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。

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。

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。

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。

传统的石化能源利用率较低加剧了环境危机，低能耗的热管理材料应运而生。本文介绍了红外辐射调控技术的原理，综述了辐射选择性调控材料在建筑热管理和人体热管理领域的研究进展，并概述了两类材料红外性能的相关研究和应用进展。文中指出：辐射选择性调控材料是通过设计材料表面结构的光学特性，调节太阳辐射来实现辐射控温的。建筑热管理材料主要有透明涂层、颜料涂层和辐射冷却器等，不同的建筑围护结构对应不同的性能，如具有高太阳反射率和高红外发射率的辐射冷却器和颜料涂层大都应用在墙体和屋顶上，而窗户要为室内提供一定的照明，因此还需具有高太阳透过率；人体热管理材料主要是可穿戴织物，包括辐射散热织物、辐射保温织物和智能辐射织物，除了具有相应的辐射性能之外还应该具备普通织物所具有的柔韧性、透气性、抗菌性的特点。最后，本文从辐射调控材料的性能与实际应用相结合的角度展望了未来的研究方向。

纤维素是世界上最丰富的天然、可再生以及可生物降解的高分子材料，在化工、材料等领域有广泛的应用。本文主要对近几年来纤维素基水凝胶的研究进展进行了归纳总结。首先，介绍了纤维素基水凝胶的研究背景。其次，列举了纤维素水基凝胶的交联方法，主要有物理交联与化学交联。其中物理交联有氢键交联、疏水性交联、离子交联等，化学交联则是酯化交联、迈克尔加成、自由基共聚合、动态共价键交联等。最后，重点介绍了纤维素基水凝胶在可降解性、生物医学性、亲水性、吸附性、导电性等领域方面的应用。此外，对于纤维素基水凝胶材料在高机械性和产业化制备等方面的发展进行了展望。

导电水凝胶是一类将亲水性基质和导电介质有机结合的新型水凝胶，具有较高的柔韧性、可调的力学性能和优异的电化学性能，在柔性电子设备等领域具有广阔的应用前景。本文综述了导电水凝胶材料的研究前沿和动态，介绍了导电水凝胶的分类及制备方法，讨论了导电水凝胶的结构设计与性能，重点阐述了导电水凝胶材料的应用研究进展，归纳了导电水凝胶材料面临的问题与挑战，并展望了导电水凝胶材料的发展趋势，指出采用天然可再生资源为原料开发具有高导电性、力学性能稳定、耐极端温度、生物相容性和生物可降解的导电水凝胶将成为下一步研究重点，同时优化柔性电子装置、提高器件输出稳定性也将成为重要的研究方向之一。导电水凝胶的制备及应用研究将促进柔性电子功能材料领域的快速发展。

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。

结合目前废旧轮胎资源化处理现状及研究成果，本文对热解机理、热解技术进行分析、对比，着重介绍了热解温度、升温速率、物料粒径、催化剂等工艺参数对热解产物产率的影响，分析表明Coast-Redfern积分法所得动力学模型较准确，平均反应活化能为129.5kJ/mol；现有的研究表明，热解温度对产物产率影响最大，气相产物与液相产物产率随温度升高而增加，其中液相产物产率相对较高的热解温度在500~550℃范围内，固相产物品质较高的热解温度在500~650℃范围内。其次对其固、液、气三相产物特性及应用和污染物（S、PAHs）的分布与控制方法做了归纳总结，为废旧轮胎热解技术向工业化发展提供技术依据。

发展新能源是实现“碳中和”战略目标的必由之路。本文首先勾画出可再生能源转换利用基本途径，指出新能源化工技术研究的理论基础是电化学工程、光化学工程、生物化学工程、分子化学工程、系统工程和人工智能等；其次，以可再生能源制氢、燃料电池发电与化学品共生、太阳能转换过程为例，阐明可再生能源资源转换中的化工问题；第三，通过对锂离子电池和钠离子电池中多元过渡金属氧化物正极材料及其电极制备过程开发，揭示电化学储能材料与器件制造过程工程特性；第四，介绍了化工系统工程和人工智能在电池状态预测模型构建、综合能源系统管理、光-储-充系统集成与优化运行中的应用。最后，根据各种案例分析，归纳出新能源化工研究的本质是将新能源转换与储存中涉及的“生物/光/电化学反应”，从实验室放大到规模化生产装置，阐明反应中的传质、传热和传荷机理及其反应工程特性。对未来新能源化工技术研发，从“共性科学问题”和“关键技术”两个层面提出了若干研究方向以供参考。

