准确理解并精确预测多相反应器内复杂的流体力学特性、传递现象及反应特征，是过程工程领域的热点方向之一。随着试验测量技术及高性能计算机的快速发展，研究者可以获取高精度的多维瞬态流场数据集。近十年来，机器学习作为一门新兴学科，越来越广泛地应用于数据挖掘、图像识别、智能控制等领域。本文概述了几种常用的机器学习方法（包括神经网络模型、支持向量机模型、决策树模型、聚类算法模型等），总结了机器学习模型的构建过程（包括数据集的建立、特征变量的选择、算法框架的选取、模型参数的调优、模型验证与测试等），综述了机器学习辅助多相反应器中流场本构模型构建、流场图像重构、流型识别、流场关键参数预测及优化、不确定度分析、数字孪生技术平台等方面的应用进展，剖析了机器学习结合多相反应器领域所面临的挑战，展望了机器学习在多相反应器中可能有待拓展的方向。

高集成化的微流控系统具有界面面积大、传递距离短、混合速度快等优势，已被广泛应用于许多科学领域。然而，微通道内多相流间的相互作用及动力学行为受多方面的影响，仅依靠试验观测技术和理论预测方法难以全面了解多相流传质传热过程、获取流场特性参数、揭示多相流相互作用规律。当下CFD数值模拟技术的快速发展为预测和分析微流控通道内的多相流问题提供了更为直观、有效、准确的帮助。本文对数值模拟技术在液滴微流控多相流特性研究的应用进展进行全面综述，涵盖液滴微流控装置结构及演变、液滴微流控模拟方法及优化以及微通道内多相流作用过程及原理。

废碱液的分离是环己烷氧化法制备环己酮的关键处理环节，若分离不彻底，将直接导致烷蒸馏塔再沸器结垢，造成物料消耗增加及装置运行周期大幅度缩短；因此如何高效降低环己烷氧化分解液中废碱含量一直是各个企业所面临的难题。本文对环己烷氧化分解液碱水分离技术进展进行了综述，分析了重力沉降+斜板分离工艺、重力沉降+聚结分离工艺、重力沉降+旋流分离+聚结分离工艺、斜板分离+旋流分离+聚结分离工艺技术的原理、特点及其应用效果。随着深度分离技术的升级，进入烷蒸馏塔物料中Na⁺含量从50~100mg/kg降至0.2mg/kg以下，环己酮装置开车周期从2~3个月延长到24个月以上。从工业应用效果来看，重力沉降+旋流分离+聚结分离工艺碱水分离效率最高、工业应用效果最好，值得大力推广应用。此外，斜板分离+旋流分离+聚结分离工艺作为新型组合分离技术，其分离效果有待进一步工业验证。

近年来，化学工业的重点持续向亟需大宗化学品及高附加值化工产品的生产转化。这些化工产品的开发不仅需要相应的产品筛选与设计方法，同时需要对其可持续的生产过程、经济效益以及环境影响加以考虑。因此，化工产品的开发是一个系统性的多尺度问题。本文对基于模型的化工产品设计方法进行了综述与展望。基于模型的化工产品设计可以对大量可能的设计结果进行快速的虚拟筛选，从而大大降低实验成本。然而，对于不同的产品类型，准确的模型、数据以及规则方法通常难以获取，从而限制了基于模型方法的大规模应用。另外，产品开发的多尺度、跨学科特性也使得产品设计问题变得非常复杂。因此，为获得创新的设计结果，能够降低产品设计问题复杂度的系统性的建模方法的开发已成为近年来的研究热点。本文综述了近年来化工产品设计方法及应用的研究热点问题，对基于实验、经验规则、数学模型等方法的产品设计模型与相关软件开发进行了系统的回顾，对化工产品设计未来的挑战与机遇进行了讨论。

数据驱动方法是一种黑箱模型，具有自主挖掘和构建数据内在关系的优点。随着感知设备的发展和计算能力的提升，数据驱动方法在化工过程故障诊断的研究领域体现出了更大的优势。本文介绍了各类数据驱动方法的原理和作用，并分析了其各自的优缺点与实际应用方向，总结得出深度学习和集成学习是数据驱动方法未来研究重点。同时，本文回顾了近五年来国内外数据驱动方法在化工过程故障诊断中的研究与应用，综合分析了现阶段该领域的研究情况，表明将多种数据驱动方法进行组合来解决化工过程问题的思路具有一定的有效性。并进一步给出了关于数据异常、时间滞后等问题的研究方向。最后，本文建议更多地从方法的机理出发对方法进行研究和优化，在未来的研究思考中应更着重于实用性和时效性。

随着人工智能技术和配套数据系统的快速发展，化工过程建模技术达到了新的高度，将多个机理模型和数据驱动模型以合理的结构加以组合的智能混合建模方法，可以综合利用化工过程的第一性原理及过程数据，结合人工智能算法以串联、并联或者混联的形式解决化工过程中的模拟、监测、优化和预测等问题，建模目的明确，过程灵活，形成的混合模型有着更好的整体性能，是近年来过程建模技术的重要发展趋势。本文围绕近年来针对化工过程的智能混合建模工作进行了总结，包括应用的机器学习算法、混合结构设计、结构选择等关键问题，重点论述了混合模型在不同任务场景下的应用。指出混合建模的关键在于问题和模型结构的匹配，而提高机理子模型性能，获取高质量宽范围的数据，深化对过程机理的理解，形成更有效率的混合建模范式，这些都是现阶段提高混合建模性能的研究方向。

近年来，由于可持续发展的需要，太阳能等清洁可再生能源的大规模应用被提上日程。为解决太阳能受天气、昼夜等因素影响造成的不能持续稳定供能的问题，许多学者提出将储能系统整合至太阳能发电中，将太阳能热量以某种方式存储起来，需要时释放，从而使系统能持续运转。其中，热化学储能由于能量密度高，材料能够长期稳定储存与运输等优势，成为储能领域中新兴的研究热点。在众多的热化学储能材料中，基于CaCO₃/CaO与Ca(OH)₂/CaO体系的钙基热化学储能系统材料安全性高，成本较低且易于获得，十分具有发展潜力。本文对这两种钙基热化学储能体系的原理与材料进行了简单介绍，综述了该领域先进反应器设计与系统集成控制方面的国内外发展状况，探讨了目前研究面临的挑战与机遇，提出了钙基热化学储能技术的今后研究与发展方向的建议。

