微生物电合成是结合微生物学与电化学的新兴研究方向。电化学活性菌株以直接或间接的方式吸收人工提供的外源电子，打破胞内代谢原有的氧化还原平衡，定向催化底物合成还原性目的产物。近年来，基于生物基化学品的微生物电合成取得广泛关注。本文综述了生物基化学品微生物电合成的基本原理及最新研究进展，并讨论了电化学活性菌株的种类、电子传递机制以及典型的菌株培养方式，同时结合菌株代谢途径，讨论了微生物电合成促进乙酸、1，3-丙二醇、丁醇、琥珀酸等生物基化学品的作用机理及研究现状。最后指出了电子传递机制、电子传递效率及成本是限制该技术发展的关键问题及未来的发展趋势，旨在推动该技术应用于生物基化学品的发酵工业中。

过程强化是化学工程与技术领域的研究热点之一。掌握并利用单元操作或单元过程的共性本质、原理和相互影响规律，是实现化工过程强化的基本途径。在过去的二十多年里，青岛科技大学化学工程研究所基于对多相流动规律的认识，提出了“充分混合、均匀分布”的多相流调控准则并利用它进行化工过程强化研究。本文简述了“充分混合、均匀分布”准则的基本内容，详细介绍了在环流式旋风分离器、强放热流态化和精馏洗涤过程——几个在工业生产中得到成功应用的案例中，利用“充分混合、均匀分布”调控准则，实施过程强化的方式、方法以及强化效果，阐明了利用“充分混合、均匀分布”准则实现化工过程强化的可行性，及其在其中所起到的关键作用和未来发展趋势。

生物质资源的开发利用是解决资源危机和能源危机的重要途径，但传统的生物质组分分离工艺效率较低且污染严重，极大地制约了生物质资源的高值化利用。作为一类新型溶剂，离子液体可以溶解纤维素、木质素和天然生物质材料，为生物质的组分分离及加工转化提供了有力的工具。本文简述了离子液体在生物质组分分离中的应用，包括离子液体作为溶剂直接从木质纤维素类生物质中提取分离纤维素和木质素，以及在离子液体介质中通过化学反应降解生物质来分离主要组分的方法。从离子液体优选、反应路径设计、生物质预处理、溶解条件和再生剂等方面分析了生物质组分分离工艺。成本高、效率低且容易引起二次污染是阻碍离子液体用于生物质组分分离的主要因素。为了提高生物质组分分离的经济性和绿色性，今后应着力设计低成本、低黏度、热稳定性强和低毒的离子液体，研发绿色高效的生物质组分分离工艺和离子液体再生方法。

当今化石能源日渐枯竭和环境压力日益加重是亟待解决的问题，而生物质热解液化技术被认为是解决能源紧张的潜在方法，尤其是生物质快速热解技术。随着生物质快速热解技术与工艺不断成熟，需要快速热解装置不断放大以提高处理量，以实现生物质快速热解的工业化。生物质快速热解装置复杂且多样化，在装置的放大过程中，各系统的合理选择是难点。本文首先对生物质热解机理、快速热解过程的粒径选择和前处理进行了简述，并对快速热解流程中的进料系统、供能系统、热解反应器和快速冷凝系统4个关键系统进行了综述，着重介绍了快速热解反应器的类型及其特点，提供了该4个关键系统的选择及研究趋势。流化床反应器具有易放大、可以较好地实现自热式快速热解的优点，本文总结出流化床式反应器是目前研究的热点。在保证产品品质下，设备易放大、稳定实现自热式、流程能耗低、运行稳定安全等是快速热解装置未来的研究方向。

针对现代电子器件的散热需求，采用潜热型功能热流体为工作介质进行实验，并搭建流动换热实验台，研究5%、10%和15%质量分数下潜热型功能热流体与去离子水在微小圆形管道内的换热特性，结果表明，在雷诺数Re为300~1000范围内，潜热型功能热流体均表现出比水更好的冷却性能及更低的壁面温度，在实验测试范围内，相变引起的壁面温度降低率最大可达26.8%；潜热型功能热流体平均Nu随着流动Re数的增加而增加，并通过对实验数据分析，拟合了平均Nu数与流动Re数、质量浓度和流体Pr数的经验公式，最大偏差不超过7.5%，可以较好反应潜热型功能热流体的换热特性；潜热型功能热流体沿着管道长度方向的强化换热比与潜热型功能热流体浓度及流动Re数有关，存在强化换热的最佳长度。

竖直上升管气液两相流广泛应用于相变传热、核反应堆等工业过程。本文以竖直上升气液两相流为研究对象，运用欧拉双流体模型，针对表观液速为0.45m/s、表观气速分别为0.015m/s和0.1m/s的泡状流数值模拟过程中的升力、壁面润滑力、湍流扩散力、气泡诱导湍流（BIT）等封闭模型，开展数值模拟比较研究。模拟发现：①低气速泡状流中，升力和壁面润滑力的同时加入能够改善壁面附近的气含率，气泡在这两个力作用下在径向上达到一个相对平衡，得到与实验气含率类似的壁面峰，模拟的液相速度较合理；低气速时，BIT的影响可以忽略。②高气速泡状流中，BIT对气-液两相流的模拟结果影响比较明显，湍动耗散源项的加入能使液速分布的模拟结果得到改善，Troshko模型相对Sato模型更能反映气泡诱导湍流对液相湍流的作用。③高气速时升力的引入使气含率产生壁面峰，加入湍流扩散力能使峰值略微降低，但仍没有解决高气速时引入升力出现的气含率壁面峰问题，说明在径向上湍流扩散力还不足以抵抗升力。

