旋风分离器的气相旋转流场对颗粒的分离过程有重要影响。本文指出实验测量和数值模拟表明这种流场具有很强的动态特性，表现为速度和压力随时间的低频高幅脉动变化。但以往的研究主要关注流场的稳态时均特性，缺少对流场动态特性的研究。旋风分离器内流场动态特性主要产生于旋转流的旋转中心围绕着几何中心作随机摆动，由此造成了流动参数的脉动和湍流强度的急剧增大，也导致了对时均流场中一些现象的分析不清晰。此外，由于各种气固分离模型没有考虑流场的动态效应造成了计算结果不够准确。文章指出目前这种流场动态特性主要是实验测量分析，数值模拟方法尚难以准确描述，还需在计算模型上改进。开展流场动态特性的研究对开发高效低阻旋风分离器和改进其分离性能是非常必要的。

针对产品需求及其价格存在不确定性的石化供应链计划层最优化问题，本文建立了一种基于条件场景的石化供应链最优化方法。用多个离散场景近似随机变量概率的连续分布，根据随机变量的概率分布特征，对场景发生的概率进行参数估计，进而建立了基于场景的两阶段混合整数线性规划(MILP)模型。利用基于场景的优化结果随离散网格数增加而逐渐趋近连续的随机优化结果这一规律，给出了获得最佳离散网格数的方法，实现了计算时间成本与计算精度之间的平衡。在此基础上引入条件概率方法，利用两个随机变量间的相关性，建立了以产品价格及其需求量为不确定性的石化供应链优化方法。结果表明，与传统未考虑随机变量间相关性的一般场景划分方法相比，本文基于条件场景的随机优化方法可以更快地获得最佳场景数目，进而有效降低了计算量。

研究采用UV、oxone、UV/oxone共3种工艺降解甲氧苄啶（TMP）的效果及动力学。采用响应面曲线法研究含有HCO₃ ^-、Cl^-、NO₃ ^-和pH四因素、三水平的水体条件下UV/oxone对TMP的降解效果及模型，并选用4种实际水源水体为水质背景来评价模型预测值与实际降解值的差别，最后比较了3种工艺的同等降解率条件下的降解效能。结果发现UV和oxone单独降解TMP时仅降解了5.5%和62.0%，而UV/oxone可达到93.2%，且降解过程符合拟一级反应动力学，动力学常数为0.1768min^-1。采用相对速率法可得到?SO₄ ^–与TMP的反应速率常数为2.07×10⁸L/(mol·s)。通过响应面曲线法得到UV/oxone降解TMP的回归方程式，对应的p值小于0.0001，拟合缺失项P不显著（0.9726>0.05），校正决定系数R ²=0.82＞0.8，说明该模型可信度高，采用实际水体进行模型验证后发现实际降解值基本符合模型预测值。降解率一定的条件下UV/oxone耗时最短，是一种高效、快速、可行的降解工艺。

针对沸石法海水富钾工程化放大中的关键问题，采用Fluent中多孔介质模型对填充沸石的大型离子交换柱内流场进行了模拟研究。主要考察了沸石的孔隙率和颗粒直径、海水进口速度、沸石柱长径比以及柱内形成的沸石层凹坑等条件对离子交换柱内流体流动的影响，结果发现：孔隙率和颗粒直径直接关系到沸石层内流体的速度分布，海水进口速度、沸石柱长径比等条件对沸石层内的流体流动并无显著影响；而在孔隙率和颗粒直径确定的条件下，由于海水冲击形成的凹坑对沸石层内流体影响较大，会在凹坑两侧形成滞留区，进而影响沸石对海水中钾的吸附。根据模拟结果优化了填充材料、设备结构以及工艺等参数，为沸石法海水富钾关键装备进一步扩大规模提供了理论支撑。

为实现高含油浓度O/W型乳化液的电场破乳预分水，借鉴电絮凝技术的工作原理自行设计了静态序批式电场破乳预分水实验装置。在对乳化液理化特性进行量化表征以确保其稳定性的基础上，以预分水率为主要评价指标，系统实验研究了电场形式、峰值电压、脉冲频率、占空比及含水率对O/W型乳化液静态破乳预分水特性的影响。结果发现，脉冲直流方波电场下乳化液的破乳效果比直流电场较好；含水率降低使乳化液的破乳程度减弱；峰值电压、脉冲频率和占空比都存在一个最优值。当施加脉冲直流方波电场、电压幅值为40V、脉冲频率为2kHz、占空比为0.5、加电时间为30min时，含水率90%乳化液的预分水率达87.18%。基于实验过程中的现象推测，高含油浓度O/W乳化液的破乳预分水机理包括双电子层作用和类似电絮凝作用。

利用计算流体力学方法（computational fluid dynamics, CFD）对三维均匀微柱结构表面单气泡核态沸腾过程进行数值模拟研究，使用VOF模型（volume of fluid model, VOF）在界面网格追踪加密的条件下精确捕捉气液界面，同时考虑气液界面和微层处的蒸发，准确获得三维微柱表面单气泡核态沸腾过程中的气泡动力学、温度演化和蒸发换热性能。结果表明，气泡脱离时间为1.79ms，体现了微柱结构促进气泡脱离的强化作用。通过气泡横向和纵向直径的变化准确表征了气泡在脱离过程中的变形过程，并模拟得到该过程流场热边界层及壁面温度的演变规律。同时，通过微层蒸发和气液交界面蒸发功率随时间变化的监测，指出气泡生长过程微层蒸发量占总蒸发量的52%；t=0.95ms后微层蒸发消失，气液界面蒸发维持相对稳定值（0.1~0.2W）直至气泡脱离。蒸发换热特性耦合气泡与壁面接触情况随时间的变化，揭示了单气泡核态沸腾过程蒸发换热机理的阶段性特征及时间分区，为在核态沸腾单个气泡生长脱离过程中更准确划分时间阶段、建立沸腾换热模型奠定基础，提供了参考。