氢能作为重要的能源载体，燃烧过程绿色无污染，能够助力碳达峰和碳中和目标实现。本文通过对比化石能源制氢、工业副产气制氢、电解水制氢等方式，分析各制氢方式的优缺点，阐述了质子交换膜（PEM）电解水制氢与可再生能源结合的重要意义。之后从PEM电解槽内部结构和可再生能源电解水制氢两个方面展开综述，详细介绍了PEM电解槽双极板、催化剂、扩散层、质子交换膜研究进展、存在的主要问题和未来发展方向。文中通过分析我国太阳能、风能分布特征，总结可再生能源利用存在的问题，从研究现状和产业发展的角度介绍了太阳能制氢、风电制氢、可再生能源多能互补制氢的发展。最后对可再生能源PEM电解水制氢的未来发展方向进行了展望，期望为可再生能源PEM电解水制氢的发展提供借鉴和参考。

流程模拟软件是石油化工行业的核心研发设计软件，其应用已贯穿于技术研发、工程设计、生产优化等全生命周期业务环节。我国石油化工行业使用的商业流程模拟软件90%为国外产品，基本被国外垄断。本文从商业软件的角度，首先对化工流程模拟技术和早期的软件发展进行了回顾，分析了近年来跨国流程工业巨头收购兼并案例和启示。在对石油化工企业和软件供应商调研的基础上，分析了国内流程模拟软件的市场应用情况和自主流程模拟软件的成熟度，阐述了流程模拟软件技术发展的五大趋势：遵循CAPE-OPEN软件接口规范、基于分子级表征和反应动力学建模、数据驱动与工艺机理联合建模、三大集成建模和数字孪生应用等。石化产业需求和市场规模以及科研基础是发展自主流程模拟软件的有利条件，但构建工业软件政产学研用产业生态链，形成产品化和市场化为导向的健康产业环境尤为关键。

电催化二氧化碳还原（CO₂RR）利用电场作用在温和的条件下将二氧化碳转化为高值化学品。将CO₂RR与热力学电势较低的阳极反应耦合，可以降低槽电压，在阳极和阴极同时生成高值化学品，提高能量效率。本文介绍了CO₂RR与氧化合成反应耦合策略，探究了电解池、离子交换膜等电解装置对CO₂RR耦合电催化性能的影响，归纳了常用于CO₂RR耦合氧化合成体系中阴阳极电催化剂的种类，重点综述了CO₂RR与氯碱过程、醇类和含氮有机物氧化等典型阳极氧化合成反应耦合的最新进展。最后，针对目前存在的阳极催化剂成本高、全电解阳极产物的分离检测困难、反应物转化率低等问题，提出开发更加高效、稳定和低成本的阳极电催化剂、升级电极结构和电解装置以及拓展新型CO₂RR耦合体系等是未来的研究方向。

换热器优化设计对于提高设备能源利用率、缓解化工电力、航空动力等工业领域的能源短缺与余热浪费等问题具有重大意义。近年来，基于生物体表面形貌及其具备的功能，运用仿生学理论开发强化传热与流动减阻技术表现突出。本文主要综述了以仿生结构为优化设计参考，有关单相、相变强化传热以及沟槽、凹坑凸包、超疏水等流动减阻技术的研究进展，分析和总结了各类仿生结构的强化传热及减阻机理；结合微尺度高效传热的发展趋势，指出目前微尺度仿生结构研究仍停留在简化形仿阶段，结构优化方向不明确，结构参数影响规律以及传热减阻机理未有统一定论。基于微尺度对流传热高阻耗特点，本文提出了高效低阻耦合仿生结构设计以及综合性能研究的必要性，为微通道换热器优化设计提供有益指导与发展方向。

挥发性有机化合物（volatile organic compounds，VOCs）作为空气中有机污染物的主要成分，对环境与人类健康造成了严重的危害。吸附法可有效富集低浓度VOCs气体，成本低、易操作，是末端治理去除VOCs的主要技术。沸石分子筛具有高度有序、孔径可调的微孔孔道，可实现VOCs分子的选择性吸附，且热稳定性极佳，易于脱附再生，是一种优良的VOCs气体吸附剂。本文分别从沸石分子筛的结构性质、复合型分子筛吸附剂以及整体式分子筛吸附剂三方面详细介绍了沸石分子筛用于VOCs吸附脱除的研究进展。结果表明，变换骨架拓扑结构以及补偿阳离子类型，可实现对VOCs分子进行选择性吸附；提高结构疏水性可有效降低高湿度条件下水分子对VOCs的竞争吸附，增强分子筛吸附剂的环境适应性；通过孔道多级化或与其他介/大孔构建复合型吸附剂，可提高分子筛吸附剂的比表面积和孔容，增大对VOCs的吸附容量；沸石分子筛可构建为整体式吸附剂，相较于颗粒型吸附剂，其机械强度更高，应用性更强。文章还指出，作为整体式分子筛吸附剂的典型代表，分子筛转轮吸附技术在高通量、高压降等吸附工况条件下均表现出极佳的VOCs吸附脱除效率，已广泛应用于工业排放VOCs的有效治理。