采用离散单元法DEM（discrete element method）对圆柱形生物质颗粒和钢球颗粒在滚筒中的混合进行了数值模拟，分析了滚筒转速和颗粒数量比对混合质量的影响。结果表明：在本文设定的工况下，颗粒的混合模式为阶梯模式，并且颗粒在混合时可以分成3个区域，即左面的单层钢球颗粒区、中间的钢球颗粒和生物质颗粒混合区、右面的生物质颗粒堆积区。左右两边的颗粒混合效果较差，中间的颗粒混合效果较好。当滚筒转速相同时，钢球颗粒和生物质颗粒数量比为3000∶200时的颗粒混合效果比钢球颗粒和生物质颗粒数量比为3000∶100时的好，即当钢球颗粒数量远大于生物质颗粒数量时，增加生物质颗粒的数量可以提高混合效果。在钢球颗粒和生物质颗粒数量比相同的情况下，当滚筒转速在5~25r/min的范围内，滚筒转速越高，颗粒的混合质量越好，并且颗粒混合达到稳定的时间就越短。

泡状液体广泛存在于各种工业领域，因此深入了解泡状液体的物理特性对产品质量改进和过程强化具有重要意义。本文为了理解气泡对液相表观黏度的影响，揭示液相表观黏度变化的原因，利用流体体积函数（VOF）与动网格结合的方法对二维平行板模型内气泡对液相表观黏度的影响进行了深入的数值研究；分别研究了相同体积分数、不同毛细数工况下，气泡加入对液相表观黏度的影响。结果表明：毛细数和气泡体积分数对液相的表观黏度具有巨大的影响作用；相同的体积分数下，当毛细数较大（Ca>1）时，气泡的加入会使液相的相对黏度减小，体积分数越大，液相的相对黏度减小得越严重；另外，相同的体积分数下，当毛细数较小（Ca<1）时，气泡的加入会使液相的相对黏度增大，体积分数越高，液相的相对黏度增大得越明显。

针对炼厂气多目标回收工艺设计时缺乏理论指导的问题，本文系统阐述了分离过程能效比的概念，将气体分离过程中压力和温度变化导致系统与外界交换的能量统一用电功表示，得到了分离过程能耗与产品回收量间关系的定量表示方法；以某厂炼厂气回收过程为例，比较了不同分离技术和不同分离过程的能效比。当产品氢纯度要求不高（≥97%）时，采用变压吸附（PSA）工艺的能效比较高（0.86），与膜分离工艺相比，提高了28%；当产品氢纯度要求较高（≥99.9%）时，采用膜分离-PSA工艺可以获得更高的能效比（0.54），与PSA-膜分离工艺相比，能效比提高了40%。研究结果表明：分离过程的能效比可以用于评价不同分离技术或不同分离过程的能量效率，可用于指导不同分离技术的适用范围和多技术耦合工艺过程的设计，能够为炼厂气回收工艺设计提供一定的理论指导。

1，8-二氮朵双环[5.4.0]十一碳-7-烯（DBU）-甘油溶液作为一种新型溶剂，具有低热容、高沸点等优点，目前被广泛研究应用于化学合成和产物分离等。本文考察了不同摩尔比的DBU-甘油溶液吸收CO₂效果，测定了不同摩尔比的DBU-甘油溶液吸收CO₂反应过程中体系的黏度变化，研究了DBU-甘油溶液吸收CO₂反应的动力学。结果表明，在反应温度25℃、CO₂气体流速为238mL/min的条件下，DBU与甘油摩尔比为0.49~1的溶液对CO₂的吸收量可在120min的反应时间内达到10.88g/100g溶液；DBU与甘油摩尔比为0.49∶1和1.12∶1的溶液在吸收CO₂后体系的黏度显著增大，而DBU与甘油摩尔比为0.11∶1和3.43∶1的溶液在吸收CO₂后体系的黏度变化较小。25℃、常压下，在消除扩散影响，甘油大大过量时，DBU/甘油/CO₂反应的速率方程为r=0.22C_DBUP_CO2^0.5，反应的活化能为40.44kJ/mol。

泡沫团聚法是有效脱除细颗粒物PM_2.5的方法。本文对团聚液的雾化粒径进行了研究，筛选出适于团聚PM_2.5的气泡粒径的溶液及喷雾条件。文中首先对气泡粒径与团聚颗粒物的能力进行估算，进而通过CCD拍摄精细雾化喷嘴喷出的团聚液泡沫的流动过程，利用MATLAB处理图片，得出雾化气泡粒径和密度大小。实验结果表明，发泡剂会使团聚液的雾化液滴形成气泡，增大雾化颗粒直径；PAM团聚液形成的气泡粒径偏小，且雾化颗粒密度大，粒径主要分布在小于200μm范围；XTG团聚液气泡粒径偏大，CMC团聚液气泡粒径介于两者之间；0.2% CMC团聚液气泡粒径均匀，颗粒数量大；在距喷口轴向20cm处，气泡破碎和聚合趋于稳定；喷口直径0.5mm时，气泡雾化粒径大多分布在100~300μm粒径范围内，符合团聚脱除PM_2.5的气泡条件；随着温度的升高，直径在0~300μm内的气泡颗粒数量增大明显。

针对换热网络同步综合方法的不足，本文提出了一种新型Powell粒子群算法，具有传统确定性方法的高精度以及启发式方法的高效率。同时针对群体智能算法优化换热网络问题时存在的不足，提出了云记忆体和个体对立策略，有效地避免算法发生早熟现象，扩大搜索范围。为处理整型变量而提出的两条整型变量优化策略与Powell粒子群算法结合，实现了连续变量与整型变量的同步优化。最后，选取两个经典算例验证算法的性能，均获得了优于文献的结果，表明算法能够找到更优的换热网络结构，是一种处理混合整数非线性问题的有效方法。

将喷射器应用于有机朗肯循环（ORC），构成喷射式有机朗肯循环（EORC）。EORC中喷射器引射膨胀机的出口排气，以降低膨胀机排气压力，增大膨胀机的工作压差，来提高循环的做功能力。为分析喷射器性能对EORC循环性能的影响，以经典喷射器理论为基础，选用R600为工质，在MATLAB平台，编制喷射器引射系数与引射压力的优化程序，对喷射器的最大引射系数与最小引射压力进行优化研究。结果表明，混合压力和引射系数一定时，工作流体的引射能力随工作压力的增大不断提高，能够引射更低压力的引射流体；最大引射系数和喷射效率随工作压力增大逐渐增大。并据此设计喷射器和构建EORC实验系统，初步实验表明：相比于ORC，EORC的做功能力明显提高，但系统热效率有所降低。