基于海洋天然气水合物固态流化开采方法的井下原位除砂提纯回填工艺，本文结合试采所得水合物浆体特征，设计用于解决设备磨损、储层坍塌等问题的井下除砂螺旋分离器，利用CFD数值模拟方法研究了入口速度和水合物体饱和度对井下除砂螺旋分离器流场和性能的影响，得到了随着入口速度增加，流场中流体的速度急剧增大，特别是切向速度、分离效率增加。当分离效率为70%以上，分离器内压降急剧增大，表明分离器内部的能量损耗不断增加；随着入口水合物体积分数的增加，螺旋分离器内流场变化微小，水合物分离效率降低，砂分离效率增加；分离效率为80%以上，压降逐渐降低。说明该分离器的最佳操作区为入口速度范围为3～5m/s，水合物入口体积分数15%以下。研究结果表明：本螺旋分离器具有极佳的除砂效果；切向速度是决定分离器分离性能的关键速度，处理量的增大有利于水合物的提纯；海底水合物储层中水合物饱和度变化对螺旋分离器分离效率具有一定的影响，但螺旋分离器对其具有一定的适应能力；揭示了水合物井下螺旋分离器除砂的分离机理，为其设计提供了一定的依据，为海洋水合物储层开采防砂提了一种新的技术及装备。

采用两步法制备体积分数为0.5%和1.0%的Al₂O₃/水纳米流体，研究20nm和50nm Al₂O₃纳米粒子的混合比对热导率和黏度的影响，并用c _μ/c _λ和Mo数来评价其综合传热效果，判断是否适用于实际传热过程。实验结果表明，有效热导率和相对黏度受团聚体尺寸影响较大。在体积分数为1.0%和混合比为50∶50时有效热导率的增幅最大，而混合比为（40∶60）～（60∶40）之间，相对黏度最低。这是因为此时团聚体的尺寸小，相应地沉淀速度慢，说明其分散性较好，形成局部粒子富集区，即“50nm固体粒子-20nm固体粒子-液体分子”的界面层，能产生高导热渗透通道及低热阻区，使热导率增大。在层流时，该纳米流体适用于实际传热过程中的范围为：体积分数0.5%和1.0%，混合比40∶60和50∶50，温度25～50℃。在紊流时，体积分数为0.5%和温度高于40℃时，混合比范围为(40∶60)～(60∶40)才适合使用此纳米流体。

针对传统旋风分级器分级效率较低的难题，本文设计了一种中部进风、顶部重力进料式新型旋风分级器，利用数值模拟和试验手段对其流场特征及分级性能进行了研究。模拟结果表明，新型旋风分级器内存在若干旋涡，主气流进入分级器后形成由上、下两个旋涡构成的主分级流场，上部旋涡均为上行气流，下部旋涡为切流返转形式；二次气流形成的细颗粒淘洗旋涡具有近壁面处高转速、中心区快速上升的特点，最大轴向速度达16.5m/s，可强化对边壁处浓集颗粒的剪切分散和淘洗作用，对主分级流场切向速度影响较小，但可使其轴向速度值最大增加100%，这将缩短细颗粒的停留时间；主分级流场与淘洗流场相互作用形成分区流动，具有较明显的动态边界，为粗、细颗粒的定向分离提供了力场基础。试验表明，二次气量占比约20%，主、二次气流气速分别为14m/s和20m/s时，牛顿分级效率可达88%，分级精度指数K值最小为1.84，此时新型旋风分级器具有较高的分级精度。

在均匀加热条件下，开展了超高参数二氧化碳在垂直上升管中的传热特性实验研究。实验段内径为10.0mm，实验参数范围：压力p=8.21～20.6MPa，热流密度q _w=95～300kW/m²，质量流速G= 1000～1232.5kg/(m²·s)。分析了入口温度、压力和热流密度对传热的影响规律。实验结果表明，在热流密度、压力和质量流速一定的条件下，入口温度对传热有明显影响，当T _in<T _pc时，在拟临界温度前壁温出现峰值，达到峰值点随后又逐渐下降，即传热出现了恶化现象。但是当T _in>T _pc时在同样的工况下，壁温沿着主流焓值单调上升，无明显的壁温峰值出现，这意味着传热恶化只发生在T _in<T _pc时。在T _in>T _pc的超临界工况下，压力和热流密度对传热的影响较小，工质遵循单相强制对流换热。将实验数据与选取的典型传热关联式作比较，结果显示，经典的D-B单相湍流对流公式计算的换热系数和壁温已达到了满意的预测精度。

芳烃组分的分离是实现煤基油分质利用的关键技术之一，掌握芳烃组分在煤基油中的分布及其组成结构有助于促进芳烃组分分离技术的开发。本文分别针对蒸馏法、溶剂萃取法、柱层析法等煤基油中混合芳烃组分的分离方法及精馏法、结晶法、超临界萃取法、膜分离法、化学法、吸附法等单一芳烃组分的精制技术进行了系统介绍，指出了各分离方法的优势及不足；同时综述了气相色谱法、液相色谱法、多维色谱联用法、紫外分光光度法等主要的芳烃组分组成及结构鉴定方法；进而探讨了煤基油中芳烃组分分离及其鉴定的发展趋势，认为芳烃组分的精细分离应深入研究各组分间的相互作用，将低能耗、环保型新型分离技术与传统方法相结合，芳烃组分的鉴定应将多种表征手段相结合，多层次、全方位地分析其组成结构。

电化学还原二氧化碳（CO₂）可实现CO₂的资源化转化，是实现自然界“碳循环”、缓解因CO₂过度排放所引起诸多环境问题的关键技术。本文综述了CO₂电还原反应器的研究发展现状，并依据电解质的不同对比分析了各反应器的结构、传质特征及与之匹配阴极的CO₂转化活性与选择性。研究指出膜电极构型反应器是当前CO₂电还原反应器发展的主要方向，其电解质材料的优选不仅决定于其离子选择性与电导率，还需考虑电催化材料的性质与膜电极效率。最后，提出膜电极构型反应器内的过程强化技术与自支撑结构的阴极设计将成为CO₂还原研究发展的新方向。