醚化反应是生产燃油添加剂这一关系国计民生重要化工产品的关键途径，反应精馏是其生产的核心技术。对醚化反应精馏技术进行总结和回顾，既有利于推进反应精馏基础理论的发展，也可促进醚化产品生产技术的升级。本文全面系统地介绍了生产甲基叔丁基醚、乙基叔丁基醚、甲基叔戊基醚、乙基叔戊基醚和二甲醚这几种燃油添加剂的反应精馏技术研究进展，涉及基础研究和工业应用，包括反应原料选择、工艺系统开发和多稳态现象调控，分析了不同反应路径和工艺系统的优缺点，总结了反应精馏多稳态研究的基本问题和结论。展望了反应精馏技术在聚甲氧基二甲醚合成和甘油、5-羟甲基糠醛、糠醇等生物质平台化合物制备新型醚类化合物的应用前景和挑战。指出了醚化反应精馏技术在工艺系统开发和催化填料设计方面存在的核心共性问题，并提出了相应的解决方案。

超声速旋流分离技术是天然气加工处理领域的一大技术创新，它将膨胀降温、旋流式气/液分离、再压缩等处理过程集中在密闭紧凑装置中完成。本文总结了超声速旋流分离装置种类、原理及优缺点，并从理论分析、数值模拟、实验和现场应用等方面回顾了易凝气体低温凝结理论和超声速旋流分离技术研究现状和最新进展。大量实验及现场应用均表明超声速旋流分离装置具有结构紧凑轻巧、节能环保、安全可靠等优点，同时该技术的应用不断趋于多元化，从传统的脱水、脱重烃逐渐向脱酸气和天然气液化领域拓展，应用前景广阔，但在应用过程中也存在液滴二次蒸发与能量损失较大等问题。下一步研究工作可以从多组分混合物凝结过程的交互作用机制、凝结液滴的运动特性和碰撞聚并机理等方面入手，在此基础上探索提高凝结效率和降低能量损耗的方法，以促进超声速旋流分离技术多元化的工业应用。

加快发展自主可控的工业软件，是我国石化行业实现高质量发展的当务之急，而摸清现状、找准短板是精准施策的前提。本文在对比分析几种主流智能制造参考模型的基础上，提出了石油化工行业“产品链、资产链、价值链”三链视图模型，进而将石油化工工业软件分为五大类，即研发设计类、生产管控类、石油供应链管理类、资产管理类和经营管理类，绘制了石化工业软件全景图谱和分类图谱；从功能、技术、商业三个维度设计了软件成熟度评估指标，通过对三大国营石化公司（中国石化、中国石油、中国海油）、部分大型民营企业、六十余家软件供应商调研，研究分析了自主石化工业软件的市场和成熟度情况，编制了自主软件成熟度图谱和供应商图谱，厘清了短板软件清单，形成对我国石油化工工业软件体系化的认识，为相关产业发展政策制定提供决策依据。

分子筛催化剂广泛应用于石油炼制、石油化工和环境催化等领域，但以传统路线制备分子筛催化剂的过程中存在着有机氨氮废水和含氮废气排放、生产成本高的问题。为了满足日益严格的环保要求，同时达到降本增效的目的，设计开发分子筛催化剂的清洁高效制备技术显得尤为重要。本文从高效、环保和经济的角度综述了分子筛催化剂制备过程中存在的一些问题，以及为了解决上述问题所采取的包括避免或者替换使用有机模板剂、钠离子电荷平衡剂、溶剂和黏结剂，有效组分回收利用在内的技术进展。探讨了分子筛催化剂清洁高效制备技术的未来发展方向，指出加深对分子筛催化剂基础理论研究，并将基础研究和产业化相结合，以高效催化性能为前提，将现有多种清洁技术方案进行协调配合是高效率、低成本制备分子筛催化剂的工作重点。

多级孔沸石分子筛在保留了微孔沸石优异的催化活性与择形性的同时，能够从本质上大幅提升沸石分子筛的传质与扩散效率，改善催化剂因积炭问题失活较快的弊端。本文介绍了当前阶段多级孔沸石分子筛的研究现状，主要基于孔径大小的差异，重点综述了微孔-介孔、微孔-大孔以及微孔-介孔-大孔三类具有多级孔道结构的沸石分子筛在制备及催化应用方面的最新研究进展，综合分析了各种制备方法在性能、成本、可操作性及应用上的利弊关系，并且指出，设计并可控地制备出具有多级孔道结构且在三维空间高度贯通的多级孔沸石分子筛材料以最大限度地提高催化效率，将会是未来多级孔沸石分子筛领域的研究重点。

分子筛是加氢裂化催化剂关键组分，其性质影响着加氢裂化反应效率和产品分布。微孔分子筛的孔结构降低了大分子反应物的扩散效率和酸中心的可及性，不宜直接用作加氢裂化催化剂的载体。本文从分子筛的孔结构和酸中心可及性的角度出发，介绍了具有多级孔体系的分子筛和具有核壳结构分子筛的加氢裂化性能。与相应的参比剂比较，分子筛的多级孔结构能大幅提高反应物种的扩散效率和酸中心的可及性，呈现出更好的催化活性、稳定性以及目标产物选择性。此外，金属加氢活性中心与分子筛裂化活性中心的合理调配，也是多级孔分子筛在重油加氢裂化应用中面临的挑战。

与现有乙苯直接脱氢工艺技术相比，CO₂氧化乙苯脱氢工艺具有缓解直接脱氢热力学平衡限制、苯乙烯选择性高、能耗低和二氧化碳资源化利用等显著优势，有望成为一条从乙苯生产苯乙烯的绿色工艺路线。为此，在总结乙苯直接脱氢反应体系和现有工业技术特点、面临的问题和发展方向的基础上，本文较为全面地分析了CO₂氧化乙苯脱氢的特点和反应机理，探讨了现有催化剂体系普遍快速失活的关键原因，表明高性能催化剂研究依然是推进CO₂氧化乙苯脱氢工业化应用的关键。鉴于钒基氧化物催化剂表现出较高的活性，成为近年来CO₂氧化乙苯脱氢相关研究关注的重点。为此，从钒物种含量及其聚集态结构、催化剂的氧化还原和酸碱性、催化剂表面积炭及其作用等角度，综合分析了活性中心结构、反应机理等方面的相关研究进展，认为孤立态V⁵⁺及其含量可能是决定钒基氧化物催化剂活性的关键，其稳定性主要取决于催化剂的氧化还原特性，而积炭对催化剂活性和稳定性的影响则与其组成和石墨化程度密切相关。基于上述认识，认为强化CO₂的高效活化、抑制V⁵⁺的深度还原等是今后钒基氧化物催化剂研究的重点发展方向，而利用移动固定床或提升管反应器等进行工艺优化，对推进CO₂氧化乙苯脱氢工业化应用具有重要的研究价值。