基于计算流体力学（CFD）的方法，采用Fluent软件，结合大涡模拟（LES）湍动模型和组分物料运输模型（SPE）对中试规格的管线式叶片-网孔型高剪切混合器的停留时间分布（RTD）进行预测，与实验结果相比，其误差在14%以内，说明此方法具有较高的可靠度。基于此方法，研究了定子开孔形式、腔室结构及定转子安装方式对停留时间分布的影响，使其适用于快速反应过程。结果表明：圆形、菱形、“S”形以及齿形4种不同开孔形式的定子，圆孔开孔定子效果最优；轴向长度缩短至与出口管径相同，蜗壳形状的腔室外壳，出口管与腔室相切时效果最优；定转子偏心安装能够改善其效果，但功耗增加。经过优化后的反应器具有广泛的应用，特别的是将其用于许多快速化学反应过程时，由于停留时间短、混合效果好，其混合性能明显优于许多传统的反应器。

目前在海底混输管道的水合物风险控制策略中，允许水合物在管道内的生成，以液固浆液流动的形式对海底油气产物进行输送。其中主要通过控制浆液中水合物的生成量和聚集程度，来实现对海底集输管线的流动安全保障。液固浆液流动具有相当复杂的流动特性，固相颗粒的引入对于流体的流动特性影响很大。本文分别综述了拟单相流动体系和气液多相流动体系中水合物颗粒对于管输体系流动稳定性的影响以及水合物对混输管道堵管特性的影响。着重讨论了水合物在管道壁面的生长和沉积特性、水合物与气液流型的耦合关系以及不同体系中水合物的堵管机理。此外，对软件模拟在水合物生成及浆液流动特性研究中的应用做了简单介绍。最后，根据对相关研究结果的总结，指出水合物在壁面生长沉积的微观特性和定量表述、颗粒不同分散形式的临界流速、不同气液流型条件下的水合物生成特性和颗粒行为等是今后水合物相关研究中需要进一步深入探究和明确的问题。

电解水煤浆制氢在能源消耗与产氢效率上都更优于电解水过程，并且在电解过程中可以同时达到对矿石能源净化的目的，是一种十分值得推广与发展的产氢新技术。本文在综述电解水煤浆技术现状及特点的基础上，阐述了电解水煤浆制氢技术的原理，并以此为理论基础概述了反应温度、电解质种类、样品预处理对电解水煤浆制氢的影响，综述了国内外电解水煤浆电极材料的研究进展，并对电解水煤浆技术的发展现状和存在的不足进行了分析与展望。指出电解水煤浆技术发展的重点方向为：降低电解水煤浆过程中的能量消耗，多使用可再生能源；深入研究反应机理，提高产氢效率，实现化学能与电能耦合向氢能的转变；改善电极的稳定性和耐腐蚀性，使电极更加耐久并降低电极成本；通过研究新型催化电极与催化剂来提高反应的效率。

回顾了以煤和天然气为原料通过不同工艺流程制备合成气用以化工合成或发电的研究进展。介绍了以煤和天然气为原料分别制取合成气后再汇合的工艺流程和共气化技术等不同工艺路线的特点。研究了煤气化和天然气转化制备合成气时不同工艺路线在元素互补、能量利用、杂质混合等方面的表现。结果表明是否考虑煤和天然气的碳氢元素互补以及煤气化热量的有效利用将成为决定工艺流程优劣的重要因素。研究表明，煤气化和天然气转化分别制备合成气后汇合的工艺技术更易实现工业化应用，共气化技术的工业化应用较易受到气化炉反应条件的限制，尤其是内置换热管式的共气化技术。进行比较后，认为以煤和天然气为原料的多原料系统能够降低原料消耗、同时减排二氧化碳，符合煤炭的清洁利用要求，具有一定优势。

以木屑为原料，在铜渣催化气化木屑的实验平台上研究了气化剂和载气对气体产物成分及热值的影响。根据实验结果，当水蒸气当量比为0.058时，焦油产率降低了约50%，氢气产率提高了63.04%，气化效率达75.03%。在优化的实验条件下基于能量平衡建立熔融铜渣催化气化木屑的热力学分析方法，得到铜渣、木屑及水蒸气之间的耦合关系，1250℃的熔融铜渣的余热高达1.773 MJ/kg，充分利用铜渣显热和潜热气化木屑产生的合成气热值可高达13319 kJ。在最优气化工况下，1 kg原料气化需要1.92 kg铜渣，热态铜渣催化气化木屑的能量利用率可达62.94%。

利用自制的干馏装置进行褐煤与甘蔗渣的低温共热解实验，并探究甘蔗渣的添加量对热解产物产率及半焦品质的影响。研究结果表明，在甘蔗渣掺混比为20%时，产物产率的实验值与理论值偏差达到最大，此时焦油产率的实验值比理论值高出9.61%；FTIR检测表明半焦中主要含有-OH、C=C和C=O官能团，且甘蔗渣的添加能促进半焦中苯类化合物转化为其他类低分子化合物；SEM检测表明褐煤与甘蔗渣共热解半焦比煤样单独热解半焦孔隙发达；BET分析表明甘蔗渣与褐煤的相互作用不仅能提高共热解半焦比表面积，而且能改善孔径分布，使共热解半焦孔径有减小的趋势。半焦吸附重金属离子实验表明未经任何处理的煤半焦及甘蔗渣半焦对铅离子去除率分别达到78.42%和87.80%。

Ni基催化剂对生物质气化过程中生成焦油的催化裂解重整具有较好的催化活性，但在催化反应中存在容易积炭进而失活的现象。如何提高Ni基催化剂的催化活性和抗积炭能力是Ni基催化剂研究中的难点。本文从催化剂的活性组分、载体和助催化剂3个方面入手，详细综述了近几年关于提高Ni基生物质焦油重整催化剂催化活性和抗积炭能力的研究进展，讨论了催化剂的活性组分、载体和助催化剂对催化剂催化活性的影响。指出Ni-Fe、Ni-Co、Ni-Cu催化剂均表现出比Ni基催化剂更好的催化活性，助剂的加入有利于提高吸附剂的抗积炭能力和抗烧结能力；催化剂载体方面，钙钛矿型混合金属氧化物载体、煤焦和生物质焦载体具有较好的研究前景。

