工业发展带来了经济效益的同时，伴随着化石燃料的日益枯竭和CO₂的大量排放，加剧了温室效应，出现了全球变暖的问题。我国在倡导节能减排的同时，大力发展CO₂固定技术，将大气中丰富的CO₂转化为可以供人们利用的化工原料、燃料甚至更高附加值产品，不仅能够保护环境，同时还可提高经济效益。当前全球可再生能源规模的不断扩大缓解了传统能源消耗的压力，同时可再生能源可以为固定CO₂提供可持续的、清洁的驱动能量，并且随着分子生物学的发展，生物法固碳技术越发成熟，同时较其他固定CO₂方法而言，生物法固碳具有条件温和、选择性高、产品多样等优势，因此利用可再生能源耦合生物催化进行CO₂的固定逐渐成为了这一领域的研究重点。本文总结了近年来生物催化与电化学、光化学反应耦合固定CO₂的研究，包括光、电催化与酶催化偶联以及光、电催化与全细胞催化偶联对CO₂的利用，简述了其耦合催化原理与研究进展，并总结了目前研究需要突破的关键技术及提高CO₂催化转化效率的方法。

一碳化合物（包括CO₂、CO、甲烷、甲醇、甲酸等）来源广泛，价格低廉，并且有望通过光催化、电催化等实现绿色、可持续生产，被认为是下一代生物制造的理想原料。自然界中广泛存在多种能够天然利用一碳化合物的微生物，对这些微生物开展研究，并进行改造和利用，使其以一碳资源为原料合成能源和化学品，对于降低对传统化石资源的依赖，实现绿色、可持续发展具有重要意义。本文主要概述各种一碳化合物的原料来源，包括传统化石资源和可再生原料、一碳化合物微生物利用途径以及各种一碳利用微生物及其改造合成燃料和化学品的相关研究进展，并对近年来构建合成型一碳转化体系的相关研究进行总结，最后分析了一碳化合物生物转化面临的挑战并对未来研究方向进行展望。

在当前日趋严重的气候与能源危机下，传统的化工行业亟需减少对化石燃料的依赖，转而开发利用更为清洁可持续的原料，如包括甲醇、甲酸和二氧化碳等在内的一碳资源。作为真核生物的酵母由于细胞器的存在能够隔绝一碳化合物代谢过程中产生的有毒物质渗入细胞质对细胞产生毒害，在一碳化合物的生物转化中极具潜力。近年来，随着对甲醇代谢途径愈发深入地了解以及遗传操作工具的逐步完善，利用天然甲醇酵母以甲醇作为碳源生产化学品取得了重要进展。同时，开发常用的工业酵母如酿酒酵母、解脂耶氏酵母为人工甲基营养型酵母，实现将一碳资源进行高值化转化也取得了不俗的成就。本文着重讨论了酵母底盘在转化利用一碳原料方面的研究进展，在此基础上讨论并分析了目前一碳资源生物转化存在的瓶颈以及潜在的解决方案，指出随着更多精准高效的工具的开发以及对细胞代谢网络的阐释，依托酵母细胞进行一碳资源的生物转化将在未来的绿色生物制造中扮演越来越重要的角色。

微生物固定CO₂是实现CO₂资源化利用的有效策略之一，为固碳减排、节能生产与绿色合成提供了借鉴。然而，微生物在固定CO₂过程中存在底物利用效率低、能量需求量大、路径难优化等问题。为了解决这些问题，本文总结了6种天然CO₂固定途径与5种人工CO₂固定途径，并从自养微生物、异养微生物和人工微生物三个方面系统分析了代谢工程改造微生物固定CO₂合成化学品的最新进展。在自养微生物固定CO₂方面，采用的策略主要包括提高CO₂固定途径效率、开发能量捕集系统与调节碳代谢流分布；在异养微生物固定CO₂方面，常用的方法主要有强化羧化途径、重构CO₂固定途径与优化能量供给；在人工微生物固定CO₂方面，主要的研究思路是设计人工CO₂固定途径与构建人工CO₂固定微生物。最后，从CO₂固定的关键酶、途径和微生物三方面展望了进一步提高CO₂固定效率的发展方向。