以氮化硼为代表的硼基材料在低碳烷烃氧化脱氢反应中显示出高的催化活性和优异的烯烃选择性，已在国际上形成新的研究热点。本文主要综述了近年来硼基材料催化低碳烷烃氧化脱氢的研究进展，阐述了不同硼基催化剂（h-BN、SiB₆、BC₄、硼单质等）对氧化脱氢烯烃选择性的影响，结合多种谱学（IR、XPS、NMR、SVUV-PIMS等）、动力学（分压、同位素效应、同位素标记等）证据和理论计算，探讨了硼基催化剂表面三配位的硼氧物种（B—OH/B—O）是引发烷烃氧化脱氢生成烯烃的活性位，主要遵循表面和气相自由基反应机理。总结了硼基催化材料氧化脱氢中存在的机遇和挑战，提升烯烃选择性是材料设计合成的主要方向，并提出后续硼基催化材料理性设计和实际应用的一些参考建议。

丙烷脱氢产业的迅猛发展亟需研发新一代高性能催化剂。本综述阐述了近年来新型负载型Pt纳米簇、金属氧化物和碳材料在丙烷脱氢反应中的研究进展。文章指出：Pt纳米簇的分散性和稳定性是决定其脱氢性能的关键因素；通过发展新合成技术和调节载体性质能改进其催化活性。金属氧化物中不饱和金属阳离子是脱氢反应的活性位点；调节载体的性质、优化制备方法以及结构掺杂都可显著提高其催化活性。碳材料中的含氧官能团被认为是丙烷脱氢反应的活性中心；对碳材料的比表面积、孔道性质及含氧官能团的数量等参数进行合理调控，能改善其催化性能。最后，文章提出未来的研究将重点解决Pt纳米簇的抗烧结性能弱、氧化物的本征活性低、碳材料高温稳定性差的问题，实现该领域的重大突破。

利用费托合成工艺，将煤、生物质等原料气化产生的合成气转化为液体燃料或化学品，符合我国能源特点和战略需求，而高性能铁基费托合成催化剂的开发能够推动该工艺进步，载体的结构和电子环境会显著影响催化剂的性质。碳材料是铁基费托合成催化剂备受关注的一类载体。本文回顾了不同种类的碳限域载体（包括碳纳米管、介孔碳、有机物衍生、石墨烯等）在费托合成中的最新进展，并重点从几何效应和电子效应两方面阐述了碳材料对铁基费托合成催化剂的限域作用，如对气体扩散和局部浓度、铁物种还原和碳化、碳化铁的相态和晶粒尺寸的稳定性等方面的影响。今后的研究重点是解决催化剂可控制备及碳材料本身在工业操作条件下的稳定性问题，并进一步探明碳包覆结构对碳化铁物相形成和反应机理的影响机制。

甲烷作为天然气的主要组成成分，其有效利用具有重要的现实意义。本文首先介绍了甲烷转化工艺，系统地比较了传统甲烷氧化与化学链催化甲烷氧化工艺，提出化学链重整技术作为一种应用于甲烷氧化反应的新技术，提供了一个多功能平台，以清洁及有效的方式转换燃料。然后，介绍了应用于此技术的催化剂研究现状，重点关注具有高储氧性能、催化性能以及低合成成本特点的钙钛矿复合氧化物，特别综述了利用机器学习方法高通量筛选钙钛矿氧化物催化剂的理论计算工作。最后，系统讨论了钙钛矿氧化物对化学链催化甲烷氧化反应性能的影响规律，依据实验和密度泛函理论计算研究结果，对催化剂颗粒尺寸、金属离子价态、氧空穴形成能以及氧浓度同催化性能之间的关系进行了分析，提出钙钛矿氧化物催化甲烷氧化反应的关键影响因素，为钙钛矿氧化物催化剂的筛选提供理论支撑。

d区过渡金属基（d-TMs）材料易于改性，且因其空的d轨道有利于吸附氮气（N₂），分离的d电子可以供给N₂，被认为是理想的电化学合成氨（NRR）催化剂，在近年的深入研究中取得长足进展。本文综述了近几年改性d-TMs基材料应用于NRR的研究报道，简述了基于d-TMs基催化剂的NRR反应机理，并详细总结了表/界面工程、晶面调控与非晶化、缺陷工程、构建仿生位点等改性策略指导设计的d-TMs基NRR催化剂，重点分析了每种改性策略对NRR性能的影响。最后对该领域的发展前景进行了展望，从理论计算模型、催化剂改性、电化学体系、测试及表征手段、氨气（NH₃）检测手段等角度进一步提出了今后需要关注的问题，为改性d-TMs基高效NRR催化剂的设计提供了参考。

近年来，生物质因具有富碳可再生、储量丰富、环境友好、价格低廉等特点被作为原料广泛应用于制备生物质炭基材料。本文综述了以生物质为原料衍生炭基材料作为催化剂在有机转化反应中的相关研究进展，重点介绍了杂原子掺杂、金属杂化策略所制备炭基催化材料在液相催化加氢、氧化、偶联等有机转化反应中的催化性能，进而阐明了炭基催化剂与催化活性之间的构效关系。最后，本文总结了生物质炭基催化剂在有机催化反应中的优势，指出了目前生物质衍生炭基催化剂材料合成和有机转化研究领域面临的挑战，并对此领域的未来发展趋势进行了分析与展望。

含磷多孔有机聚合物不仅具有发达的孔隙和表面结构，还具有很强的可调变性和可修饰性，在多相催化中有着广泛的应用前景。目前还没有概述含磷多孔有机聚合物的制备及其在多相催化中应用的综述，本文对该领域近十年来的研究进展进行了归纳和梳理。指出含磷多孔有机聚合物的合成方法发展十分迅速，包括偶联缩聚、锂盐参与的缩聚、Friedel-Crafts缩聚、溶剂热烯烃聚合、Scholl缩聚、酚醛聚合、醛胺缩合、聚吡喃盐的磷代以及多段式聚合等。基于其骨架中含有大量膦配体，含磷多孔有机聚合物能负载一系列金属化合物制成负载型金属纳米颗粒催化剂，甚至单原子或单位点金属催化剂。表明聚合物基催化剂中，膦配体不仅能诱导金属在聚合物中均匀分布，并且在调控金属的表面电子性质和位阻性质等方面发挥重要作用，进而对催化剂的活性和选择性产生影响。