选择性催化还原（SCR）脱硝技术是目前主流的氮氧化物脱除技术，其核心是催化剂。凹凸棒石成本低廉，性能优越，适合用作SCR催化剂的载体，而且以凹凸棒石为载体的催化剂显示出良好的低温选择性和稳定性，具有很好的应用前景。本文总结了凹凸棒石低温SCR脱硝催化剂的研究进展，阐述了活性组分、制备方法、前体物种、活性组分负载量、煅烧温度、元素掺杂等因素对催化剂脱硝活性的影响，同时简要介绍了导致此类催化剂失活的原因以及失活催化剂的再生方法，并指出在凹凸棒石负载型低温脱硝催化剂上进行的SCR脱硝反应遵循E-R机理，最后指出此类催化剂的未来研究方向主要是进一步提高现有催化剂的低温催化活性和抗中毒能力，实现工业化应用。

综述了近十年来铁基催化剂在费托合成反应中的研究进展，探讨了铁基催化剂活性组分的确定及影响铁基催化剂活性组分的因素，对比了3种催化剂制备方法（熔融法、沉淀法、负载法）和5种催化剂载体（氧化物、分子筛、碳材料、双孔材料和核壳材料）对费托合成反应性能的影响，从反应活性、选择性和反应稳定性3个方面阐述了助催化剂在费托合成反应中的作用。分析认为：碳化铁是铁基费托合成催化剂的活性组分；在铁基催化剂的制备过程中，选择适宜的制备方法、载体、助催化剂，可以达到提高费托合成反应活性、目的产物选择性和反应稳定性的效果。提出合成特定结构碳化铁、进一步研究铁基催化剂反应机理仍是未来研究的重点。

化石能源的热能利用产生大量的CO₂，破坏了地球生态系统中的碳平衡，严重威胁人类的可持续发展。利用可再生能源产生的氢气与CO₂通过逆水汽变换（RWGS）反应产生CO可以作为F-T合成的主要原料，有望部分替代煤制合成气路线，与此同时还是解决“弃风”、“弃光”等问题的有效方案之一。本文归纳了近年来研究RWGS反应所使用的催化体系，包括负载型金属催化剂、复合氧化物催化剂和过渡金属碳化物催化剂；介绍了在不同催化剂上RWGS反应的反应机理。重点分析了影响CO₂加氢制CO选择性的因素，包括催化剂活性组分的颗粒尺寸、载体效应、助剂、反应条件等以及如何提高催化剂的高温稳定性。总结了RWGS反应在不同催化体系上的优缺点，可为进一步设计高性能的RWGS反应催化剂提供借鉴。

为降低催化裂化烟气中的SO_x、No_x，采用溶胶凝胶法合成了Mg-Al尖晶石，并通过共胶法进行金属氧化物改性制备得到催化裂化烟气脱硫脱硝助催化剂。在小型固定床反应装置上考察了铜铈改性以及烟气中O₂含量对尖晶石脱硫脱硝性能的影响，并在小型提升管装置上考察了铜铈复合改性后尖晶石同时脱硫脱硝的性能。结果表明：经铜铈复合改性后的尖晶石脱硫活性最高，40min内仍能保持90.67%的SO₂脱除率；含铜尖晶石的脱硝性能最优，450℃后NO转化率达100%。烟气中O₂含量对脱硫有利而对脱硝不利，当O₂含量过高时，NO不能有效脱除。原位红外漫反射分析表明：含铜尖晶石良好的脱硝性能是因为其含有的Cu⁺对CO优异的吸附性能，O₂的影响在于其与CO的反应，导致CO消耗。提升管装置评价实验结果表明：主风量为0.6m³/h时，CuCe-MgAl脱硫效率为59.96%，脱硝效率为87.63%。当主风量为0.8m³/h时，脱硫效果提升至74.50%而失去了脱硝功能。

采用N-烷基化方法将二乙烯三胺（DETA）接枝到氯化1-氯乙基吡啶离子液体[CePy]Cl上，合成了离子液体氯化1-{2-[双（2-氨基乙基）氨基]乙基}吡啶（[N₃Py]Cl），通过FTIR、¹H NMR和MS等测试手段对合成离子液体的结构进行了表征。采用循环伏安法对离子液体配合物[N₃Py]Cl/CuBr和有机配合物PMDETA/CuBr的氧化还原电位（E_1/2）进行测试，结果表明：合成的离子液体[N₃Py]Cl和CuBr形成配合物的氧化还原电势为E_1/2=-0.541V，比常用的有机配合物PMDETA/CuBr（E_1/2=-0.142V）具有更低的氧化还原电势。将离子液体[N₃Py]Cl与CuBr配位形成催化体系，在离子液体[AMIM]Cl中催化甲基丙烯酸甲酯（MMA）的原子转移自由基聚合（ATRP）反应。结果表明，当配体、催化剂和溶剂的用量分别为n（CuBr）=0.19mmol、n（[N₃Py]Cl）=1.13mmol、n（[AMIM]Cl）=0.02mol，反应温度60℃，反应时间4h时，单体转化率高达75%，分子量分布较窄（M_w/M_n=1.24），ATRP反应具有明显的可控性能。

采用浸渍法，以纳米碳管（CNT）为载体，制备了Ni负载量为3.91%（质量分数）的Ni/CNTs催化剂。利用X射线衍射（XRD）、拉曼光谱、电感耦合等离子体发射光谱（ICP-OES）以及透射电镜（TEM）等技术对Ni/CNTs催化剂进行了表征。在连续流动状态下通过一系列实验考察了温度、压力、氢气量以及流速对Ni/CNTs催化苯乙炔选择加氢性能的影响，利用高效液相色谱仪HPLC对产品进行定性和定量分析。实验结果表明，催化剂Ni/CNTs对苯乙炔选择加氢反应具有一定的催化活性；反应的最佳温度为20℃；压力对产品收率影响显著，微正压对反应有利；最佳氢气量为24mL/min；产品收率随着反应液流速的增加而增大。