国内石化智能工厂建设已有十年发展历史，目前正在进行智能工厂3.0的规划设计。石化智能工厂存在哪些挑战？石化智能制造有什么发展趋势？如何设计未来石化智能工厂？针对这三个问题，本文首先总结了石化智能工厂面临的挑战以及业务和技术能力需求。从工业软件、开放流程自动化、工程建设模式等三个视角分析了石化智能制造发展趋势，研究了国际灯塔工厂案例及启示。文章还阐述了石化智能制造的基本特征、内涵及演进路线，提出了未来石化智能工厂需要提升的5项关键能力和“六化”特征，提出了重点建设内容及智能场景规划思路，最后对未来发展进行了展望。

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。

将相变时伴随潜热的相变材料（phase change material, PCM）特别是潜热值较大的固-液PCM引入热界面材料（TIM）领域，有望获得兼具储热和导热双功能的新型热界面材料——相变热界面材料（phase change thermal interface material, PCTIM）。然而，鉴于固-液相变材料的热导率普遍较低且存在液相流动泄漏问题，使得增强热传导并同时提升固-液相变材料的定形性成为研制高性能相变热界面材料（PCTIM）的关键。本文系统评述了国内外研究者在提升相变热界面材料热导率以及改善其定形性方面的策略及其研究进展。文中指出，目前强化PCTIM导热的手段主要有添加高导热填料、促使填料有序结构化以及使用低熔点金属等。在改善定形性方面，已运用的策略主要包括使用柔性载体负载固-液PCM以在保证一定柔性的基础上克服其液相泄漏问题，使用固-固PCM来取代固-液PCM来彻底避免液相泄漏问题的出现，以及将固-液PCM封装在微米级或纳米级胶囊内，旨在牺牲借助液相PCM增加柔性的功能，而且通过提高PCTIM的潜热值来提升其抗热流冲击性能。文章指出，当前已研制的PCTIM热导率还较低，储热和导热这两个特性对其散热性能的协同影响机制缺乏深入了解。今后，需要探索研制高性能PCTIM的新策略，以期获得定形性好、热导率高、界面热阻小且潜热值大的PCTIM，从而满足5G通信等高热流密度芯片的散热需求。

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。

氢能具有能量密度高、环保清洁可再生的优势，已经成为未来能源发展的重要方向，被视为实现碳减排的必由之路。但目前氢能发展的核心问题是用氢成本过高，与电动车和传统燃油车相比没有经济优势。本文从制氢-运氢-加氢的产业链角度分析，发现电解水制氢成本远远高于化石能源制氢，且氢气的成本主要在运氢和加氢环节被抬升。文中指出：究其原因，主要由于氢气储存不易，在现有的长管拖车运输条件下，每次运输氢气量少，效率不高；同时由于燃料电池汽车数量少，每日加注量不足，叠合加氢站关键设备不能国产化，固定资产投资高导致折旧成本高，增加了氢气成本。针对这一问题，文中给出了具体降低成本建议，包括增加运氢压力以增加单次氢气运载量；加快科技攻关，关键设备国有化；突破政策限制，实现站内制氢；优化加氢站工艺，减少日常运营成本等。

通过热解和催化热解技术将废塑料转化为高附加值产品是一种有前途的回收途径，可解决废塑料对环境的污染问题并促进环境的可持续化，这种方法同时具有经济效益和明显的环境优势，为塑料的回收行业确立了未来的发展趋势。本文以石蜡、轻质芳烃（BTX）、低碳烯烃和苯乙烯等产品为出发点，阐述了不同聚烯烃塑料的热解特性，详细介绍了温度和停留时间对产品分布和收率的影响，然后基于聚烯烃空间结构的差异，讨论了不同催化剂作用下的热解机理，并对催化剂的酸强度和孔结构等影响因素进行了着重分析，以改善产品选择性。此外，文章简述了聚氯乙烯脱氯的三类过程，即热解脱氯、催化热解脱氯和吸附脱氯。最后指出催化热解过程中催化剂成本高、重复使用活性低等潜在问题，今后的研究应致力于优化工艺路线、开发价格低廉的新型催化剂。