近年来，通过乙酸（酯）和甲醛缩合制备丙烯酸的新路线吸引了学术界和工业界的广泛关注。此新路线的优点是过程简单，原料可从天然气、煤化工产品中获得，成本低廉，对可持续生产丙烯酸具有十分重要的意义。国内外研究者针对这一反应开发了多种类型的催化剂，包括钒磷氧（VPO）类催化剂、负载型碱金属/碱土金属以及离子液体等。本文综述了不同种类催化剂近期的研究成果，总结了三类催化剂的优缺点。指出均相的离子液体催化剂具有反应温度低、能耗少、选择性高的特点，但反应为间歇操作，产物分离困难、催化剂较难重复利用，催化效率偏低。VPO类催化剂和碱金属/碱土金属类催化剂，反应温度较高（320～400℃），但可实现连续反应，产物分离方便，催化效率较高。相比于VPO类催化剂，碱金属/碱土金属类催化剂涉及的反应较少，对目标产物的选择性较高，但整体催化效能低于VPO类催化剂，且失活催化剂再生困难。最新的研究结果表明，经典的有机相法制备VPO前体可以被更加简便、经济与环境友好的一锅水相法取代。空气氛中简单焙烧即可完成催化剂前体的活化。不仅大大简化了催化剂制备，而且所得催化剂的小试性能优异，从而为后续应用奠定了重要基础。

丙烯酸是一种重要的化工中间体和聚合物单体，需求量巨大。我国丰富的煤炭资源和可再生生物质资源为煤基和生物质基丙烯酸合成路线提供坚实的物质保障。本文将综述这两条主要路线，具体包括以煤基化工原料CO、低碳醇（甲醇和乙醇）、甲醛、乙酸、乙烯等为原料的丙烯酸合成路线；以生物质基平台化合物甘油、3-羟基丙酸、乳酸、富马酸、黏糠酸等为原料的丙烯酸合成路线；并对这些路线进行了比较，为路线的选择提供参考。重点关注了这些过程中的催化问题：反应所需的活性位、副反应分析、催化剂的类型与特点以及催化性能与失活机理，为未来实用煤基和生物质基丙烯酸生产用高效稳定廉价催化剂的设计开发提供理论参考。

氯乙烯（VCM）是应用于高分子化工的重要单体，可以通过乙烯法及乙炔法制得。乙烯氧氯化生产VCM过程中二氯乙烷（EDC）的裂解生成VCM通常需要高温，能耗问题亟待改善。乙炔氢氯化法合成VCM常用氯化汞（HgCl₂）催化剂，其毒性强、挥发性大，对环境和人类健康造成严重污染和危害。替代HgCl₂的贵金属催化剂虽然活性较高，但实现大规模商业化应用还需解决成本昂贵等问题。本文围绕贵金属催化剂、非贵金属催化剂和碳基非金属催化剂在VCM合成方面的最新研究进展，重点介绍了催化剂的活性位点、失活原因以及如何通过合理调控结构来设计催化剂。指出在未来的研究中，探索一种高效、无污染、低成本的催化剂来替代乙炔法HgCl₂催化剂以及开发全新乙烯法催化剂是催化剂设计的重点与难点。

烃类氧化与氮化反应是生产基础有机化学品和高附加值产品的主要反应，在满足和丰富人类物质需求方面贡献巨大，传统的工业氧化与氮化工艺导致严重的环境问题，亟需绿色化转型。作为公认的绿色氧化剂，过氧化氢在烃类氧化和氮化的绿色生产工艺中应用广泛。文章简要介绍了国内外过氧化氢生产现状，重点介绍了中国石化石油化工科学研究院浆态床过氧化氢生产技术，以己内酰胺、环氧丙烷和环氧氯丙烷为例，介绍了过氧化氢在绿色烃类氧化和氮化反应中的应用，汇报了石油化工科学研究院近年来在绿色化工方面的主要研究进展及工业实践结果。多个成套绿色化工技术的成功开发突破了国外对我国的技术封锁，为多个化工生产基地提供全流程绿色生产技术，有力保障了我国化工行业的绿色化转型。

过氧化氢（H₂O₂）是一种高效的绿色氧化剂，广泛应用于化学品合成、印染纺织、污水处理等领域。近年来，氢氧直接合成过氧化氢作为一种简单、环保、原子效率高的合成方法，成为一大研究热点。本文系统性地介绍了近年来氢氧直接合成过氧化氢催化剂的催化反应机理，负载金属的不同结构和性质对直接合成过氧化氢的催化性能与作用机理，重点讨论了与催化剂载体相关的载体结构、载体酸性、载体添加物、载体与金属相互作用等方面对反应活性和选择性的影响。最后对比了近年来直接合成过氧化氢用催化剂的催化性能，认为合成高选择性、高产率的催化剂仍是未来直接合成过氧化氢工业化应用的发展方向。

催化烃类氧化是提供合成树脂、合成纤维和合成橡胶等大宗化学品以及各类精细化学品的基本工艺，在化学工业中具有重要的地位。目前工业上的烃类氧化工艺普遍需要高温高压条件，苛刻条件可以使氧气活化及碳氢键断裂产生自由基。本文从均相催化、非均相催化、仿生催化等方面对近年来催化氧化反应的研究进展进行了回顾，梳理了催化氧化中的自由基机理。总结了仿生催化体系中自由基稳定性和定向性调控机制等方面的研究现状，提出了高效催化剂的设计、自由基的传递及调控机制等方面将是催化氧化领域的重要研究方向。

随着环保法规的日益严格和成品油质量标准的持续升级，对催化裂化/裂解过程的产品要求和控制逐渐精细到分子级别，可靠的分子尺度反应动力学模型是实现催化裂化/裂解过程分子管理的关键所在。本文简述了催化裂化/裂解的反应机理和反应类型，回顾了近三十年来不同方法对催化裂化/裂解过程反应网络和分子尺度反应动力学模型构建的研究进展。重点对不同模型构建技术的优缺点进行了详细的对比分析，指出了催化裂化/裂解过程分子尺度反应动力学模型构建的研究方向：开发更为精细的石油分子分析表征技术，构建与催化剂失活和反应器模型相结合的分子尺度反应动力学模型，实现基于分子管理的催化裂化/裂解过程反应器设计和工艺工程放大。此外，指出建立对分子集构建、反应网络构建和动力学参数求解的集成化平台是分子尺度反应动力学发展的必然趋势。

2,5-二甲基呋喃（DMF）是一种可替代化石能源的新型液体生物质燃料，对于缓解当今能源危机具有重要意义。鉴于其优良的性质和广阔的应用前景，以生物质资源为原料通过绿色、经济的方法制备DMF逐渐成为科学研究的热点。本文归纳和总结了近年来国内外由生物质糖类化合物出发制备DMF的一些催化技术研究新进展，着重从活性中心和载体的构效关系出发对比了不同金属催化剂的催化效果，讨论了影响多相反应体系的关键因素，分析了不同反应路线和制备方法。对进一步研究和开发从生物质糖类化合物“一锅法”转化成DMF的催化新技术提出了一些建议和展望，为探索高效、经济、绿色、可持续的DMF合成途径提供科学依据和创新思路，促进生物质制DMF的工业技术发展。