CO₂捕集、运输、驱油与封存（CCUS）是一种缓解温室气体排放的有效手段。在工程实际问题中，由于温度、压力、碳价、电价等随机变量的存在，给CCUS全流程建模与优化带来了很大的困难。为了解决此问题，本文建立了CCUS全流程的工程-经济模型，并以烟气入口流量、管道入口压力、管道直径、泵站数量、注入井入口压力等作为决策变量，质量约束、排放约束、运输约束、存储约束等为约束条件，以CCUS全流程成本为目标函数，提出了一种随机优化期望值模型。并采用基于随机模拟的遗传算法对期望值模型进行求解，通过参数的合理优化配置，提出的优化方法解决了CCUS全流程随机优化问题。研究结果表明，该优化方法能够有效地降低CCUS全流程的成本，为此技术的发展提供了一种参考方案。

基于热力学第一和第二定律对太阳能甲烷干重整复杂反应体系的热力学特性进行建模分析，研究该体系在不同太阳光照强度时的反应器温度响应及热化学储能特性，以及副反应和各部分能量损失对整个体系能量效率的影响规律。通过平衡常数法计算反应器平衡状态时的物质组成，并进而利用热力学模型计算不同条件下入口气转化率、选择性、功效率和能量转换效率的变化规律。结果表明：进料比n(CO₂)/n(CH₄)的升高有助于提高甲烷转化率、选择性、功效率和能量转换效率；反应器温度的变化对系统热化学储能特性的影响显著，在较低温区（923～1123K），副反应较多，且随着温度的升高副反应逐渐受到抑制，积炭减少，功效率和能量转换效率逐渐升高，并在1123K时达到峰值；温度继续升高（>1123K），反应器辐射损失显著增加，导致功效率和能量转换效率随温度升高而降低；高温区（>1200K），副反应受到抑制，复杂反应体系的系统效率同单一反应体系趋于一致，副反应基本对系统性能无影响。

硫酸化氧化锆固体酸（SO₄^2-/ZrO₂）烷烃异构化催化剂兼具高活性、可再生和环境友好的优点，具有广阔的应用前景。本文综述了SO₄^2-/ZrO₂催化剂在轻质烷烃异构化中的工业应用进展，包括市场现状、现有技术、经济性等方面，并对专利和文献中报道的催化剂制备技术进行了论述总结。重点针对催化剂的关键制备参数以及对催化剂结构和异构化性能的影响进行了深入分析和探讨，包括氢氧化物前体的沉淀和焙烧条件、助剂的添加和改性作用、催化剂预处理条件和原料水含量的影响等。最后对催化剂开发和工业化中的难点给出了分析和建议，并展望了未来的催化剂发展方向，指出拓宽催化剂的原料适应性、发展新型制备技术和助剂体系、结合催化剂再生等工艺研究是未来的发展方向。

一氧化碳（CO）广泛存在于烧结/球团/焦化烟气或汽车尾气中，应用CO-选择性催化还原（SCR）技术同时脱除烟气中CO和NO是烟气治理的理想方案之一。目前，在NO-CO反应研究中较多的是贵金属催化剂，但由于其价格昂贵、高温失活、易中毒等问题难以在工业中实现应用。本文将近几年来金属氧化物催化CO还原NO的研究成果进行了系统的梳理与总结，重点介绍Fe基、Ce基、Co基、Cu基这4种金属氧化物催化剂的研究进展，分析催化剂的制备方法、掺杂助剂种类和比例、NO-CO反应条件等因素与催化活性之间的关系，总结催化剂抗水抗硫性能及可能的CO-SCR反应机理，并探讨O₂存在的条件下对催化剂活性的影响，为提高金属氧化物催化剂抗氧性研究提供理论参考。

近年来，合成气制低碳烯烃铁基催化剂的研究备受广大研究者关注，但催化剂的活性相备受争议。大多数研究者认为碳化铁是合成气制低碳烯烃的活性相。本文归纳总结了近些年研究者对活性相碳化铁的研究，重点阐述了催化剂及其活性相的制备方法、还原气体、渗碳温度等因素对形成碳化铁的影响以及活性相碳化铁及暴露于催化剂表面的碳化铁晶面对合成气制低碳烯烃催化性能及产物分布的影响。今后工作的重点是进一步制备和研究不同结构的碳化铁活性相对目标产物的调控。此外，碳化铁的晶面对产物分布的影响也是未来的研究方向。

CO₂是主要的温室气体。近年来随着工业的大力发展，CO₂的排放量迅猛增加，严重影响着人类的生存环境。将CO₂转化成有价值的化工产品，受到了研究领域的广泛关注。其中将CO₂与产能过剩的甲醇作为原料，生产碳酸二甲酯（DMC），既能减少CO₂排放，又能产生有价值的绿色产品DMC。本文简述了影响CO₂转化的因素，即受热力学限制和CO₂活化困难；重点介绍了具有酸碱活性中心的金属氧化物ZrO₂、CeO₂以及复合金属氧化物催化剂的催化性能和反应机理，并分析了影响催化活性的主要原因：表面酸碱性能决定了催化活性；进一步分析了催化剂表面的酸碱性来源于Lewis酸碱位和Br?nsted酸性位。对于开发高效的金属氧化物催化剂未来的研究方向提出了展望: 通过调控催化剂的晶相和形貌、增加氧空位和羟基官能团、掺杂碱性或者酸性物种来改变催化剂表面的酸碱性，并且向催化系统中添加脱水剂。最后指出了由于CO₂分子的稳定性很难被活化，需进一步深入研究其活化CO₂的机理，提高CO₂的转化率。