氨是基本有机化学工业及化肥生产的主要原料。工业上利用哈伯法合成氨，该工艺不仅耗能大且转化率仅有10%~15%。相比传统合成氨工艺，电化学合成氨有着清洁环保、反应条件温和等优点。本文综述了氮气、硝酸盐及一氧化氮作为氮源时电化学合成氨的特点与优势，并依据不同氮源的特点，剖析了电化学合成氨的反应机制。文中针对不同的氮源，分析总结了多种氢源方案与氢化机理，系统地概述了反应催化剂的研究进展。分别讨论了氮气在水中溶解度较差、硝酸盐在反应过程中元素价态跨度大而生成诸多中间产物、氮氧化物体系不稳定、电解体系中存在析氢竞争反应等问题，提出了通过改变氢源的组成或结构抑制析氢反应、开发新型高活性位点及氧空位的催化剂体系强化反应选择性、研制非水电解质体系提高反应速率及合成效率等解决思路。

由于二氧化碳（CO₂）过度排放导致全球变暖日益严峻，发展零碳技术已成为人类社会面向可持续发展的战略选择。将CO₂捕集并转化为高附加值化学和能源产品，可以优化化石能源为主体的能源结构、有效缓解环境问题，并实现碳资源的充分利用，是一项可以大规模实现低碳减排的技术。本文重点介绍了CO₂高效利用新途径，通过二氧化碳-合成气-高附加值化学品的产品工艺路线，实现CO₂的资源化利用。对比综述了热催化法、电催化法和光催化法高效转化合成气的最新进展，总结了热、电、光催化制备合成气过程中催化剂的设计原理和方法以及目前工业化应用前景；简单概述了合成气作为重要平台分子，进一步通过费托合成路线或接力催化路线转化为低碳烯烃和液态燃料或芳烃等化学品过程中催化剂设计研究进展。最后，总结了大规模工业化CO₂转化为合成气及高附加值产品过程催化剂设计和反应器优化的技术难题，并对未来CO₂高效转化利用方向进行了展望。同时指出目前各技术还普遍存在反应机理不清晰、催化剂成本高以及缺乏大规模合成等问题，未来开发出高效、高活性、低成本且稳定的催化剂是各技术推广应用的关键。

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。

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。

作为战略性非金属矿产资源，天然石墨独特的结构使得它具有导电性良好（电阻率8×10^-6~13×10^-6Ω·m）、可塑性强、摩擦系数小（0.08~0.16）、耐高温、化学性质稳定、天然可浮性好等物化特性，是多种工业必需的关键原料。同时天然石墨具有用途广泛、深加工产品附加值高、产业链条长等特点，除广泛应用于耐火材料、密封、铸造、导电材料等传统工业领域，在新能源、新一代电子信息技术、新能源汽车、高端装备制造业等新兴领域也有着极大的应用前景，被誉为“工业黑金”。我国石墨资源丰富，但尚未成为石墨资源强国，本文基于近年来我国石墨矿产资源开发现状、对外进出口贸易数据以及石墨消费市场结构，分析了天然石墨综合利用现状，并在此基础上对天然石墨分选工艺、提纯方法、深加工产品的制备及在新兴战略性产业领域的应用展开讨论，系统介绍了石墨资源的综合利用进展，其中主要涉及石墨层间化合物、球形石墨和石墨烯三类重要的石墨深加工产品。最后，基于石墨产业的发展趋势，给出加强石墨资源开发利用的发展方向。

人类生产生活对塑料制品日益增长的需求使得塑料废弃物迅速增加，由此引起的环境问题和社会问题亟待解决。本文综述了碳中和背景下国内外废塑料裂解法回收进展，从废塑料裂解催化剂、废塑料裂解反应器、废塑料与其他固废共裂解三个方面对废塑料裂解技术进展进行总结，归纳了国内外塑料回收企业和石油石化企业在废塑料裂解回收方面的进展，分为裂解法制油和裂解法制化学品两个方面。阐明了废塑料回收在节约能源、碳减排和经济性方面的意义，指出国内废塑料裂解法回收存在法规缺失、废塑料分类不清晰、产业链条不完善、相关学术研究不深入等问题，提出国内石油石化企业应从全生命周期角度出发对废塑料进行裂解法回收处理，结合上下游产业链，分阶段实施废塑料裂解产油品路线和产化学品路线。