温敏聚合物是一种能够根据外界温度变动产生相应化学性质转变或物理结构变化，进而引起自身性能改变的高分子聚合物，已成为近年来新兴材料的重要研究方向之一。新型温敏聚合物已经在各行业开始应用，尤其在油气开采过程中，作为油田助剂因其独特的温敏特性可有效解决油气开采前后所发生工作液高温降黏、油层高温窜流、采后污染等问题。本文综述了温敏聚合物在油气开采中的采前准备、注水开采以及采后污水处理三个方面的研究现状，并从温敏处理剂的性能特点、合成方法等角度进行了分析，对温敏聚合物在今后油气开采中的应用做出展望，同时指出部分温敏聚合物产品仍然存在敏感性不足、临界相转变温度（LCST）调节困难、耐温耐盐能力差等问题，并提出了今后温敏聚合物将向灵敏度高、配伍性广、环保性强等方向发展，以供相关学者进行参考。

准东煤作为优质动力煤，高含量的Na和Ca导致沾污结渣成为制约其大范围工业应用的因素。选取准东五彩湾煤作为研究对象，使用富磷鸟粪石作为添加剂，分别对500℃下处理后的原煤灰和混合煤灰（掺入质量分数为5%的鸟粪石）进行同步热分析；在管式炉中以空气气氛对原煤和混合煤在不同温度下进行燃烧实验；通过 X射线荧光光谱分析仪（XRF）、X射线衍射分析仪（XRD）、电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）对收集灰分进行分析；并通过热力学软件FactSage对实验结果加以验证。结果表明：鸟粪石添加剂对Na和Ca的释放规律影响较大，大量的Na和Ca在燃烧过程中以磷酸复盐的形式聚集在混合煤灰中，Ca的低温共熔物未能生成；在1000℃之前鸟粪石添加剂对Na和Ca的捕集效果较好，温度上升后有所下降。

乙烯渣油沥青具有较高的芳香度和良好的理化性质，有可能作为制备高品质人造炭材料的原料。充分了解和认识乙烯渣油沥青热转化行为是制备高品质乙烯渣油沥青基炭材料的关键。本文研究了乙烯渣油沥青（ETP）及常压空气氧化改性沥青（MP1和MP2）在恒温和变温条件下的热转化行为，用元素分析、FTIR、TGA、偏光显微镜、SEM、XRD、Raman光谱等方法，研究了三种沥青在热转化过程中的结构和性质变化规律。发现改性沥青的热稳定性、C\stackrel{\text{????}}{?}O和C—O含量均明显高于乙烯渣油沥青。热转化过程中，沥青分子中的C\stackrel{\text{????}}{?}O官能团作为反应活性位点诱导热转化反应的发生。恒温热转化有利于热转化产物中纤维状结构的形成，变温热转化使得沥青焦显微结构中片状组分含量相对较高。改性沥青焦的碳微晶排列规整程度均低于乙烯渣油沥青焦的碳微晶排列规整程度。

采用立式管式炉对淖毛湖原煤和洗煤进行热解，利用电感耦合等离子体-原子发射光谱（ICP-AES）、X射线衍射（XRD）等检测手段研究了淖毛湖煤在不同热解温度下碱金属钠的析出特性及不同赋存形态之间的迁移转化规律。结果表明：乙酸铵洗煤和盐酸洗煤的不溶钠在热解过程中会向乙酸铵溶钠和酸溶钠转化，其中钠的挥发性呈现增加的趋势，释放量在3%～24%；而水洗煤在热解过程中钠会从水溶态、乙酸铵溶态和酸溶态向不溶态和气相迁移转化。原煤中钠主要以水溶态为主，在热解过程中水溶钠会向其他形态转化，其中钠的挥发性先减少后增加，在600℃达到最低。低温下钠的挥发来自乙酸铵溶钠的分解，高温下水溶钠和酸溶钠会进入气相，使得原煤和洗煤在800℃时钠的挥发速率增加。

在我国广大农村地区，居民仍使用劣质散烧原煤，严重破坏了大气环境。提供优质的煤基洁净燃料是从源头上解决劣质煤散烧所带来环境问题的重要手段之一。但由于传统民用炉具为层燃式，对所用燃料具有强度和块度的要求。因此，如何保证燃料的成型与强度是一个关键问题。基于此，本文以长焰煤为原料，与复合助剂先经冷压成型，再通过热解制备得到洁净焦炭。同时，系统地研究了复合黏结剂添加量、热解温度等对洁净焦炭强度的影响。结果表明：加入1%聚乙烯醇（PVA）、30%洗油渣（WOR），在800℃下可得到抗碎强度为94.7%的洁净焦炭，可满足相应的强度要求。复合添加剂中的PVA为冷态黏结剂，其遇水会在煤粒间形成高黏性网状胶体，促使煤颗粒之间黏结，保证其冷态强度。而WOR为热态黏结剂，其在高温热解过程将转化为高黏结性的类胶质体，将原本松散的、无黏结性的惰性颗粒黏结，最终形成高强度的民用洁净焦炭。该研究对高强度民用洁净焦炭的制备提供理论指导。

基于Aspen Plus软件的Gibbs自由能最小化法，本文建立了煤粉在Shell气流床中的气化模型。该模型预测气化温度和煤气组成，与文献试验结果吻合良好。利用Aspen Plus的灵敏度分析模块研究了氧煤比、氧气体积分数和氧气预热温度对气化结果的影响，并进行了正交模拟计算，研究了以上3种因素共同作用的结果。结果表明：氧煤比增加使碳转化率升高，冷煤气效率先升高后降低，并在氧煤比为0.9kg/kg时取得最大值77.72%；氧气体积分数增加使煤气热值、碳转化率和冷煤气效率升高，氧煤比为0.8kg/kg且氧气体积分数为50%时，冷煤气效率可达82.6%；氧气预热温度增加使碳转化率、冷煤气效率升高，氧煤比为0.8kg/kg且氧气预热温度为600℃时，冷煤气效率可达82%。通过正交模拟计算综合分析，氧煤比对冷煤气效率和碳转化率的影响作用占首位，氧气体积分数对煤气热值、有效气体积分数、煤气产率的影响作用占首位，氧气预热温度对煤气化指标影响较小。在实验范围内，当氧煤比0.8kg/kg、氧气体积分数100%、氧气预热温度300℃时的煤气热值达到最大值3011kcal/m³；当氧煤比为0.8kg/kg、氧气体积分数60%~100%、氧气预热温度300~500℃时的冷煤气效率达到最大值83.46%。