以过氧化氢为氧化剂，[Omim]PF₆离子液体为萃取剂，[C₁₆mim]₂ Mo₂O₁₁为催化剂建立了萃取催化氧化脱硫体系（ECODS）。该反应体系在非常温和的条件下可使DBT的脱除率最高达到99.4%，大大优于单纯的萃取脱硫和萃取氧化脱硫体系。不同硫化物在该体系下的脱硫效果为：DBT >BT >TH。催化体系循环使用10次后催化反应活性未见明显下降。将此催化体系直接用于市售的汽油和柴油，可使其中硫含量降低至12.70mg/L和11.62mg/L。

以氯化铁与二水合氯化铜的投料摩尔比为4∶100、8∶100、12∶100的比例，将氯化铁加入HKUST-1的前体二水合氯化铜和均苯三酸的混合溶液中，在超声波作用下原位合成Fe@HKUST-1负载型材料。用XRD、BET、TGA、SEM对Fe@HKUST-1进行晶体结构、孔径结构、热稳定性、外观形貌进行分析表征，考察了铁负载量对这些性质的影响。将Fe@HKUST-1负载型材料用于苯羟基化反应，实验表明，与HKUST-1相比Fe@HKUST-1负载型材料的活性有所提高。当氯化铁与二水合氯化铜投料的摩尔比为8∶100时，Fe@HKUST-1负载型材料的活性和稳定性在苯羟基化反应中处于较优状态。

为有效解决渣油加氢脱金属过程中沥青质和胶质等大分子物质的扩散、反应和沉积难题，提高催化剂脱杂质活性和容金属能力，对催化剂设计进行了优化集成，开发出了一系列催化剂制备关键技术，研制成功4个牌号的脱金属催化剂（PHR-101、PHR-102、PHR-103、PHR-104）。以非酸性的黏结剂代替胶溶酸实现氧化铝的无酸成型，大幅提高了载体孔容和孔径；采用复合扩孔方法制备出双峰孔结构载体，大于1000nm孔比例达到16.4%，改善了催化剂孔道结构；实现活性金属组分的非均匀负载，优化活性分布，促进杂质向催化剂内部的扩散和沉积。小型装置2000h评价结果表明，催化剂脱杂质（脱金属、脱硫、脱残炭）活性与稳定性明显高于常规催化剂。模拟工业运转条件下，在1L中型装置上进行了5500h长周期试验，结果表明，加氢全馏分产品金属含量满足指标要求，催化剂预期寿命达到8000h以上，满足工业应用要求。14个月的挂篮试验表明，与工业催化剂相比，所开发催化剂的金属容纳能力更高，金属沉积更为均匀。

聚苯胺是一种非常有前途的导电聚合物。掺杂能提高聚苯胺的导电性、稳定性及其他性能，聚苯胺的掺杂受到了人们的广泛关注，尤其是有机酸的掺杂。有机酸种类众多且性能各异，能够使聚苯胺很多性质发生变化。本文重点综述了分别以单一有机酸、有机酸和金属氧化物、有机酸和无机酸、有机酸和其他无机物为掺杂剂合成聚苯胺的研究现状，详细介绍了各种掺杂态聚苯胺的性能及应用，简要介绍了影响聚苯胺性能的因素，并比较了不同掺杂态聚苯胺的优缺点。分析结果表明：与单一有机酸掺杂的聚苯胺相比，采用两种类型的掺杂剂共掺杂合成的聚苯胺具有更突出的性能及更大的应用前景。提出了采用两种或两种以上不同类型的掺杂剂共掺杂将是聚苯胺今后的主要研究方向。

对电极作为染料敏化太阳能电池（dye-sensitized solar cell，DSSC）的重要组成部分，对电极材料性能的好坏直接影响着染料敏化太阳能电池的光电转化效率。最常使用的对电极电催化材料是贵金属铂，而铂十分稀少而且价格昂贵，并且铂很容易被碘电解液腐蚀，不利于染料敏化太阳能电池的产业化发展。本文重点综述了2010年以来染料敏化太阳能电池非铂对电极的研究成果，简要说明了对电极在染料敏化太阳能电池中的作用，详细介绍了非铂金属、碳材料、导电聚合物和无机化合物等对电极材料，分析了各类非铂对电极材料的特点、制备工艺、发展前景、优缺点和改进措施。最后提出，继续开发各种成本低、原料易得以及稳定高效的新型非金属对电极材料仍是今后染料敏化太阳能电池研究的一个重要方向。

纯碱法具有工艺简单的技术优点，被国内高纯氧化镁生产企业普遍采用，但是它存在生产成本较高的显著缺点。本文系统地综述了目前工业上利用海盐化工、盐湖提钾等过程副产的老卤液生产高纯氧化镁的各种技术，分析了每种生产技术的优缺点。依次介绍了技术成熟、生产成本低、被国际主要的高纯氧化镁生产企业广泛采用的白云石/石灰石法，技术有待改进的氨法，工艺简单、成本较高的纯碱法，以及碳铵法。特别地，详细阐述了直接热解法的技术基础、Aman法热解工艺以及国内对直接热解法工艺的研究进展。重点推介了低水合氯化镁流态化热解生产高纯氧化镁、同时联产工业浓盐酸的最新技术。指出流态化热解技术可能是我国高纯氧化镁产业降低生产成本、提高企业产能、能够取代传统纯碱法的理想工艺路线。