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。

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。

实现碳达峰和碳中和，本质在于使经济社会发展彻底摆脱对含碳矿产资源的依赖，其关键在科技创新。作为一种高效节能的共性分离技术，膜技术在这个过程中可以发挥怎样的作用？本文从零碳能源重构、低碳流程再造、非二气体减排及负碳体系构建四个方面详细阐述了膜技术在实现“双碳”目标的关键技术途径中所发挥的重要作用，主要包括零碳电力存储、绿氢制备及利用、工业流程优化及节能降耗、CO₂及非二气体捕集、CO₂转化再利用等。文中分析了相关领域膜技术的发展现状，并对“双碳”目标下我国未来膜技术的研究方向和发展目标进行了展望，指出通过一系列颠覆性膜技术的大规模应用，可助力实现可再生能源成本全球最低、低碳流程再造代价最小两大战略目标，为我国实现碳中和提供坚实的技术支撑。

绝热加速量热仪（ARC）目前已被广泛运用于反应安全风险评估中。本文在总结ARC在反应安全风险评估中应用的基础上，指出在进行ARC测试时一些常见问题一直被人忽略，这些问题中一部分是可以通过更好地设计实验方法来避免，如进样量过少、样品池的不兼容性和样品低温反应等问题；另外一部分是仪器自身的问题，需要了解其根本原因从而避免使用错误的数据得出错误的结论，如绝热炉最大温升速率限制、压力链接接头的热损失、压力链接管道中的蒸气冷凝和温升速率较大时ARC样品温度测量准确性等问题。本文就这些问题作系统性分析，旨在提醒科研学者可以更好地设计实验和解读数据。文中分析得出结论：推荐ARC进样量为4g左右，选择与测试样品兼容的样品池，尽量使用新制备的样品做测试，且能分辨当样品的最大温升速率大于ARC绝热炉的最大温升速率时的非绝热数据。文章总结以上几种方法为在工艺反应安全风险评估中更准确地使用ARC数据提供参考。

超级电容器具有功率密度高、循环寿命长和安全可靠等优点，在电动汽车、轨道交通、新能源、电磁弹射和激光武器等领域已广泛应用。然而，作为超级电容器的关键电极材料——活性炭，始终未实现国产化，一直依赖从日本和韩国进口，极大地制约了国内超级电容器及其下游产业的发展。本文综述了超级电容器用活性炭的理化性能对其电化学性能的影响，介绍了国内外超级电容器用活性炭产业现状，指出了其生产过程中制约产品品质的典型传质和传热等化工问题。文章提出，应在现有活性炭基础上建立全面合理的超级电容器用活性炭指标体系，从而指导其国产化工艺开发。针对其生产工艺和装备开展仿真模拟研究，以解决国产炭材料批次稳定性和一致性的问题，保障超级电容器行业关键材料自主可控。

近年来，随着电子行业的发展，人们更多开始关注纳米材料在电子印刷电路板（printed circuit board，PCB）中的应用，新型、高效、经济、环保的技术方法逐渐替代传统制造工艺。本文综述了不同种纳米材料导电墨水的制备方法和新型印制电路板制备技术的发展，通过对比不同反应物、添加剂以及不同方法对最终生成的纳米铜导电墨水性能的影响，针对性介绍了适应于不同要求的纳米材料制备工艺技术。此外，介绍了不同的烧结工艺和打印工艺对最终生成PCB线路的影响。相对于传统的覆铜板刻蚀电路技术污染大、材料浪费、工艺复杂等缺点，新工艺结合纳米材料性能，利用高精度设备，着重向低成本、少污染、时间短、能耗低的方向进行一系列研究，文章还讨论了未来PCB行业在5G的应用发展方向和可能遇到的机遇和挑战。

木质素是一种具有三维网状分子结构、含有大量芳香基团和高含碳量等特点的天然高分子，其在制备多孔炭领域具有巨大潜力。多孔炭在催化剂和能源储存领域具有极大的应用前景。以来源于制浆造纸和生物炼制行业的副产物工业木质素作为原料制备多孔炭应用于能源储存、吸附、催化剂载体等领域，可实现工业木质素在碳基功能材料领域的高附加值循环再利用。本文详细综述了目前木质素多孔炭的常用制备方法和微结构特性的调控方法，总结归纳了各制备方法的主要特点以及影响木质素多孔炭微结构与性能的关键因素；重点综述了近些年对木质素多孔炭孔道结构调控方面的研究，归纳了孔调控的方法；此外，总结了木质素多孔炭在超级电容器、锂离子电池、吸附剂和催化剂载体领域中的应用研究现状，讨论了催化和储能材料对木质素多孔炭的微结构特性要求。总结并展望了木质素多孔炭在制备与应用中面临的机遇和挑战。