过渡金属二硫化物具有较高的理论比容量、稳定的电化学性能及成熟的制备工艺，是锂系热电池中应用最广的正极材料之一，但其同时也存在电极电位低、大功率放电能力弱等问题，致使其进一步的发展受到限制。目前，对于过渡金属二硫化物正极材料的优化及改性是锂系热电池领域的核心课题。本文综述了FeS₂、CoS₂与NiS₂等过渡金属二硫化物在放电机理、制备工艺及电化学性能方面的研究现状，介绍了双金属二硫化物及过渡金属二硫化物/碳素类复合材料的主要研究进展。同时，通过对现有研究的归纳与总结，指出了掣肘过渡金属二硫化物正极材料发展的关键问题，简述了针对过渡金属二硫化物的主要改性手段，并对其之后的研究提出了一些建议与想法。

高镍三元正极材料成本低、比容量高，符合锂离子电池可持续发展的理念，被认为是下一代的主流正极材料。但是，高镍材料需搭配合适的电解质才能有效发挥其性能，而这一研究很少被关注。因此，总结并选择适配的电解质对于高镍锂离子电池来说格外重要。本文简述了锂离子电池电解质的一般组成及其产生的电解质类型，重点综述了有机液体电解质、固体电解质及离子液体基电解质在高镍三元材料电池中的应用，并通过电解质的量化计算进行了验证总结。分析表明，离子液体-有机溶剂混合电解质在高镍三元材料（NCM）电池中具备更好的循环效果，同时满足了电池安全稳定的要求，更适合作为高镍材料电池的电解质。最后，针对混合电解质各溶剂间的相互作用机理及Li⁺传输等分子动力学研究进行了展望。

当今时代，人类社会的发展日益依赖巨量的能源，这与不可再生资源有限的储量相矛盾，发展绿色清洁、高效可持续的可再生能源和能源利用技术迫在眉睫。磷化钴材料作为过渡金属磷化物的重要一员，由于其对氢的优异吸/脱附性能和特殊的晶体结构，广泛应用于电解水、超级电容器和二次电池等电化学能量储存与转化领域。然而目前磷化钴材料的应用还存在很多缺陷，在电解水反应中活性组分易分解，结构稳定性差；在超级电容器使用中活性位点暴露不足、电导率偏低；作为锂/钠离子电池电极材料在充放电过程中存在巨大的体积变化而导致循环稳定性降低等。本文对磷化钴的晶体结构、制备方法及改良方法作了总结，对其应用于电解水、超级电容器和锂/钠离子电池的生效机理和发展近况进行概述。最后提出了存在的问题和未来的发展方向。

Pickering乳液是指由微纳米固体粒子代替传统表面活性剂作为乳化剂而稳定的乳液，具有较强的稳定性和超高油/水界面，能够为多相界面反应和物质传输提供高效稳定的场所。Pickering乳液的乳滴结构和性质与固体颗粒的尺寸形貌及表面性质密不可分，通过调控固体颗粒本身或表面的性质可以赋予Pickering乳液特定的响应性功能，拓宽其应用领域。本文对近年来不同响应型（磁性、CO₂、pH、光、温度等响应型）的Pickering乳液的主要研究成果进行了综述，重点介绍了Pickering乳液的稳定性原理、响应型Pickering乳液的制备方法和结构调控策略，以及近年来Pickering乳液在物质分离提取中的应用研究进展，最后对智能响应型Pickering乳液应用研究的发展趋势进行了展望。

纳米材料的传统制备包括化学、物理和机械方法，近年来，生物技术制备金属纳米颗粒因其经济和环保的优势引起了广泛的关注。本文首先阐述了微生物合成金属纳米颗粒的原理，总结了影响纳米颗粒生物合成的条件以及生物合成纳米颗粒及其在生物质中稳定分散的优势；然后讨论了使用污染物作为生物合成纳米颗粒前体，即当金属前体来自污染物和受污染的废水时，微生物合成纳米颗粒既降低了生产成本又处理了废液；并且探讨了纳米颗粒的应用对环境和人类健康的影响，强调在应用中应提前实地评估其环保可行性。最后，重点阐述了金属纳米颗粒在稠油催化降黏中的催化作用、纳米催化稠油降黏中的加氢反应和氧化反应；介绍了金属纳米颗粒辅助稠油原位开采的热采方法；展望了合成仿生复合纳米催化材料的应用前景。

以铁粉和H₃PO₄为原料，采用沉淀法制备了FePO₄，并研究了反应温度、反应时间、过氧化氢加入量对FePO₄性能的影响。利用X射线衍射分析仪、扫描电子显微镜、激光粒度分析仪、TG/DTA和电感耦合等离子体发射光谱仪等对制备的磷酸铁形貌、晶体结构与化学成分进行了表征。实验结果表明，磷酸铁制备过程的最佳实验条件为：反应温度70℃，反应时间1h，H₂O₂过量10%滴加时间60min。在最佳条件下制备的磷酸铁粒径为1~4μm，结晶度好，纯度高。样品中铁的质量分数为36.37%，磷的质量分数为20.86%，铁磷物质的量比为0.97，均可达到电池级磷酸铁的标准，完全可以满足磷酸铁锂正极材料前体的要求。

通过简单可控的“一锅法”将聚甲基丙烯酸-3-磺酸丙酯钾盐（PSPM）接枝到化学稳定性良好的富含叔胺基的聚醚砜酮（PTA）膜表面，制备得到盐响应型阳离子交换膜（PTA-GS）。以中性时带正电的溶菌酶（Lys）和带负电的牛血清白蛋白（BSA）作为模型蛋白质，系统研究了PTA-GS膜对蛋白质的静态吸附性能、吸附动力学以及盐响应的吸附性能，并采用等温吸附模型、吸附动力学模型对实验结果进行拟合。结果表明，PTA-GS膜对Lys的吸附更符合Redlich-Peterson、Langmuir等温吸附模型和拟二级动力学方程。在25℃，中性缓冲溶液中PTA-GS膜对Lys和BSA的平衡吸附量具有显著差异，它们的饱和吸附量分别为(174.2±22.8)mg/g和(8.1±2.5)mg/g。PTA-GS膜对Lys的吸附量随盐浓度的升高而降低，其在含1mol/L氯化钠的缓冲溶液中再生后蛋白质脱附率可达79.3%。研究结果可为简单制备吸附性能优异的盐响应型离子交换膜提供新思路，并为阳离子交换膜上蛋白质的吸附行为研究提供指导。

