综述了当今人类社会严重的资源、能源与环境危机标志着后化石经济时代的来临；认为发展生物经济，利用可再生资源通过生物炼制生产生物能源、大宗化学品与生物材料，将可持续发展的工业融入地球大体系的物质循环之中，实现在太阳能驱动下的工业与农业，将构成人类的新文明。评述了工业生物技术是生物经济的支柱，其应用将形成生物能源产品工程与生物炼制技术生产大宗化学品与生物材料的产品工程。建立以企业为核心，高等院校、研究院所共同发展的创新研发模式将大大促进工业生物技术的创新，中国将可以走出一条通往绿色生态现代化之路。

工业催化领域对生物催化剂提出了苛刻的要求，特别是高浓度底物或产物、高离子强度、酸碱条件及其非水相催化，如何获得高效的生物催化剂是催化技术发展的关键。极端微生物是高效工业生物催化剂的重要来源，本文主要介绍从嗜热菌、嗜盐菌或耐盐菌、耐辐射微生物、耐有机溶剂等极端微生物出发发现并开发高效工业生物催化剂，可望为生物技术的进一步发展提供一个更广阔的资源。

以高产量、高底物转化率和高生产强度为目标，综合运用微生物反应计量学、生化反应和传递动力学、生物反应器工程及代谢工程理论，开发了：(1) 基于微生物反应计量学的培养环境优化技术；(2) 基于微生物代谢特性的分阶段培养技术；(3) 基于反应动力学模型的优化技术；(4) 基于代谢通量分析的优化技术；(5) 基于系统观点的生物反应系统优化技术。将这些技术广泛应用于多种产品的发酵过程优化研究中并取得了成功。在此基础上总结出“简化、定量化、模型化和阶段化”的发酵过程优化基本原理，这一基本原理对提高我国发酵工业技术水平、促进生物食品产业的健康发展将起重要作用。

介绍了重质碳资源是地球上最丰富的有机资源，其高效利用对国民经济的可持续发展至关重要，而制约重质碳资源高效利用的关键问题是人们迄今缺乏对其中有机质大分子组成结构的了解。评述了以分子煤化学理论作为指导，利用可分离和非破坏或轻度破坏性的方法从分子水平上研究重质碳资源中可溶有机质，特别是有机大分子成分的组成结构及研究进展，可以为开发从重质碳资源中直接分离高附加值化学品和定向转化重质碳资源为洁净和高热值燃料及高附加值化学品的新工艺提供可靠的理论依据。

混合导体透氧膜材料在高温下具有氧离子－电子混合导电性能，在纯氧制备、膜反应器以及固体燃料电池等方面展现出广阔的应用前景。本文对近年来混合导体透氧膜材料的开发和在甲烷部分氧化等方面的应用进行了详细综述，重点介绍了本课题组在此领域的工作。

采用不同类型的吸附剂液相吸附处理乙二醇产品中微量杂质以提高其紫外透光率。实验结果表明采用活性炭进行吸附的效果优于凹凸棒石黏土和活性氧化铝。同时研究了不同改性条件下的活性炭对提高乙二醇紫外透光率的影响，结果显示经高温氨水还原改性后的活性炭吸附剂对乙二醇样品中影响紫外透光率杂质的去除效果最佳，经处理后乙二醇在220 nm、275 nm和350 nm处的紫外透光率值分别为81.23%、91.67%和99.23%，达到纤维级乙二醇标准。

研究了以CuO/γ-Al2O3为催化剂、H2O2为氧化剂的催化湿式过氧化技术对苯酚的降解效果，主要考察了H2O2含量、处理温度对苯酚去除率及TOC去除率的影响。结果表明：苯酚去除率及TOC去除率均随着H2O2含量的增加及处理温度的升高而增大；在苯酚初始浓度为200 mg/L、H2O2的初始含量为600 mg/L、pH值为5.0、处理温度为50 ℃时，处理2.0 h后苯酚去除率达到100％，TOC去除率可达到96.6％。ICP分析表明，溶液中Cu2+浓度随着H2O2含量和处理温度有微小的增大，结合HPLC分析可能是由于苯酚降解过程中产生的羧酸与CuO发生了反应。

研究了CuBrnLm配合催化剂对甲醇液相氧化羰化合成碳酸二甲酯(DMC)反应的催化活性及其稳定性，并采用XPS和EPR等对催化剂进行表征。结果发现，配位剂L的添加有助于形成甲醇选择性氧化羰基合成DMC的活性物种Cu（I）。采用正交设计对工艺条件进行优化，当温度100～110 ℃、压力3.0～3.5 MPa、时间4～6 h、催化剂浓度(以甲醇的体积) 0.15～0.20 g/mL时，甲醇转化率可达到23%，DMC选择性大于95%。