多相微反应器等微通道设备具有高效、安全等优势与广阔的应用前景，其中气泡分散相的形变、聚并、破裂等诸多流体力学行为对反应体系具有非常重要的影响，然而由于微通道的尺度特征以及多相流动非均匀性、复杂性等特点，复杂限域结构内的气泡形变与破裂机理认识仍不够充分。本文针对近年来在微尺度限域结构中的气泡形变与破裂等研究进展进行综述，首先概述了微通道多相流主要研究对象及研究方法，探讨了含有颗粒等受限狭窄空间及复杂多相条件下的传递机理研究进展，总结了气泡界面演变及不稳定破裂过程的多相相间作用机制。最后，提出研究体系构建、研究方法改进、相间作用解析以及工程化需求匹配是微尺度复杂限域空间内的气泡行为研究关键，并对下一步研究方向进行了分析与展望。

氨不仅是一种成本低廉的化工原料，而且由于具有较高的能量密度、易于储运、燃烧不产生CO₂等优点被认为是一种有广泛应用前景的清洁燃料。氨燃料具有替代汽油、柴油等化石燃料的应用潜力，为解决环境污染和化石能源短缺等问题提供了新的途径。本文概述了氨燃料的理化特性、燃烧特性以及与多种材料的相容性，介绍了氨作为调合燃料的性能及应用研究进展，尤其对氨-汽油燃料、氨-柴油燃料、氨-正庚烷燃料等燃料体系的研究成果进行了总结。文章集中分析了氨作为发动机燃料的机遇和挑战，尤其指出了氨燃料的生产高能耗、毒性及腐蚀性、氨的燃烧缺陷等问题，并探讨了对应的解决方案。在碳达峰、碳中和的大背景下，氨燃料在我国的发展具有后发优势。

多孔g-C₃N₄基光催化材料由于具有较高的比表面积、丰富的反应活性位点和较短的电子传递路径等特点，能较好地解决块体g-C₃N₄基材料存在的比表面积小、光生载流子复合快及可见光利用效率低等问题，因而具有广阔的发展前景和应用潜力。本文主要从以下方面进行综述：多孔g-C₃N₄基光催化材料常用的制备方法，包括硬模板法、软模板法、水热合成法、热聚合法、超分子自组装法；多孔g-C₃N₄基材料在光催化领域的应用，包括光解水制氢、光催化降解有机污染物、光催化去除氮氧化物和光催化还原CO₂等；最后指出了当前影响多孔g-C₃N₄基光催化材料发展的关键问题，并对其在光催化领域的应用前景进行了展望。

氢能作为一种环保可再生的新型能源，生产技术逐渐走向成熟，成本大幅度下降，将迎来快速发展的机遇期。氢能被广泛利用的关键在于是否能够实现高效储存。本文重点讨论了四类新型储氢材料，即金属络合氢化物储氢材料、碳纳米管储氢材料、沸石以及新型沸石类材料、有机液态储氢材料。文章指出：金属络合氢化物储氢材料储存压力低但循环稳定性差；碳纳米管储氢材料已经有很长的发展历史，安全性高且易脱氢，然而目前对其储氢机理认识不够成熟；沸石以及新型沸石类材料价格低廉，但是对反应条件的要求高；有机液态储氢材料被认为是大规模储存和运输的可行选择，然而昂贵的成本和苛刻的反应条件限制了其发展。文章指出后续需要改进并开发具有较高存储容量和具有经济价值的储氢材料。

奥氏体不锈钢焊件是高压氢系统中重要的承载结构，其长期服役在高压高纯氢气环境中会出现塑性损减、疲劳裂纹扩展速率加快等氢脆现象，导致高压氢系统存在安全隐患。因此，为保障高压氢系统的安全运行，研究高压氢环境奥氏体不锈钢焊件的氢脆具有重要意义。本文首先介绍奥氏体不锈钢焊件中氢的两种来源，随后讨论评价材料氢脆敏感性的静态实验方法和动态实验方法，其次概述当前主流的氢脆机理，然后着重分析内部因素及外部因素对奥氏体不锈钢焊件氢脆敏感性的影响，最后归纳并总结五种典型的奥氏体不锈钢焊接工艺对焊件微观组织的影响，并进一步探讨相应焊件的氢脆敏感性。基于上述分析，针对奥氏体不锈钢焊件氢脆性能研究现状及发展趋势提出了若干建议。

