寿命。添加剂的引入是电解铜箔制备工艺中性能调控的重要方式。通过向电解液中引入添加剂可以改变铜沉积的反应电位，影响镀层的微观结构和形貌，有利于提升电解铜箔的某种性能。多种添加剂共同作用时可以提升铜箔的综合性能。本文根据特征基团分类，综述了含硫有机物、含氮有机物、聚醚类化合物、卤素离子、稀有元素这五类常用添加剂对电解铜箔的作用以及不同添加剂间的相互作用和改性优化方式。通过对各添加剂作用机理和效果的分析比较，总结了目前研究中在机理与性能关联性、机理解释矛盾、机理研究的有效手段、添加剂配方生产应用等方面存在的局限性，并指出未来的研究将向着作用机理深入化、添加剂结构配方优化等方向前进。

以四乙基氢氧化铵（TEAOH）和二乙铵（DEA）为混合模板剂，在低投料硅铝比[n (SiO₂) ∶n (Al₂O₃)=0.2]及低模板剂用量[n (模板剂) ∶n (Al₂O₃)=1.9]下，考察了两种模板剂比例的调变对合成的SAPO-34分子筛物化性能及其催化甲醇制烯烃反应（MTO）催化性能的影响。研究发现，通过改变两种模板剂比例，可以明显调变SAPO-34分子筛晶粒尺寸、硅分布（晶粒表面和体相的硅分布）、硅原子的配位环境，从而影响其MTO催化反应的效果。在低模板剂用量制备的SAPO-34产品中，晶粒尺寸是影响其催化寿命的最主要因素，小晶粒分子筛因其扩散路径短有利于延长催化寿命。此外，硅分布也是影响催化寿命的因素之一，表面富硅的分子筛导致外表面积炭程度大于晶内积炭，积炭趋势由外向内发展，加速分子筛“假性”失活。硅分布还影响MTO反应产物分布，表面富硅分子筛外表面更易发生非择形催化，显著提高C₄～C₆等产物的选择性，不利于目标产物双烯（乙烯+丙烯）选择性的提高。

保护环境，开发环保型能源，对人类和社会具有重要意义。质子交换膜燃料电池由于其能量转化率高，可实现零排放，近年来引起了电池领域研究者们的兴趣。氧化石墨烯（GO）由于存在活性氧官能团，可以和离子型聚合物进行复合以制备复合质子交换膜。氧化石墨烯类的复合质子交换膜应用于燃料电池时可以提高膜在高温低湿度条件下的质子传导率，降低甲醇渗透率，提高电池的功率密度。本文首先介绍了氧化石墨烯的制备方法，然后从不同的离子型聚合物基质复合质子交换膜的类别出发，详细介绍了氧化石墨烯在Nafion、聚醚醚酮、聚苯并咪唑和壳聚糖等不同种类的离子型聚合物中的应用现状及作用机理，同时对其在质子交换膜的应用方面存在的问题及应用前景做了评论和展望。