以聚苯乙烯树脂为起始原料，经氯乙酰化后与四乙烯五胺反应，合成了一种含四乙烯五胺功能基的多胺型聚苯乙烯树脂。考察了溶剂、物料比、时间和温度等反应条件对树脂合成的影响，研究了树脂对Cu²⁺的吸附性能。结果表明，合成反应在THF溶剂中室温即可顺利进行，所得树脂全交换容量为7.45mmol/g。树脂对Cu²⁺的吸附可以用准二级动力学方程来描述，液膜扩散为吸附主要控制步骤，吸附符合Langmuir等温方程，为单分子层吸附，饱和吸附量为46.15 mg/mL。对于Cu²⁺、Ni²⁺混合溶液，该树脂可以选择性吸附其中Cu²⁺。

在干燥碱式碳酸锌催化剂的作用下，以尿素和乙二醇（EG）为原料合成碳酸乙烯酯（EC）。重点考察了催化剂用量、原料配比、反应温度、反应时间对反应结果的影响。并通过GC-MS、FTIR和XRD分析，初步探索了反应机理以及碱式碳酸锌的作用机理。结果表明：当催化剂用量为尿素质量的6%，原料配比n（EG）∶n（尿素）=1∶1，反应温度160℃，反应时间3h，反应压力为0.01MPa时，碳酸乙烯酯收率达到91.64%。尿素和乙二醇合成碳酸乙烯酯的反应中，尿素首先分解生成异氰酸，异氰酸再与乙二醇反应生成中间产物2-羟乙基氨基甲酸酯（2-HEC），最后2-羟乙基氨基甲酸酯脱氨环化生成碳酸乙烯酯。所用碱式碳酸锌催化剂中存在Zn₄CO₃（OH）₆·H₂O和ZnO两种晶相，且以ZnO为主活性组分，两种晶相的协同作用提高了反应收率。

为确保氧化破胶剂在储存、运输中的安全稳定，需要测试氧化破胶剂的氧化性能，并进行安全化处理。根据联合国《关于危险货物运输的建议书——试验标准手册》第二部分中的试验方法并结合实际情况，本文选用过硫酸钾（K₂S₂O₈）为主要原料，同时添加其他4种稳定剂形成混合体系，采用差示扫描量热分析仪（DSC）和热重分析仪（TGA），分别对单独组分和混合体系进行测试，评估氧化性物质过硫酸钾的热稳定性。结果表明，NaCl、KCl、羟甲基纤维素钠（CMC）等无机盐类不能有效改善K₂S₂O₈的热稳定性。而惰性物料炭黑可有效改善K₂S₂O₈的热稳定性，最佳添加量为2.5份。

为高值化利用茶产业剩余物资源，以茶粉（TD）为生物质填料，聚乳酸（PLA）为基体，以甘油（GL）、聚乙二醇400（PEG400）、环氧大豆油（ESO）和乙酰柠檬酸丁酯（ATBC）为增塑剂，制备了可降解TD/PLA增韧复合材料，并采用红外吸收光谱、热重分析、转矩流变仪、扫描电镜及力学性能测试等考察了增塑剂对TD/PLA复合材料结构与性能的影响。结果表明：4种增塑剂都可改善TD/PLA复合材料的加工流变性，GL的添加不利于复合材料韧性，PEG、ATBC及ESO的添加提高了复合材料韧性，其中ESO增韧效果最佳，其添加制备的复合材料断裂伸长率及缺口冲击强度分别提高了154.23%和65.53%，GL增韧效果最差，ATBC增韧后复合材料力学强度和模量最高。FTIR分析表明，ATBC和ESO可与PLA发生一定相互作用，使C-O键红外吸收峰位增大，其增韧后复合材料吸水率下降。ESO添加提高了TD/PLA复合材料的维卡软化点和热稳定性。SEM图片显示，TD/PLA/ESO复合材料断面粗糙，ESO分散较均匀，与PLA部分相容，而TD/PLA/GL复合材料断面出现严重相分离结构。该研究结果可为进一步探索聚乳酸基茶塑复合材料制备及应用提供试验数据和理论参考。

针对传统沉淀法存在的问题，提出采用一种新的液-液反应机制——撞击流-旋转填料床（IS-RPB）反应器制备纳米氢氧化镁，通过单因素实验和正交试验研究了镁离子初始浓度、镁离子和氢氧根离子摩尔浓度比、转速、液体流量及反应温度等因素对氢氧化镁浆料沉降性能的影响规律，确定了最佳工艺条件。研究表明：在镁离子初始浓度为0.70mol/L、镁离子和氢氧根离子摩尔浓度比为1/2、转速为900r/min、液体流量为40L/h、反应温度为70℃的最佳工艺条件下，得到了粒径为60~80nm的六方片状氢氧化镁，其沉降性能良好。

金属离子广泛存在于自然界中，与环境科学、生命科学、医学等领域有着密切的联系。一些金属离子如Hg²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Al³⁺等，在生物体的生理和病理中扮演着重要角色，摄入过量或不足都会导致生理功能的紊乱，引发各种疾病。近几年来，反应型荧光探针因其高选择性和高灵敏性的特点得到了快速的发展。本文主要综述了近五年来反应型荧光探针在检测金属离子中的研究进展，主要介绍了各类探针分子的设计合成、传感机理、检测结果以及其在生物检测中的应用。指出反应型荧光探针的研究发展还处在初级阶段，该领域将会朝着灵敏度更高、反应时间更少、应用范围更广的方向发展，此外，反应型荧光探针在生物检测以及实际应用方面也有望得到进一步的应用发展。

目前关于有氧或微氧的乙醇发酵的尾气检测系统已经建立，但是对于丙酮丁醇梭菌等严格厌氧菌发酵尾气的在线监测鲜见文献报道。因此，本研究以丙酮丁醇梭菌生产丁醇的严格厌氧发酵体系为研究对象，研究了传统有氧或微氧尾气检测方法在丙酮丁醇梭菌厌氧发酵体系中的检测结果，设计并建立了适合厌氧菌发酵的尾气在线监测系统，对丙酮丁醇梭菌的发酵过程实时监测。在建立有效的厌氧发酵尾气分析系统的条件下，比较了丙酮丁醇梭菌在游离细胞条件下和高细胞密度条件下的发酵性能。相比较于游离发酵，高细胞密度发酵的发酵周期明显缩短，丁醇生产强度显著提高。丁醇最高产量为15.4g/L，生产强度0.64g/（L·h），分别比对照组提高了12.4%和106%，CO₂和H₂最高产气速率分别提高60%和9%，产气量分别提高了20.7%和41.3%。尾气分析系统采集的气体数据为丙酮丁醇梭菌的代谢分析提供了重要依据。