大规模储能与电动汽车市场的发展壮大对锂离子电池的需求水涨船高，由此产生的废旧锂离子电池数量也即将迎来爆发式增长。废旧锂离子电池正极材料蕴含丰富的锂、钴、镍、锰等有价金属元素，回收经济价值高，环境效益显著。低共熔溶剂（DESs）作为一种绿色溶剂，在废旧锂离子电池有价金属元素回收方面显示出巨大的潜力。本文在简要介绍DESs性质及应用的基础上，系统综述了DESs在废旧锂离子电池正极材料回收链中的研究现状，主要包括正极材料的分离、活性物质的浸出以及有价金属的提取，着重介绍了现阶段回收的方法及工艺流程，比较了不同DESs浸出正极活性物质的优缺点，探讨了当前DESs在废旧锂离子电池回收中的共性问题，并展望了未来DESs回收锂离子电池的发展方向。

碳捕集是实现CO₂减排的重要技术手段之一。在众多碳捕集技术中，膜分离技术具有操作简单、能耗低、环境污染小等优势，吸引了广泛关注。完整的膜法捕集CO₂技术研究链条包括膜材料开发、分离膜规模化制备、膜组件研制和膜分离工艺及装置的设计建造。本文针对膜法碳捕集技术链的四个环节，总结对比了国内外技术水平和研究进展，分析了碳捕集膜从实验室研究到工业放大的瓶颈问题，并对本文作者课题组在各个技术环节所积累的研究成果进行了综述。在此基础上，对进一步提高膜法碳捕集技术水平的研究方向进行了展望。

MoS₂是一类典型的后石墨烯二维材料，具有优异的光电性能及良好的化学稳定性，是近年来被广泛研究的一类新型光电催化剂，有关其催化活性位点的构效关系和反应机理是目前的研究热点。本文介绍了MoS₂的结构特性和活性位点分布，重点归纳分析了近年来有关MoS₂活性位点的构筑方法，包括利用降低维度、晶相调控、特殊形貌设计和非晶化等方法对MoS₂本体进行改造，以及采用原子掺杂、缺陷工程的方式对MoS₂进行协同修饰。通过对催化性能及反应机理的研究，表明这些方法能有效提高MoS₂的催化性能。最后，结合研究现状对目前存在的挑战和研究方向进行了分析总结，指出在MoS₂上构造有序分布的活性位点并平衡其稳定性以及催化性能的构效关系是未来MoS₂在光电催化领域中的研究重点。

风电、光电的波动性是其发展的重要制约因素之一。国际上普遍认为，可再生能源制氢结合在役天然气管网掺氢输送的技术是解决大规模风光电消纳问题的有效途径之一。本文介绍了掺氢天然气管道输送应用示范项目，综述了管材氢相容性、设备掺氢适应性、管道运行安全保障以及标准体系建设4个方面的研究进展，并指出了目前发展掺氢天然气管道输送面临的问题与挑战。结合我国掺氢天然气管道输送发展现状，本文建议统筹规划掺氢天然气管道输送网络，因地制宜有序推进掺氢天然气基础设施建设，加强管材氢相容性、管网设备和部件掺氢适应性以及管道运行安全保障技术研究，逐步开展掺氢天然气输送技术应用示范，加快制定掺氢天然气管道输送规范标准，促进氢能产业发展。

高温质子交换膜燃料电池具有反应动力学快、CO耐受性高等特点，但磷酸掺杂的高温质子交换膜因磷酸的流失和聚合物的降解等原因导致燃料电池的输出功率发生衰减。本文通过介绍聚苯并咪唑衍生物的高温质子交换膜、聚苯并咪唑的复合型质子交换膜、新型芳基聚合物的高温质子交换膜，阐明聚合物的主链结构、官能团结构以及复合填料对高温质子交换膜性能的影响。在近期的研究报道中，提高膜性能的主要策略包括提升自由体积、建立交联结构、嵌段共聚、复合掺杂（ILs、MOFs、PIMs、MO_x）、阳离子官能团修饰等。文章指出，在未来的研究中应该加强对磷酸基高温质子交换膜质子传输通道结构的进一步理解，关注聚合物化学降解和物理性能衰败的原因，并开发更多的新型聚合物材料。