以十二烷基二甲基苄基溴化铵为介孔模板剂合成了具有梯级孔结构的丝光沸石分子筛，并以之为载体通过浸渍负载制备了钒基催化剂。通过X射线衍射（XRD）、N₂吸附-脱附、扫描电镜（SEM）、程序升温脱附法（NH₃-TPD）等技术对制备的催化剂进行了表征。由表征结果可知，制备的钒基催化剂上出现了孔径为2～3nm的介孔，比表面积及总孔容等都有不同程度增加，弱酸中心数量升高，中强酸及强酸数量下降，催化剂的相对结晶度随模板剂用量的增多也逐渐下降。催化剂上异丁烷脱氢反应评价结果表明，梯级孔结构的引入能够明显改善催化剂的异丁烷脱氢性能，催化剂上异丁烷转化率略微降低、异丁烯选择性明显升高、裂解等副反应受到抑制、积炭的聚合度有所下降。合成时模板剂的添加量存在最优值，V-MOR-2样品表现出最优的催化活性。

电石是一种煤化工产品，其强碱性对很多碱催化反应具有潜在的促进作用。本文首次报道了电石和氟化铯对环己酮与乙腈反应的促进作用，考察了反应时间、温度和氟化铯用量对反应的影响。结果表明，氟化铯与环己酮具有强络合作用，可以提高羰基的反应活性；碳化钙不但可通过其去质子化作用来提高乙腈的亲核反应活性，还可促进目标产物的形成。在碳化钙和氟化铯的共同作用下，可实现环己烯乙腈的高效合成，而碳化钙则定量转化为乙炔。在100℃和物料比n _氟化铯∶n _碳化钙∶n _环己酮∶n _乙腈=1∶5.7∶10∶35.5条件下常压回流3h，环己酮的转化率和环己烯乙腈的收率分别达97.5%与87.9%，远高于其他合成方法。本研究提供了一种绿色、高效的1-环己烯乙腈合成新方法，对于研究电石作为强碱性物质促进乙腈与其他羰基化合物反应具有重要借鉴意义。

共价有机框架材料（covalent organic frameworks，COFs）是一类新兴的材料，是一种由有机构筑基元构成并用可逆的共价键进行连接、具有结晶性和周期性的多孔材料。因为这种材料比表面积大、密度低，拥有多样性的结构、优秀的热稳定性及孔道易修饰等优点，越来越受到人们的关注。本文综述了近年来COFs的最新发展动态，将其按照基底材料不同进行分类，介绍COFs在储能、光电、催化、生物医药等方面的应用和发展，包括气体的吸附和存储、材料的光电导性、催化反应进行的性能、手性分离和药物缓控释等；讨论了COFs结构的表征以及相比于其他材料所具有的优越特性。最后指出COFs未来发展趋势是合成具有高度稳定性、结构可控、成本低廉的功能性材料，并对其在实际中的应用前景进行展望。

膜生物反应器（MBR）技术中最常用的膜材料是聚偏氟乙烯（PVDF），然而由于PVDF膜的疏水性，使其在用于MBR的运行过程中存在易污染、通量低等缺陷，因此对PVDF膜材料进行亲水改性是近年来国内外研究的热点。本文首先介绍了PVDF膜材料典型的表面涂覆改性和表面化学接枝改性这两种亲水改性方法，然后概述了随着纳米科学技术的兴起，采用无机纳米材料如碳材料氧化石墨烯（GO）、无机抑菌材料纳米银粒子及二氧化钛纳米颗粒等进行功能化复合制备PVDF膜材料等亲水改性方法。研究进展表明，新型亲水改性PVDF膜材料不仅在MBR污/废水处理中优势明显，而且在可再生生物能源生产等可持续发展领域极具潜力。

阐述了燃烧脱氧、催化氧化、化学吸收法等3种脱氧机理，主要综述了贵金属、铜系、铁系、锰系、钼系以及多孔陶瓷材料等相关脱氧剂的制备工艺、脱氧原理和研究现状。通过对比不同脱氧剂的制备成本以及脱氧效果、后处理程序等，指出各种脱氧剂的优缺点。其中贵金属脱氧剂脱氧效果最好，但消耗甲烷、氢气等还原气体，且产生CO₂/H₂O等杂质；非贵金属脱氧剂价格低廉，但脱氧效果略差，使用温度相对较高；非金属型脱氧剂具有不易硫中毒等优缺点。最后，综合前述脱氧剂的特点，提出脱氧剂的两个发展方向，即非金属脱氧剂和具有较强吸附、催化性能的复合型脱氧剂。

磷素是水体富营养化的主要限制性因子，合适的除磷方法对控制水体富营养化具有重要意义。吸附法是一种经济、高效、操作简单的除磷方法，但如何选择合适的吸附材料是其应用的关键。La应用于常规吸附材料改性可提高其吸附磷酸盐的性能，同时可提高La利用效率。为进一步促进La改性吸附材料脱除水体磷酸盐的发展，本文归纳了国内外关于La改性吸附材料应用于水体磷酸盐脱除的相关研究，介绍了La改性吸附材料脱除磷酸盐的能力，分析了La改性吸附材料脱除磷酸盐的机理、主要影响因素以及解吸磷酸盐的特性。同时在此基础上提出未来应制备出对实际水体磷酸盐脱除高效和选择性强的La改性吸附材料，深入研究吸附材料制备机理以及脱除磷酸盐机理，探明吸附材料解吸磷酸盐的简单方法，并作出吸附材料解吸循环使用的经济效益评价。

以磷铁废渣为原料提供磷源和铁源，用硝酸和硫酸混合溶液浸出磷铁渣中的铁和磷元素，并通过沉淀法制备电池级纳米磷酸铁。探究了硝酸浓度、反应时间、反应温度对磷铁渣溶解率的影响，并研究了反应过程中铁磷比、温度和pH对制备的磷酸铁性能影响。利用X衍射分析仪、扫描电子显微镜、热重分析仪、红外光谱仪和电感耦合等离子体发射光谱仪等分析手段对磷酸铁的形貌、晶体结构与化学成分进行了表征。实验结果表明，磷铁渣浸出最佳的实验条件为：硝酸浓度1.5mol/L，反应时间4h，反应温度90℃，此条件下磷铁的溶解率为95.11%；磷酸铁制备过程中的最佳实验条件为：铁磷比1∶1，反应温度60℃，反应pH=1.0，所制备的FePO₄结晶度高，颗粒形貌规整，分散均匀，一次颗粒粒径为100～200nm，铁磷摩尔比为0.97，杂质元素含量符合电池级磷酸铁的要求。