采用工业级烷基糖苷（APG0810）、脂肪酸甲酯乙氧基化物（FMEE）、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺（6501）与自来水进行复配，制备用于厨房稠油垢、金属表面矿物油和抛光蜡去除并且配方简单的绿色多功能水基清洗剂。在3因素4水平正交试验研究清洗剂配方组成对其去污效果影响的基础上，考察了6501含量和温度对该清洗剂去污力的影响，并研究了较佳配方组成条件下该清洗剂的综合清洗性能。结果表明，影响该清洗剂去污力从大到小的配方因素依次为6501、APG0810和FMEE，其较佳配方组成为APG0810 2.6%、FMEE 5.2%、6501 4.5%、自来水87.7%；该清洗剂具有较好的高温稳定性和低温稳定性，在室温下对稠油垢、矿物油和抛光蜡的去污力分别为95.4%、90.4%和92.4%，45℃时基本清除这3种类型的污垢。

随着选择性催化剂还原法（SCR）脱硝技术在国内的普及以及SCR脱硝工程的大量建设，废弃SCR脱硝催化剂的高效处置已引起了广泛关注，针对高附加值成分的元素回收是较为合理的处置方案。本文总结了目前关于废弃SCR脱硝催化剂3种主要元素Ti、V、W（或Mo）回收的主要技术方案，其中Ti元素的回收主要是通过钠化焙烧法或浓碱浸出法首先分离Ti元素，而后通过酸洗法回收获得二氧化钛；V元素的回收方法主要包括铵盐沉淀法、萃取法和电解法，从而得到五氧化二钒或者偏钒酸铵；W元素的回收方法主要包括钙盐沉淀法、钠盐结晶法和酸沉法，从而得到三氧化钨。在此基础上，对各技术方案进行了比较，为开发高效合理的元素回收技术提供依据，并指出后续研究中还需要优化酸洗法回收Ti元素的酸洗条件以及V、W元素的纯化技术，从而进一步提高回收产品的纯度。

近年来，面对大气污染日益严峻的现状，用于燃煤烟气中SO₂、NO_x和Hg⁰的控制技术的研发显得尤为关键。鉴于高级氧化法在污水处理领域较好的应用效果，对于将其用于烟气处理的研究也已展开。本文主要从高级氧化法用于单独脱硝、脱汞和同时脱硫脱硝以及三者联合脱除这4个方面进行了较为详细的综述。重点分析了光催化氧化、蒸发Fenton试剂、多相催化剂、UV/Fenton技术等氧化法在烟气处理领域的研究现状。分析表明，通过对诸多影响因素以及催化剂选择和改性等方面的试验与调控，可使SO₂、NO_x和Hg⁰的脱除率达到90%左右甚至更高的水平，但仍然存在着·OH自由基量难控制以及脱除效率难维持等问题。由此指出，在今后对于将高级氧化法用于燃煤烟气联合脱除的研究中，需要进一步尝试基于多方法融合的完整、稳定、高效脱硫脱硝脱汞的新思路。

微凝胶聚合物网络中易于引入能够与重金属离子螯合或络合的功能基团，且比表面积大，对重金属离子具有较快的吸附速率，因此，微凝胶在重金属离子的去除方面具有广阔的应用前景。本文介绍了重金属离子吸附用微凝胶研究新进展，重点回顾了基于羧基、氨基、磺酸基、羟基及巯基等多官能团化合物与重金属离子通过静电相互作用形成稳定络合物的微凝胶用于重金属离子的吸附，离子印迹型微凝胶用于重金属离子的吸附，以及基于冠醚环（苯并-18-冠-6醚）与Pb²⁺离子通过超分子主-客体识别作用形成稳定络合物的微凝胶用于重金属离子的吸附；描述了这三类微凝胶对重金属离子的吸附性能、优点、用途等；指出了这三类微凝胶适用于不同场合下重金属离子的吸附。

采用有机硅烷γ-氨丙基三甲氧基硅氧烷（APTMS），对聚二甲基硅氧烷（PDMS）进行交联改性，以ZrO₂/Al₂O₃陶瓷复合膜为支撑体，制备了一系列有机硅烷交联的PDMS/陶瓷复合膜。通过扫描电镜（SEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）、热重分析（TGA）对改性效果和膜结构进行了表征。将所制备的PDMS/陶瓷复合膜应用于渗透汽化脱除模拟汽油中的有机硫化物（噻吩），考察了交联剂APTMS含量、操作温度、料液含硫量等因素对复合膜渗透汽化脱硫性能的影响。实验结果表明，有机硅烷交联的PDMS膜相比于传统正硅酸乙酯（TEOS）交联的PDMS膜，通量和硫富集因子均有所提高。随着进料温度和原料液中硫含量的升高，膜的渗透通量均增大，而硫富集因子均减小。当APTMS质量分数为15%、进料温度为25℃、噻吩质量浓度为100mg/kg时，渗透通量为0.46 kg/（m²·h），硫富集因子达到3.5。

通过自制的煤炭地下气化模拟系统，采用富氧空气/水蒸气两阶段气化工艺，完成内蒙褐煤的地下气化模拟实验。利用傅里叶红外光谱、低温氮气物理吸附仪和扫描电镜对气化残留半焦的表面官能团、孔结构及表面形貌进行表征，进而考察了半焦对苯酚模拟废水中苯酚及煤气洗涤水中总有机碳（TOC）的脱除效果。实验结果表明：半焦孔径主要分布在1~4nm之间，表面有较丰富的含氧官能团及较多的孔洞和裂隙，其孔结构、含氧官能团及孔洞裂隙均有利于污染物在半焦内的迁移和吸附；气化半焦对苯酚的吸附符合Langmuir等温吸附模型，为单分子层吸附；实验条件下最大吸附率为97.95%，吸附量为2.44mg/g；气化半焦对煤气洗涤水中TOC的脱除随吸附时间的变化具有阶段性，脱除率可达88.1%。