通过反应含化学计量的MoO3、V2O5和H3PO4的混合液，开发了一种环境友好制备钼钒磷杂多酸H3+nPMo12-nVnO40•xH2O (PMoVn，n=1～3) 的方法。通过ICP元素分析，TG、XRD和IR等表征，证明钒原子取代钼进入了杂多酸的Keggin骨架。在以冰乙酸和乙腈的混合物为溶剂，双氧水为氧化剂，催化苯羟基化制取苯酚的反应中，所制备的催化剂表现出良好的催化活性。其中，PMoV2具有最高的活性，对应的苯转化率为34.5％，苯酚的选择性为100％。

采用高糖和平板快速筛选法从各种土壤、草料、温泉水中分离得到89株产乳酸的菌株，经过低糖与高糖的复筛，并结合高效液相色谱进行产物定量与光学纯度的检测，筛选到3株最适生长与发酵温度为50℃和55℃的L-乳酸高产菌S-18、S-32和S-44，该3株菌从100 g/L葡萄糖出发，72 h时产酸能力分别达到75.0 g/L、81.9 g/L 和86.5 g/L，光学纯度分别达到96.3%、96.6% 和97.7%。对其中产量最高的S-44进行离子注入诱变，获得多株高产菌，其中Y-4从200 g/L葡萄糖出发，产酸能力达到178.7 g/L，对糖转化率达到89.4％，为进一步的开发奠定了基础。

膜污染的控制和膜的清洗再生是膜应用的关键，研究了采用超声波辅助清洗被乳化液污染的氧化锆陶瓷膜。结果表明：超声波的功率、超声清洗时间及膜污染程度等对清洗效果均有影响，超声功率越高，清洗后水通量的恢复率越高，超声清洗时间在20 min左右比较适宜。超声波对膜表面的污染清洗效果较好，对膜孔内堵塞清洗效果相对较弱，超声辅助化学清洗可有效恢复膜通量。

采用高精度红外热成像技术研究固体平壁上加热和冷却液膜流动性能，比较了不同加热强度下液膜表面的温度场特征以及加热温差对固壁上液体分布的影响。传递过程中，界面上浓度和温度变化引起的表面张力梯度，驱使低界面张力处的液体流向高界面张力处（Marangoni效应），从而造成了液体特殊的流动现象与分布特征。在受热/冷却降膜过程中，由于流速和传热的差异，液膜表面存在一定的温度梯度。横向的温度梯度远大于流动方向的温度梯度，引起的Marangoni效应会造成受热液膜收缩和冷却液膜扩展，从而明显地影响液膜的相界面积及其传递性能。

用两种不同溅射工艺制备金薄膜电极。利用扫描电子显微镜、拉曼光谱法和循环伏安法对这两种电极的表面形貌、单链DNA在电极表面的自组装性能和其电化学行为进行了研究。发现不同工艺条件制作的电极性能差异较大；特别是金电极表面有其它金属存在互扩散时，对电极的电化学行为和单链DNA自组装性能具有直接影响。

以丙醛和甲醛为原料，经羟醛缩合及氧化两步反应，合成了2,2-二羟甲基丙酸。缩合反应在35 ℃、甲醛与丙醛物质的量比为2.4、碳酸钾用量为原料质量的6%的条件下反应10 h，氧化反应在95 ℃、过氧化氢与丙醛物质的量比为0.9的条件下反应10 h，获得了最佳反应结果，产品总收率53.5%，纯度99%。

改进了3-氨基-2-吡咯甲酸乙酯盐酸盐的合成工艺，经过4步反应合成了目标化合物，包括在氢化钠催化下甲酸乙酯和乙腈缩合后再与氨基丙二酸二乙酯缩合，然后经乙醇钠关环及与氯化氢成盐得到；应用氢核磁共振及元素分析对样品结构进行了表征；对各步反应的条件进行改进，结果表明：原料的最优比例是n (HCOOC2H5) ∶n (CH3CN)∶n (NaH)∶n [NH2CH(COOC2H5)2HCl]＝1∶1.2∶1.3∶0.5，反应温度为20℃，反应时间分别为24 h和48 h；在工艺改进的情况下，反应收率得到较大提高，生产成本降低，适合工业化生产。

以甲醇作为溶剂和萃取剂考察了在较温和的条件（140 oC，氢气初压0.7 MPa，微波辐射15 min）下活性炭、Ni和Pd/C催化剂对神府煤加氢反应的影响。结果表明：反应混合物在甲醇中的萃取率按非催化加氢< AC催化的加氢< Ni催化的加氢< Pd/C催化的加氢的顺序递增；通过GC/MS和FTIR分析可看出在不同反应条件下萃取物和萃余物组成的变化。

采用差示扫描量热法（DSC）评价了非硫磷有机钼酸酯和亚甲基双二丁基二硫代氨基甲酸酯在聚-α-烯烃合成润滑油中的抗氧化安定性。静态和动态DSC氧化试验结果表明，非硫磷有机钼酸酯与亚甲基双二丁基二硫代氨基甲酸酯复合后，均可有效提高油品的氧化诱导时间和起始氧化温度，表现出了良好的高温抗氧协同作用。