以硅酸钠为硅源，运用溶胶-凝胶法制备出硅胶载体，采用液相浸渍法制备得到Cu²⁺/Tb₂O₃抗菌硅胶。选用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射仪（XRD）和X射线光电子能谱仪（XPS）等对材料进行表征，结果表明：Cu²⁺/Tb₂O₃抗菌硅胶结构蓬松多孔，铜以CuO/Cu(OH)₂、铽以Tb₂O₃的形态负载于硅胶载体上。对样品进行最低抑菌浓度（MIC）和最小杀菌浓度（MBC）检测可知，添加稀土铽离子能有效提高抗菌硅胶的抑菌和杀菌性能。通过对材料的溶出液离子含量、比表面积和CuO晶粒尺寸研究发现，添加铽离子后材料中铜离子的溶出量从7.22mg/L增加到11.82mg/L，比表面积从115.5m²/g增加到129.3m²/g，CuO晶粒尺寸从107nm降低至76nm，并由此探讨铽离子对材料抗菌性能提升的作用机理。

以癸酸（CA）和十六醇（H）为原料，通过熔融共混法制备了二元脂肪酸醇复合相变材料，并利用步冷曲线法确定癸酸-十六醇（CA-H）二元复合相变材料的最佳质量配比为74∶26，共晶温度为24.5℃，过冷度为0.2℃。采用傅里叶红外光谱仪（FTIR）、X射线衍射仪（XRD）、蓄放热实验和冷热加速循环实验等研究了CA-H复合相变材料的结构与性能，发现CA-H的FTIR曲线上同时存在CA和H的特征吸收峰，CA-H的XRD图谱上存在CA和H的衍射峰，说明CA与H是通过分子力作用在一起，没有发生化学反应。然后对CA-H进行500次5～80℃冷热加速循环实验，发现其相变温度和相变潜热变化较小，可见CA-H的热循环稳定性良好，且蓄放热性能较好。同时，根据差示扫描量热仪（DSC）分析得到CA-H的相变温度为24.22℃，相变潜热为190.5J/g，这与通过步冷曲线测得的共晶温度吻合。因此，该CA-H复合相变材料适用于建筑节能、空调冷凝热回收及低温太阳能热储存等领域。

用N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和壳聚糖为功能单体，牛血清白蛋白（BSA）为模板蛋白，在改性SiO₂表面制备温度/pH双敏蛋白质印迹聚合物。TEM、FTIR和TG等结果证明印迹层已成功接枝在载体表面。系统研究了聚合物的温度/pH双敏性、吸附容量、吸附动力学、特异性、竞争吸附性及重复性。结果表明，印迹聚合物（MIP）的溶胀率和吸附容量受温度和pH影响较大，高温碱性收缩，低温酸性溶胀。在pH 4.6和35℃下，对0.6mg/mL BSA吸附4h时获得较大的吸附容量（83.74mg/g），印迹因子为2.02。同时MIP也有较好的特异性和竞争吸附性。重复5次后，吸附容量仍能维持在88%，说明重复性良好。这种新型的温度/pH双敏蛋白质分子印迹合成方法简单，在蛋白质的分离和识别方面有较好的应用前景。

以醋酸钯为前体、有机氢硅烷为还原剂开发了一种简单温和的疏水性钯纳米颗粒制备方法。通过调节前体、保护剂和还原剂的配比，在氯仿溶液中室温条件下合成了疏水性的钯纳米团簇和钯纳米球。运用透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、光学接触角测试仪、循环伏安法（CV）、表面增强拉曼光谱（SERS）对这两种钯纳米材料进行了测试表征。TEM观察表明这两种钯纳米材料粒径分布均匀，分散性良好。接触角测试表明钯纳米团簇与钯纳米球均具有疏水性。CV测定结果显示这两种钯纳米材料具有良好的电催化稳定性，钯纳米团簇比钯纳米球对乙醇氧化具有更突出的电催化性能，表明钯纳米团簇结构稳定并具有更大的比表面积。SERS测试表明钯纳米团簇是一种优良的疏水性表面增强拉曼散射基底，利用这种基底对疏水性致癌物3,4-苯并芘和联苯胺进行了SERS快速检测，检测限为0.1mg/mL。

壳聚糖纳米粒子载药体系因其天然无毒、生物相容性高、可生物降解等特点，在生物医学、化工和食品等领域有广阔的应用前景。本文对制备壳聚糖纳米粒子的离子交联法、聚电解质复合法、乳化交联法、喷雾干燥法和溶剂蒸发法等主要方法进行了综述，并阐述了其制备原理和优缺点。此外，本文结合国内外学者近期的研究工作，综述了壳聚糖纳米粒子载药体系在抗肿瘤药物和抑菌药物方面的应用研究进展，并对壳聚糖装载降糖药物、降脂药物、治疗骨质疏松药物和抗癫痫药物应用进行了简介。最后结合壳聚糖纳米载药体系在制备方法及应用中存在的实际问题，提出多学科研究相结合，开发壳聚糖纳米载药体系的智能控释、靶向递送功能和突破人体特殊生物屏障功能将是其近期的重点研究方向。

为了提高小檗碱的水溶性，增加其在体内的吸收和转运效率，以小檗碱为初始原料，经高温脱去C(9)位甲基，然后与二溴烷烃进行单边溴烷基化反应，再与苯并咪唑、1,2,4-三氮唑和吡唑经亲核取代反应制得了一系列氮杂环修饰的小檗碱衍生物（4～6）。除了化合物6a，所得衍生物均为新化合物，其结构经核磁氢谱/碳谱（¹H NMR/¹³C NMR）、电喷雾质谱[MS（ESI）]多重表征确认。随后，利用紫外分光光度法测定了部分衍生物在水中的溶解度，结果显示奇数链长烷基取代1,2,4-三氮唑的引入使小檗碱在水中的溶解度大幅度提升。其中，1,3-亚丙基桥连的1,2,4-三氮唑小檗碱衍生物的水溶性高达13.87mg/mL，是小檗碱的12倍，因此它是潜在的具有更高生物利用度的小檗碱药物前体。