利用Langmuir-Blodgett（LB）技术首先在多孔氧化铝载体表面有序组装了单层b-轴取向Silicalite-1分子筛晶种层，再采用二次生长法，以溴化六丙双铵（dimer-TPABr）为结构导向剂配制二次生长合成液，在175℃反应48h制备了高度b-轴取向ZSM-5（Si/Al=120）分子筛膜。扫描电镜（SEM）表征显示ZSM-5分子筛膜致密连续且厚度约为2.6μm。X射线衍射（XRD）表征结果显示，膜的b-轴晶体优先取向值高达0.858。气体分离性能测试结果显示，制备的ZSM-5分子筛膜在高温焙烧脱除有机模板剂过程中会产生缺陷。经硅烷试剂四甲氧基硅烷（TMOS）对缺陷修复后，ZSM-5分子筛膜表现出高的H₂选择性分离性能，H₂/CO₂分离因子高达68 （T=25℃，p=0.1MPa），对应的H₂渗透速率为1.36×10^-8mol/(m²·s·Pa)。

利普司他汀（lipstatin）是一种β-内酯分子，能选择性抑制胰脂肪酶的活性，从而减少小肠脂肪的吸收。分析表明，一个利普司他汀分子与一个脂肪酶分子结合，通过活性部位丝氨酸残基的酰化来抑制胰脂肪酶的催化活性。利普司他汀由毒三链霉菌（Streptomyces toxytricini，简称S. toxytricini）生产的一种天然产物。本文综述了利普司他汀的结构特点，分析了利普司他汀市场应用现状，着重论述了发酵法生产利普司他汀的研究进展；提出生物合成利普司他汀的机制尚不清楚，但酰基辅酶A羧化酶（ACCase）复合物在利普司他汀生物合成中起着关键作用。最后，指出当前存在的问题并对代谢工程在利普司他汀产生菌发酵中的应用进行概述，对今后的研究趋势进行了展望。

琼脂是一种用途广泛的海藻多糖。琼脂提取过程中，其生产原料江蓠碱处理后需要清洗残碱，目前该工序的耗水量大，是影响琼脂工业化生产排污压力的重要因素。本文采用逆流清洗技术对琼脂提取中的清洗残碱工艺进行研究，优化清洗残碱的液料比并分析逆流清洗的节水效率。通过研究，优化得到清洗残碱的液料比为18.1∶1，相比传统工艺液料比降低了9.47%。采用该液料比进行逆流清洗，琼脂质量仍然符合国家食品安全标准GB 1975—2010中高强度琼脂的相关要求，耗水量却大幅度降低，采用全程多级逆流工艺清洗残碱最高可减少77.4%的用水量，每吨琼脂节水562t，节省成本1282CNY。中试放大试验的用水量和琼脂质量与小试工艺相似。该研究表明，通过优化清洗残碱工艺的液料比及采用逆流清洗技术，可大幅度降低耗水量及工艺成本，为降低江蓠琼脂工业生产过程中的耗水量提供了重要参考。

通过Br?nsted酸碱中和反应，合成了由碱正己胺（hexylamine, Hexam）与酸双三氟甲基磺酰亚胺[bis(trifluoromethylsulfonyl) imide，HTf₂N]形成的质子化离子液体（protic ionic liquids, PILs），简称为HHexam(Tf₂N)型PILs，其疏水性较强，但仍溶解少量水，其中饱和水含量可达6.33% (w₀=[H₂O]/[PIL]=1.44 )。PILs中水分含量的多少对其物理化学性质影响较大，因此本研究在温度T=303.15~353.15K的范围内、不同含水量（w₀=0.12、0.23、0.47、0.74、1.0、1.28）条件下，测定了HHexam(Tf₂N)的密度、黏度及电导率。结果显示，在相同温度条件下，随着水分含量的增加，其密度和黏度值均降低，电导率升高。在相同含水量条件下，随着温度的升高，其密度值呈直线下降，黏度均呈指数下降趋势，电导率均呈指数上升趋势，并且lnη、lnσ与1000/T之间基本呈线性关系，基本符合Arrhenius方程。在w₀=0.12~1.28 范围内，HHexam(Tf₂N)的Walden线均在ΔW=0.5~1.0内，离子性较好，并且随着水分含量的增加，其Walden线靠近KCl理想线，即离子化程度增大。另外，当漏极电压为-0.6V时，由HHexam(Tf₂N)制备的聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)有机电化学晶体管（PEDOT OECT）的最大跨导（2.79mS）为水溶液获得的PEDOT:PSS OECT最大跨导（0.832mS）的3.4倍。

膜技术是一种高效、先进的废水处理技术，在颗粒物、有机物、微生物等去除上具有独特优势。然而，在实际使用时随着膜污染的不断累积，膜的污染物去除能力会逐步下降，极大地影响了水处理效果，并导致膜维护成本居高不下。本文围绕膜污染问题，介绍了影响膜污染的主要因素以及实际运行过程中的膜污染类型；概述了膜污染主要机理，并对其完善历程展开回顾；简述了减缓膜污染的各种措施，并且在此基础上，重点介绍了膜污染预处理技术及各类预处理技术的特点。

随着反渗透（RO）技术在水处理领域的广泛应用，全球每年有数百万计的废旧RO膜组件作为垃圾被处理处置，由此造成了环境污染与资源浪费。本文首先综述了废旧RO膜可能的循环再利用方案和相关的应用案例，为了比较不同循环方式对环境的影响，概述了通过全生命周期分析（LCA）的方法评价不同循环利用方式的环境效益和物质投入的研究进展。文章指出研究结果表明：回收利用废旧RO膜是研究RO膜末端处理的方法之一，其中包括通过使用清洗后的RO膜作为新生RO膜直接再利用、通过化学转化为其他多孔膜材料再循环使用、通过清洗RO膜拆解回收RO膜。另外，LCA在膜工艺中的分析仍以评估使用过程为主，而缺少在膜设计、膜改造和膜回收等关键过程的分析研究。

近年来，新型生物脱氮技术处理高盐含氮废水引起广泛关注，可耐受一定盐度的同时去除废水中的氮素，克服了传统生物脱氮存在的反应器占地面积大、工艺流程长和运行成本偏高等问题。本文综述了盐度对基于硝化-反硝化生化过程的新型脱氮技术（同步硝化反硝化技术和短程硝化反硝化技术）和基于厌氧氨氧化反应的新型脱氮技术[厌氧氨氧化技术、部分硝化-厌氧氨氧化技术、全程自养脱氮工艺（CANON）、限氧亚硝化与厌氧氨氧化相耦合（OLAND）]的影响。通过综述发现在盐度耐受范围内，新型技术脱氮性能影响较小，甚至会促进新型工艺脱氮，而超过一定范围后会显著抑制新型技术的脱氮性能，这主要是新型技术中多种微生物的相互作用及其自身活性受到盐度影响所致，在反应器中添加嗜盐菌和经过一定盐度驯化的微生物可处理更高盐度的含氮废水。最后文章指出加强盐度对新型脱氮技术中微生物群落结构及代谢模式的影响分析、耐盐脱氮微生物的筛选应用及微生物耐盐响应机制的研究是改进和提高自身技术处理性能的根本，已成为高盐含氮废水处理的研究方向。