考察了不同结晶体系对头孢拉定结晶过程的影响，通过正交试验优化了头孢拉定结晶工艺条件，即水量为头孢拉定质量的2倍，三乙胺和N,N-二甲基甲酰胺体积比为1.2，结晶初始温度30℃，结晶终了温度5℃。结果证明，在此条件下所得产品结晶收率可达92%左右。利用高效液相色谱、电子显微镜对产品进行检测证明产品纯度可达98%以上，粒度分布均匀，晶面完整；同时通过40 ℃储存条件下的化学稳定性试验表明产品稳定性符合药品质量要求。

在乙醇钠催化下使邻硝基甲苯与草酸二乙酯缩合，然后经水解、双氧水氧化和盐酸酸化得到邻硝基苯乙酸，收率62％。在20% NaOH水溶液中，FeO(OH)催化水合肼还原邻硝基苯乙酸得到邻氨基苯乙酸，经重氮化和卤置换反应得到邻卤苯乙酸，收率65％～73％。总收率为40％～45％。

筛选出一株能合成5-氨基乙酰丙酸的紫色非硫红假单胞菌，并且对该菌株合成5-氨基乙酰丙酸的影响因素进行了详细探索。结果表明：光照厌氧为该菌的最佳培养方式，谷氨酸钠为最适碳源，酵母膏为最适氮源；通过正交实验得到谷氨酸钠最佳浓度为2 g &#8226; L－1，酵母膏最佳浓度为1.5 g &#8226; L－1；最佳接种量为20%；初始pH值为7.0。该条件下，5-氨基乙酰丙酸的产量可达到49.39 mg &#8226; L－1。

以α-溴代丙酸乙酯(EPN-Br)为引发剂，氯化亚铜(CuCl)与N,N,N′,N″,N″-五甲基二亚乙基三胺(PMDETA)组成的混合体系为催化剂，使甲基丙烯酸叔丁酯(tBMA)进行原子转移自由基聚合(ATRP)，得到了端基为溴原子的聚甲基丙烯酸叔丁酯大分子中间体PtBMA-Br。使其末端的Br与甲基丙烯酸发生亲核取代反应，得到甲基丙烯酸封端的大分子单体。FTIR和1H-NMR的分析表明大分子单体结构明确，双键导入率高；再用该大分子单体与苯乙烯分散共聚制得形态规整的高分子微球。

从回收利用二氧化硅废料颗粒的角度出发，用硅烷类偶联剂对废料颗粒进行表面改性，并将其作为合成有序硅基孔结构材料的原料。傅里叶红外光谱、热重分析、激光光散射结果表明达到了改性目的。然后用TEM和SEM研究了晶化温度对硅基孔材料形态的影响，发现优化合成条件可以得到有序结构材料，为超细二氧化硅废料的回收利用提供了可能。

通过对近平滑假丝酵母(R)-专一性羰基还原酶（rCR）进行氨基酸序列分析并根据其序列的保守性设计PCR引物，以近平滑假丝酵母基因组为模板利用PCR技术得到目的基因rcr。该基因全长1011bp，共编码336个氨基酸。将该基因与表达载体pET21c连接后构建重组质粒pETRCR，并转化入Escherichia coli BL21（DE3）中进行表达。重组大肠杆菌具有(R)-专一性羰基还原酶活性，可催化不对称还原2-羟基苯乙酮合成(R)-苯基乙二醇。研究发现，在重组菌培养过程中，同添加IPTG诱导培养的情况相比，不添加IPTG诱导培养的酶活及不对称转化(R)-苯基乙二醇的效果较好。在反应过程中，转化48 h及在pH值 8～9的条件下更有利于不对称反应的进行。另外，较高的底物浓度会对反应产生抑制作用，通过提高重组菌细胞浓度可显著提高转化效果。在5 g/L的底物浓度条件下，利用0.3 g/mL重组菌细胞可还原2-羟基苯乙酮得到(R)-苯基乙二醇，产物光学纯度为95.5% e.e，产率为92.6%。

报道了采用纤维填料单元，组成缓释曝气生物膜放置于水中进行处置，以应对流域水资源的安全危机。缓释曝气生物膜系统可有效地处理含苯、甲苯、乙苯和二甲苯（BTEX）的污水，在反应器启动时采用纯菌种接种，加BTEX在液相中进行循环挂膜，经30天的运行，然后通入BTEX混合液，生物膜系统表现出良好的去除BTEX的能力。水中BTEX浓度较高时，利用填料单元的巨大单位比表面积，可对BTEX进行以吸附为主的处置。水中的BTEX浓度在50～10 mg/L 时，经24 h，水中BTEX可降至5 mg/L以下。BTEX浓度较低时，利用缓释曝气生物膜中的微生物对其进行生物降解； BTEX浓度在0.5～1.5 mg/L时，经15天运行，BTEX的去除率达90%以上。