通过自组装技术，分别以金硫键（Au—S）和氢键在羧基化多壁碳纳米管（CMWCNTs）和纳米金（AuNPs）修饰的电极表面成功组装功能单体对巯基苯胺（p-ATP）和模板分子己烯雌酚（DES），在含有p-ATP、DES、氯金酸和电聚合介质四丁基高氯酸铵的聚合液中采用电聚合的方法在组装电极表面形成聚合物膜，并用50%乙醇-0.1mol/L硫酸水溶液（1∶1，体积比）洗脱模板分子，成功制备了用于检测己烯雌酚的分子印迹电化学传感器。采用循环伏安法和差分脉冲伏安法研究印迹传感器的印迹效果和分析性能，并将该传感器应用于食品中己烯雌酚的快速检测。在最佳条件下，己烯雌酚的线性范围为1.0×10^-9～1.0×10^-5mol/L，检出限为3.3×10^-10mol/L，样品加标平均回收率为83.46%～98.21%，相对标准偏差（RSD）在1.01%～3.74%之间（n=5）。该传感器操作简单、检测快速灵敏、成本低、抗干扰能力强、稳定性好，有重要的应用价值。

为了改善二苯乙烯型荧光增白剂的光异构现象及在高得率浆纸表面的吸附性，以三聚氯氰为交联单体，将4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸、乙醇胺和对氨基苯磺酸依次引入同一个分子中制得荧光单体（SFBs），进一步将其作为扩链剂制备了二苯乙烯型水性聚氨酯荧光(SWPU)乳液。采用¹H NMR、FTIR、UV-vis、荧光光谱、乳液粒径分析仪和稳定性分析仪等对所制备的荧光单体和乳液的结构和性能进行表征，最后其SWPU乳液用于高得率（杨木化机浆APMP）纸张表面施胶，通过紫外光加速老化试验对比了空白纸样和经SWPU乳液涂布后纸样的白度值，通过抗张强度检测、纸样吸水性Cobb值检测对比纸样的物理性能变化。结果发现，制备的二苯乙烯型水性聚氨酯荧光乳液粒径分布窄，平均粒径为66.78nm，乳液稳定性良好，经SWPU乳液涂布后的纸样初始白度比空白纸样增加了15.6%(ISO)；经48h光老化处理，空白纸样白度降低了17.56%(ISO)，而涂布纸样的白度只降低了13.39%(ISO)；另外，涂布后纸样的抗张强度增大，Cobb值减小；说明制得的SWPU乳液在高得率浆纸表面有良好的吸附性，并具有一定的增白、抑制纸张返黄和提高纸张物理强度效果。

可凝结颗粒物（CPM）在烟道环境下为气相，释放到大气环境中快速形成粒径<2.5μm的细颗粒物。长期以来，研究者对CPM的关注较少，固定污染源颗粒物的研究主要针对可过滤颗粒物（FPM）。许多国家未对CPM进行测试，导致了颗粒物排放水平的低估和排放清单的不完整。已有研究表明，大多固定污染源CPM的排放浓度不低于FPM，其对生态环境的影响不容忽视。但目前，人们对CPM的认知依然较少。针对此情况，在有限文献的基础上，本文从CPM的形成机理、测试方法、排放水平、理化特性和控制技术等方面对CPM研究现状进行了综述。CPM主要形成于“异相冷凝”和“均相成核”两种机理，测试方法主要有“冲击冷凝法”和“稀释冷凝法”。研究表明，CPM的排放受燃料含硫量、排烟温度、污染物控制设施及运行工况等影响，其中排烟温度影响最大。颗粒态CPM的形态为球形多孔表面结构。大多固定污染源排放的CPM主要成分为无机组分，其中主要金属元素为K、Na、Ca，主要水溶性离子为SO₄ ^2-、NO₃ ^-、Cl^-、NH₄ ⁺。CPM在常规颗粒物控制设施中的脱除效果差于FPM。目前，CPM的研究尚比较薄弱，未来CPM研究的重点应在测试方法的改进、不同固定污染源排放CPM的特性及CPM的控制等方面。

吸附强化蒸汽重整（SESR）制氢技术是集重整反应（H₂生产）和选择性分离（CO₂吸附）于一体的新型技术。该技术的特点为采用固体吸附剂在高温下对CO₂进行原位脱除，以改变反应的正常平衡极限，提高烃类转化率，提高H₂产量，减少CO₂排放。在整个SESR制氢技术中，吸附剂的选择与反应条件至关重要。本文探讨了CaO、水滑石、Li₂ZrO₃、Li₂SiO₃以及双功能吸附剂在SESR制氢过程中的性能，总结了提高这些吸附剂吸附性能的不同方法。确定了固体吸附剂的反应条件，如温度、压力、水蒸气量等因素的影响及相关的反应机理。分析表明，CaO基吸附剂由于其低廉的价格及较高的吸附能力，被认为是最具潜力的吸附剂，然而在SESR制氢过程中，CaO基吸附剂面临着多次循环再生后吸附能力衰减的挑战。集吸附与催化双重功能的吸附催化材料由于可以克服SESR制氢中不同固体催化剂和吸附剂的匹配问题、降低所用固体材料的成本，从而使其在吸附强化蒸汽重整制氢方面具有巨大优势，并成为该领域未来研究的一个重要方向。