硅（Si）被视为取代现有商业化石墨负极极具潜力的材料之一，然而硅基材料在充放电过程中巨大的体积变化严重影响电池的电化学性能和使用寿命，因此如何有效克服体积效应以提高其电化学性能成为亟待解决的问题。本文围绕硅基复合负极制备过程，从物理方法、化学方法、多种方法结合三个方面综述了目前在硅基负极改性方面的最新进展，重点对不同的制备方法及过程进行了简介、分类、比较和分析，总结了其优缺点，指出多种方法结合制备硅基复合负极最具优势。最后对未来高性能硅基复合负极的研究和开发进行了展望，以期为硅基负极性能优化及探索新型制备方法提供借鉴。

化工新材料是新材料的重要组成部分，是国民经济建设所需的关键材料，已经成为炼化行业转型升级的重要方向。本文分析了国内外化工新材料的产业发展现状，重点从化工新材料原料供给、新材料生产、产品回收与循环利用全生命周期（LCA）角度，阐述了可再生原料的汇碳作用，典型新材料（包括高端碳材料、汽车轻量化材料、新能源材料、碳捕集材料）生产的固碳作用，以及废弃材料回收和循环利用中的减碳作用。文章对我国新材料产业发展现状和前景进行了思考，认为化工新材料在降低CO₂排放、实现碳中和目标进程中作用显著；基于未来我国化工新材料市场需求强劲的总体态势，应该加大技术研发投入，突破重点新材料生产技术瓶颈，加快自主产品产业化进程，满足我国经济发展迫切需求，推动社会经济绿色低碳高质量发展。

化石能源燃烧发电过程是我国CO₂排放的主要来源之一。在碳中和、碳达峰的“双碳”目标下，大力发展可再生能源等低碳或零碳能源体系，构建以新能源为主体的新型电力系统，成为能源领域技术变革的战略方向，其中光伏发电是公认的我国未来可再生能源发电的主要方式之一。本文重点对我国光伏发电的开发现状、存在问题、关键技术、未来趋势及发展策略等进行简要论述，分别对晶硅太阳能电池、薄膜太阳能电池（硅基、砷化镓、铜铟镓硒、碲化镉）、钙钛矿太阳能电池、其他新型太阳能电池（有机、染料敏化、量子点）等关键技术进行了详细论述，以期为我国光伏发电产业的快速发展及高效安全的清洁能源新体系构建提供方向引导。

我国将力争于2060年前实现碳中和，而实现碳中和的根本途径是能源利用形式由化石能源向可再生能源转变。本文指出太阳燃料甲醇合成（又称“液态阳光”）是利用太阳能等可再生能源分解水制取绿氢，再将二氧化碳与绿氢结合转化为甲醇的综合性技术，它不仅可将再生能源存储在液体燃料甲醇中，还可解决重要领域如冶金、建材、化工中的刚性二氧化碳排放，是实现碳中和目标切实可行的技术路线和有力手段。本文就作者团队研究发展的液态阳光水分解制氢和二氧化碳加氢制甲醇技术进行总结，并对当前液态阳光技术的工业应用进行了介绍。

利用太阳光驱动二氧化碳（CO₂）催化转化合成燃料是缓解能源危机和降低温室效应的理想途径。然而，当前面临的主要挑战在于CO₂固有的化学稳定性使得光催化反应的转化效率低下。热量被认为是促进催化转化反应过程的重要推动力，可以有效提升光催化转化的效率。本文综述了不同形式的热增强光催化在CO₂还原生产燃料方面的应用，包括外加热源的光催化CO₂还原、光热效应促进的光催化CO₂还原以及等离激元增强的光催化CO₂还原体系。文章指出：热增强的光催化技术继承了光催化的高选择性和热催化的高反应活性的优势，实现了CO₂还原反应的高效进行。具体分析如下：外加热源主要通过直接加热装置或者聚焦太阳光能实现，产物的生成效率明显增强，选择性影响不大；光热效应发挥着局部提高催化剂反应温度的作用，使能量利用效率更高，大幅度降低CO₂还原反应所需的能量；等离激元效应除了发挥光热效应的作用，同时兼备增强光吸收、促进载流子分离和加速表面反应动力学的作用。文章最后指出，通过对反应机理进行深度研究，合理调控反应体系的反应条件，将极大促进热增强的光催化CO₂还原技术发展，为CO₂利用提供有效手段。