换热设备微生物污垢形成机制和影响因素复杂，污垢数据和规律的获取难度较大。本文采用搭建的板式换热器循环冷却水实验系统，获得了加入Ca²⁺后板式换热器冷却水铁细菌微生物污垢热阻数据，研究了加入Ca²⁺后不同运行工况下冷却水水质参数（OD、pH、电导率）的变化，进一步分析了水质参数变化对微生物污垢生长带来的影响。结果表明，加入Ca²⁺后微生物污垢热阻渐变化明显。随着低温循环冷水进口温度增加，含有Ca²⁺和铁细菌的循环冷却水OD逐渐降低，pH则逐渐升高，电导率减小，微生物污垢热阻逐渐降低；随着流体速度的增加，循环冷却水OD则升高，pH降低，电导率增大，但流速的增大同样加剧了冷却水对通道壁面的剥蚀作用，导致微生物污垢热阻随流速增逐渐下降。

以废次烟草为原料，用盐酸溶液对800℃焦进行酸洗，然后采用低温等离子体对酸洗后的焦进行改性，研究低温等离子体改性时间对焦孔隙结构和表面化学特性的影响，以及对烟气中Hg⁰的脱除影响特性。利用氮气吸附/脱附、FTIR等方法对烟草焦改性前后的微观理化特性进行表征，在固定床上测试改性焦的脱汞率。结果表明：低温等离子体改性使烟草焦表面的孔隙结构减少，使有利于脱汞的酸性含氧官能团COOH和C=O的活性位含量随改性时间延长先增加后减小，改性作用使焦表面活性位的密度随改性时间逐渐增加。烟草焦改性后对汞的脱除率显著增加，且随改性时间的增加先增加后减小，改性5 min焦脱汞量最大，在2 h内为126.4μg/g。改性焦表面孔径偏大的微孔和中孔通道内的含氧官能团活性位对脱汞起到主要作用，而极微孔仅在吸附初期起作用，并被快速堵塞。

对不同浓缩倍率下盐水中易成垢离子的变化趋势进行了实验研究，对海水淡化厂现用的性能较好的阻垢剂进行了分析，在浓缩倍率为2.5的条件下对不同阻垢剂的阻垢性能进行了研究，并模拟低温多效蒸发环境，进行了水平降膜蒸发实验。结果表明：在40~90℃的条件下，当海水浓缩倍率达到1.5倍左右时钙离子出现损失，随着浓缩倍率提高钙离子损失加大，随着温度的升高损失加剧，钙垢产生的概率变大；在70℃下模拟水平降膜蒸发实验浓缩到2.5倍时，表观结垢量约为134mg/L；阻垢剂的加入可以降低蒸发器上的表观结垢量，在高浓缩倍率下阻垢剂A显示了良好的阻钙离子和阻硫酸根离子结垢的能力；随着阻垢剂加药量的增加，表观结垢量减小，当阻垢剂A的加药量为4.28mg/L，表观结垢量为33mg/L，达到现有海水淡化厂实际运行水平。

目前有关于富氧气氛下流化床燃烧汞的形态转化特性的报道还不是很多，因此本文开展了富氧气氛下煤种对汞形态转化特性的影响的实验研究。采用流化床作为实验设备，选用徐州烟煤和淮北烟煤作为实验燃料，研究了空气气氛下不同温度和不同煤种对汞析出规律的影响，富氧气氛下煤种对汞形态转化规律的影响，并深入分析了相应的汞氧化机理。研究结果表明：在空气气氛下，温度的增加会促进汞的氧化，煤中的含硫量对汞的氧化也有影响；在富氧气氛下，徐州烟煤燃烧产生的气态总汞浓度高于淮北烟煤燃烧产生的气态总汞浓度，徐州烟煤的Hg²⁺（g）的分布率也比淮北烟煤的Hg²⁺（g）的分布率高出16%左右，因为徐州烟煤中高含硫量会影响Hg²⁺（g）的分布率；富氧气氛下徐州烟煤的Hg²⁺的分布率低于空气气氛下的，而淮北烟煤的Hg²⁺（g）分布率则与之相反，这与两种煤中硫含量的不同有关。

热解技术作为煤炭清洁高效利用的核心技术之一，具有能效高、耗水少、投资低、环境友好等优势，发展热解技术符合我国迫切寻求煤炭清洁利用技术的国情。本文对国内外煤热解技术相关专利进行了检索和统计，重点分析了煤热解技术发展的总体趋势、区域分布和重要专利人及其专利技术特点，以便于把握煤热解技术的研究方向和重点领域，为我国热解技术的进一步发展提供参考依据。分析表明煤热解技术处于技术成长期，专利布局日趋完善。国外热解以流化床技术为主，而国内技术多为回转炉式热解技术。热解技术的主要问题为产品分离困难，现阶段的解决思路是采用精细划分热解过程，分段收集产品，减少焦油停留时间等方法减少不同阶段产品的混合从而缓解分离的压力。热解整体系统的趋势为发展以热解为龙头的多联产技术。

概述了传统橡胶助剂产业现状及发展方向，指出传统橡胶助剂产品存在的问题及发展预分散橡胶助剂母粒产品的必要性；简要介绍了预分散橡胶助剂母粒的组成及其加工过程；重点关注在橡胶助剂母粒中起黏结和保护橡胶助剂等关键作用的橡胶载体，并具体分析了行业中广泛使用的具有良好极性兼容性的EPDM/EVA橡胶载体；概述了国内外预分散橡胶助剂母粒的现状及研究动向。目前，提高预分散橡胶助剂母粒在橡胶加工过程中促进助剂在胶料中均匀、快速、准确分散的能力，并且赋予预分散橡胶助剂母粒更强、更新的功能，是橡胶助剂母粒发展的主要趋势；同时应加快建立先进完善的预分散橡胶助剂母粒评价系统。