燃油中的含硫化合物在高温燃烧时生成的硫氧化物是大气中主要的污染物之一，对环境和人类健康有极大的危害。本文介绍了目前所发展的燃油脱硫的常用方法，重点阐述了吸附脱硫技术的研究进展。首先对吸附脱硫剂的开发现状进行了介绍，对目前发展的多种吸附脱硫剂包括活性炭、金属有机物框架、表面分子印迹聚合物、无机吸附剂的吸附脱硫量、选择吸附性、吸附影响因素进行了深入分析，总结了不同吸附剂的脱硫机理，并对不同吸附剂的再生方法、再生后的吸附效果进行了概述和评价。随后对比总结了这几类吸附剂的优缺点。最后介绍了目前吸附脱硫技术所存在的问题，指出开发在非硫化合物存在的情况下对含硫有机物具有高选择性、再生性能好的吸附脱硫剂是未来的发展趋势。

二氧化碳和甲醇直接合成碳酸二甲酯反应受热力学平衡限制，导致反应物转化率和产物收率较低，极大地阻碍了其工业化应用。耦合脱水体系能够将反应过程中产生的水及时脱除，促进反应正向进行，进而提高产物碳酸二甲酯收率。根据耦合脱水的原理不同，主要可分为物理耦合脱水和化学耦合脱水。本文综合分析了近年来应用于该反应不同物理脱水工艺和化学脱水剂的研究进展，详细论述了不同脱水体系的脱水原理和对反应的促进作用，并对不同脱水体系的优点及局限进行了归纳和分析，提出通过优化反应工艺或设计新的反应工艺大幅降低反应体系的能耗，同时探索更加廉价、低毒且易循环利用的化学脱水剂是耦合脱水体系今后的主要发展趋势。

借助Materials Studio软件建立了0.902nm、1.997nm、3.000nm、4.000nm孔径的活性炭狭缝孔模型，采用巨正则蒙特卡洛模拟（Grand Canonical Monte Carlo）的模拟方法计算了其对挥发性有机物（VOCs，如异己烷、苯、甲苯、丙酮和甲醇）的吸附数据，考察了活性炭孔径的变化对VOCs吸附性能的影响，并对实际应用进行指导。模拟结果显示：活性炭对VOCs的吸附受孔径和吸附能的共同影响，在293.15K、各物质饱和蒸气压p₀下，随着孔径的增大，吸附质吸附剂之间的亲和力呈下降趋势。活性炭孔径由0.902nm增加到4.000nm对异己烷、苯、甲苯的饱和吸附量逐渐增大，而4.000nm孔径活性炭对丙酮饱和吸附量小于3.000nm孔径活性炭，3.000nm、4.000nm孔径活性炭对甲醇饱和吸附量小于1.997nm孔径活性炭。在工业废气VOCs吸附回收中选择0.902～1.997nm孔径活性炭能够达到最佳效果。

在300～700℃下制备了水葫芦炭和玉米秸秆炭，研究了生物质种类、热解温度、溶液初始pH和Zn(Ⅱ)初始浓度对两种生物炭吸附溶液中Zn(Ⅱ)的影响，并结合吸附过程曲线拟合获得了吸附动力学模型。结果表明：随着热解温度的升高，生物炭理化特性发生显著变化，生物炭的挥发分、氧含量、氢含量以及O/C和H/C显著降低，而固定碳、灰分和热值显著升高，生物炭的比表面积、总孔容、微孔容、pH以及KCl等盐类物质均得到了显著增加。随着溶液初始pH增加，生物炭对Zn(Ⅱ)的吸附能力呈现先快速增加然后逐步趋于稳定或稍有下降的趋势，不同生物炭的最大平衡吸附量出现在pH=4~6之间。Zn(Ⅱ)初始浓度<30mg/L时，生物炭对Zn(Ⅱ)平衡吸附量随溶液Zn(Ⅱ)初始浓度的增加呈线性快速增长，而当Zn(Ⅱ)初始浓度>30mg/L，其平衡吸附量增长趋势变缓。在相同Zn(Ⅱ)初始浓度下，随着热解温度的提高，生物炭对溶液中Zn(Ⅱ)平衡吸附量逐渐提高，且在同一热解温度下制备的水葫芦炭对Zn(Ⅱ)的平衡吸附量显著高于玉米秸秆炭。两种生物炭对溶液Zn(Ⅱ)的吸附符合Lagergren准二级动力学模型，其吸附过程均受化学吸附控制，水葫芦炭和玉米秸秆炭对Zn(Ⅱ)吸附机制主要包括含氧官能团的络合作用和无机盐离子的沉淀作用。

为了将活性炭纤维（ACF）应用于空调领域实现新风的过滤优化以及提高吸附极性分子SO₂的效率，对ACF进行液相氧化改性制成了具有极性的折叠式复合体滤网，并进行了SEM、BET和FTIR分析；搭建了直流式系统实验台，选用甲醛吸收-副玫瑰苯胺分光光度法检测室外空气进入滤网前后SO₂的浓度，定量研究了在不同初始SO₂浓度下改性前后滤网的动态脱硫效率。结果表明：① ACF经HNO₃氧化改性处理后，表面微观结构有显著变化，比表面积、孔容、孔径分别由653.70m²/g、0.43cm³/g、2.64nm降低至488.84m²/g、0.32cm³/g、2.58nm，O—H和C—O的透射率分别由96%、95%降低至65.5%、75%，即表面酸性含氧官能团（羟基、羧基和醚基）含量增加；② 改性前后ACF对低浓度SO₂的平均动态脱硫效率分别为33%和75%，即改性后ACF的表面极性增强，滤网的动态脱硫效率提高了42%，应用于空调过滤网可有效改善室内空气品质。