抗生素在环境水体的累积是威胁人类健康及生态安全的全球性问题，去除环境中残留抗生素迫在眉睫。本文首先综述了环境中抗生素残留的主要来源及危害。随后，针对微藻处理含抗生素废水的特点，阐述微藻去除抗生素的生物降解、生物累积、生物表面吸附、光合降解和挥发及水解等这5种可能去除机制，比较了这些机制在不同微藻去除抗生素实验研究中的贡献。阐明为提高微藻法去除抗生素的效率，尚需优化藻种的选择和培养条件。最后，讨论了微藻法去除抗生素目前存在的去除不完全、降解产物不明了及缺乏规模化应用等问题，提出可以结合化学、物理和生物方法达到去除要求；通过组学数据等综合分析抗生素降解产物；积累中试数据，为进一步的规模化应用打下基础。

为避免温室效应带来的负面影响，CO₂减排已成为目前的当务之急。CO₂矿物碳酸化作为一种有潜力的CO₂减排技术，受到了学者们的广泛关注。CO₂矿物碳酸化方法主要包括直接干法碳酸化、直接湿法碳酸化以及间接碳酸化等不同工艺过程。目前，CO₂直接或间接碳酸化方法面临的关键挑战是提升CO₂碳酸化反应动力学特性；反应速率慢、碳酸化效率较低是当前该技术的主要问题。传统CO₂胺类化学吸收法具有吸收速率快、吸收容量大和吸收剂能循环再生的优点，但能耗和运行成本较高。将CO₂胺类化学吸收法与CO₂碳酸化过程结合而开发的CO₂吸收-矿化一体化技术（IAM）不仅解决了传统工艺高能耗、低转化率的问题，而且使工艺流程简化、成本降低，有利于应用于工业化。本文主要综述了近年来CO₂矿化技术的研究进展，对比了各种工艺技术路线的不同特点，并分析指出加强对IAM工艺反应机理的研究以及开发出高效、经济的吸收剂和矿化原料，将是该工艺未来研究的重点和关键。

在燃煤烟气中选择性催化还原（SCR）技术由于脱硝效率高、选择性好被广泛应用，然而SCR催化剂的催化作用会使烟气中的SO₂氧化成SO₃，SO₃会与NH₃等反应生成硫酸氢铵（ABS）和硫酸铵（AS），当烟气温度低于硫酸铵盐的凝结温度时，其会沉积在催化剂、空预器及其附属设备上，引发诸多严重的问题，对电厂的运行和环境造成了不利影响。本文综述了燃煤烟气中SO₃与硫酸氢铵的生成特性及其控制方法最新进展，分析了SO₃在锅炉和SCR系统中的形成机理、迁徙转化特性，阐述了控制SO₃与硫酸氢铵生成的方法，介绍了不同活性组分对催化剂表面SO₃和硫酸氢铵生成的影响。最后提出了开发新型催化剂是燃煤烟气中SO₃与硫酸氢铵生成控制的重点研究方向。

厌氧生物处理技术具有节能降耗及回收资源的优点，但在处理低浓度污水（COD<1000mg/L）时，污泥活性较差、处理效率偏低等问题使其应用受到严重限制。为促进厌氧生物处理低浓度污水技术的发展，本文在介绍微生物间电子传递类型和厌氧功能菌的基础上，阐明厌氧生物处理的作用机理；随后基于厌氧消化原理，探讨了温度、pH、挥发性脂肪酸（VFA）和氨氮等因素对厌氧生物处理的影响；接着从厌氧膜生物反应器、厌氧微生物活性及直接种间电子传递三个层面出发，对强化低浓度污水厌氧生物处理的方法进行归纳总结；最后从“耐饥饿”菌种的筛选和微生物活性强化途径角度展望了厌氧生物处理低浓度污水的发展趋势和研究方向，旨在为推广厌氧生物处理低浓度污水、加快污水中有机物的资源化利用提供参考。

为探究α-Fe₂O₃与活性炭协同吸附对尿液的处理效果，本文考察了铁炭比、投加量及尿液酸预处理的影响，并重点分析了协同吸附特性。研究发现，铁炭比为0.6时，尿液中总有机碳（TOC）、PO{}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{3}-}-P、总磷（TP）的去除率分别为39.51%、71.03%和76.79%，TOC的去除主要依靠活性炭的吸附作用，而PO{}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{3}-}-P主要依靠α-Fe₂O₃的作用，尿液酸预处理可显著强化PO{}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{3}-}-P的吸附。TOC和PO{}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{3}-}-P的吸附过程均符合Redlich-Peterson吸附等温线模型，为单层吸附和多层吸附共同作用。动力学研究发现，TOC和PO{}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{3}-}-P的吸附均可在24h内达到吸附平衡，PO{}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{3}-}-P的动力学吸附过程更符合Elovich模型，即不均匀界面上的多层吸附，而TOC的动力学过程主要受扩散速率控制。同时，协同吸附对发光溶解性有机物（CDOM）的去除率可达72.16%，对腐殖酸类的吸附效果最佳，酸预处理主要减少酪氨酸类、色氨酸类和可溶性微生物代谢产物的吸附。P的去除主要依靠其与α-Fe₂O₃和尿液中无机盐的共沉淀作用，并以无机盐沉积的形式附着于活性炭孔道内。

为全面研究头孢类制药废水处理过程中有机污染物的去除特性，分析了废水中常规污染物（COD、TOC、氨氮、总氮、总磷）和残留抗生素的去除效率，并采用液液萃取/气相色谱-质谱联用（GC-MS）的方法对有机物进行定性分析。研究结果表明，废水中残留的头孢唑林去除率为99.1%，而COD、TOC、氨氮、总氮和总磷的去除率为50.0%~97.4%，出水均满足《化学合成类制药工业水污染物排放标准》（GB 21904—2008）直接排放要求。GC-MS定性分析得到52种有机污染物，其中酸酯类、胺类、杂环类物质较多，三氯甲烷、苯酚属于水中优先控制污染物；三乙胺、四氢呋喃、N,N-二甲基三甲基乙酰胺、丁酸、2-巯基咪唑、2-巯基-5-甲基-1,3,4-噻二唑等属于头孢类抗生素生产过程中的原料和中间体。以上物质均具有潜在的环境毒性，需要针对这些物质优化处理工艺，并关注其残留浓度和迁移转化过程。