含酚废水来源广泛自然条件下难以去除，酚类物质毒性大对生态环境和人类生活健康造成了较严重的影响。本文选取了有机废水处理中较为高效的臭氧催化氧化技术，使用臭氧氧源曝气产生大量的含氧自由基，催化氧化降解酚类有机物，同时对活性中心载体进行了优化，选取制备了一类水热稳定性好及机械强度高的多孔材料，使用这些多孔材料对活性中心Fe₂O₃进行了再组装，合成了一系列表面富集Fe₂O₃的SBA-15介孔薄膜材料，由于SBA-15材料较大的比表面积、丰富的孔隙结构、高度分散的活性中心，在臭氧催化氧化含酚废水中取得了较好效果。苯酚溶液初始浓度为100mg/L (COD 238mg/L)、Fe₂O₃(5)/SBA-15催化剂投加量为30g、臭氧气体流量为2mg/min、废水HRT为5min、流量为0.8L/h的条件下，该催化剂能高效连续稳定运行500h不易失活，其COD去除率仍能保持在65%以上，催化剂活性依然保持在83%以上。Fe₂O₃/SBA-15类介孔催化材料在深度处理含酚废水中具有工业化应用潜质。

旋流分离技术在液-固分离和油水分离方面有广泛的应用，针对甲醇制烯烃废水处理中存在的问题，分别研究了急冷水旋液分离器和水洗水旋流除油器，应用于急冷水中催化剂微粉的脱除及水洗水中的油蜡类物质的分离。研究成果应用于某化工企业180万吨/年DMTO装置的水处理系统，并对其急冷水和水洗水水质进行了长期的监测，主要监测指标为急冷水旋液分离器进出口悬浮物含量和水洗水旋流除油器进出口油含量。工业运行结果表明：急冷水一级旋液分离器和二级旋液分离器的效率分别能达到50%和80%，对急冷水进行了有效的澄清，同时对外排相进行了有效的提浓；水洗水除油器的分离效率可达到60%，对油蜡类物质具有较好的分离效果。旋流分离技术的应用，减少了水系统中管路及设备堵塞，保证了装置的稳定运行。

采用两种填料构建了淹没式复合嗜酸亚铁氧化柱，考察不同亚铁浓度条件下实际铀矿浸出尾液在氧化柱内的长期氧化效果和温度变化对氧化柱稳定性的影响。结果表明：在26~36℃条件下，在亚铁负荷分别为0.200gFe²⁺/(L·h)、0.325gFe²⁺/(L·h)和0.825gFe²⁺/(L·h)时，三组氧化柱均可长期稳定运行，出液氧化还原电位（E_h）平均值为629mV、620mV和596mV；在中温低负荷氧化柱内相对贫营养的耐低温菌易于优势生长，进入低温阶段后氧化柱仍可维持相对稳定的亚铁氧化负荷0.200gFe²⁺/(L·h)；在中温高负荷氧化柱内中温菌易于优势生长，进入低温阶段后氧化柱亚铁负荷显著下降，其亚铁氧化负荷仅为中温阶段的1/3。

无水叔丁醇是一种重要的化工原料，然而在工业生产过程中会与水形成最低共沸物，难以通过简单精馏的方式获得。基于此，本文提出双塔萃取精馏、隔壁塔萃取精馏和反应精馏三种精馏工艺来制取高纯度叔丁醇。在双塔和隔壁塔萃取精馏的优化中，利用Aspen Plus软件模拟该分离过程，以年度总费用（TAC）为目标进行过程优化，得到最佳操作参数。在反应精馏塔中，采用环氧乙烷多股进料的方式，环氧乙烷可与水反应并打破叔丁醇/水的共沸平衡最终制得无水叔丁醇。鉴于反应精馏塔的复杂性，对于反应精馏塔的操作参数进行详细的灵敏度分析以确定反应精馏塔在叔丁醇除水的可行性和潜力。模拟结果表明，与双塔萃取精馏相比，隔壁塔萃取精馏虽然能降低能耗但是也会增加6.51%的TAC，因此隔壁塔萃取精馏并不具有经济性；而反应精馏塔则能降低47.69%的能耗和35.36%的TAC，显现出巨大的应用潜力。

爆炸碎片对化工储罐的侵彻作用破坏性极强，储罐保护层技术作为侵彻事故风险防控的重要手段却仍处于起步阶段。典型的保护层技术，如军事装甲技术研究已经较为成熟，可为储罐保护层技术发展提供重要的借鉴意义。本文系统分析了国内外有关化工储罐保护层及军事装甲防护侵彻损伤的相关文献，指出化工储罐保护层技术研究亟待解决的问题，并参考装甲技术研究进展提出其进一步研究方向：在材料选取方面应考虑防弹金属、陶瓷以及一些新兴材料的应用及耦合设计；在结构设计方面可以采用实验及数值模拟两种方法，研究储罐保护层层数、各层厚度比、各层排列顺序、层间间隙等诸多关键参数对储罐保护层抗侵彻性能的影响。通过对侵彻事故发生概率及事故后果严重程度两方面的表征，为储罐保护层技术在爆炸碎片多米诺效应事故风险防控中的应用提供参考。

环氧乙烷是一种易燃易爆有毒致癌物，一旦发生泄漏，将造成严重后果。应用实时连续监测预警系统是防控环氧乙烷泄漏着火爆炸的有效手段。常用的气体泄漏后果模拟软件仅能完成单点离线预测，其模型预测结果很难应用于连续监测预警。多参数耦合关系的辨识及其影响效应的定量计算准确性是泄漏监测预警的难点。本文提出环氧乙烷反应器泄漏实时监测预警模型构建方法，确定化工过程实际生产中参数变化范围，基于UDM模型多参数进行正交试验模拟计算环氧乙烷反应器泄漏后扩散、着火、爆炸等事故后果；基于事故后果信息进行压力、温度、泄漏口径、泄漏高度及环境变化等多因素的关联分析，确定影响事故后果的主要影响因素为泄漏口径与泄漏高度；基于主要影响因素的不同事故后果信息数据回归拟合事故后果的定量预测模型；根据泄漏实际工况的多种工艺参数，利用定量预测模型计算事故后果，利用PHAST软件对连续监测预警模型的结果进行对比验证。结果表明该模型与PHAST计算结果基本一致，误差在允许范围内，可用于定量实时连续预测计算。最后，本文依据该方法和实时监测预警模型构建实时连续监测预警系统，根据实际生产过程实时变化进行多参数渠道采集，实现泄漏风险实时连续监测预警，进而为事故预警和应急救援提供技术依据。