随着日益增长的能源需求，人类社会对于传统碳基化石能源过度依赖，不仅加速了地球上有限能源储备的消耗，还导致大气中二氧化碳（CO₂）不断累积。如何对二氧化碳进行可持续的捕获再利用，实现高效的零碳网络循环，已成为人类亟需解决的重大挑战之一。近年来，使用绿色可持续电力的电化学二氧化碳还原反应（CO₂RR）生产增值化学品成为研究热点。本文首先介绍了CO₂RR的基本电化学反应原理；然后总结了电化学还原CO₂制备甲酸/甲酸盐的主要金属基催化剂，着重介绍了Bi、Sn、In三类金属基催化剂的设计调控策略；进一步概括了电化学相关的原位表征手段，分别介绍了原位光谱技术和原位X射线表征技术；最后对电催化二氧化碳还原研究领域的未来发展进行了展望。

“碳达峰、碳中和”是我国提出的重要战略目标。到2060年，在保持我国经济中高速增长的前提下，要实现生产、生活等各类活动排放的二氧化碳等温室气体，与生物固定转化及其他技术固存的二氧化碳量互相抵消，即“排放”与“吸收利用”达到平衡，挑战巨大。如何开展二氧化碳的高效减排、捕集和利用，促进双碳目标的实现，已经成为科研界和产业界共同关注的重大课题和迫切任务。目前已发现6条天然的固碳途径，但普遍存在固碳效率低、改造困难等问题。近年来，随着电化学技术的发展，二氧化碳化学转化为甲酸的技术已日渐成熟，以甲酸为底物的生物转化成为生物固碳领域的热点研究方向。本文系统总结近年来在甲酸生物转化途径改造和重构，与之匹配的还原力供给方式以及甲酸自养型菌株构建等方面的最新研究进展，并探讨甲酸生物转化中的主要问题和突破方向。

合成气是来源于石化、煤化工以及生物质加工行业的一类重要原料气体。现有的化学催化路线可将合成气转化为氨、烯烃、甲醇等大宗化工产品，但尚无法实现选择性地合成具有较高附加值的长碳链化合物，而发展合成气的生物转化路线是克服上述难题、拓展产业链的有效策略。本文综述了随着分子遗传操作工具以及合成生物学的快速发展，合成气生物利用相关的菌株代谢工程设计、改造以及发酵工艺优化等方面的研究进展和产业化进程，并指出目前该技术路线在固碳效率、产物合成种类及产量方面还存在不足，亟待优化以满足大规模工业化推广应用的要求。本文还对合成气生物利用与转化的研究现状进行了梳理和总结，并探讨了未来的发展方向，以期为建立具有经济竞争力的合成气生物利用技术和工艺提供参考。

为应对温室气体过度排放所带来环境和能源挑战，甲烷生物转化成为一种新颖的、具有潜力的解决方案。由于好氧性嗜甲烷菌能够利用其天然甲烷代谢途径完成甲烷的氧化和同化，使其在全球碳循环中发挥着重要的作用。随着生物制造技术的不断发展，好氧性嗜甲烷菌已被开发为合成生物基化学品的必要平台。目前，利用基因尺度代谢模型、多组学分析和代谢工程改造已对好氧性嗜甲烷菌的能量代谢和还原力供给进行了系统的解析和优化。本文首先从底物水平磷酸化和氧化磷酸化两个关键途径，概述了好氧性嗜甲烷菌能量供给与代谢通量的互作关系，然后重点介绍和讨论了能量流和碳-氮代谢之间调控策略以及最新研究进展，最后展望了好氧性嗜甲烷菌在生物能供给强化、工具和策略的发展方向和面临的挑战，为构建高效的嗜甲烷菌细胞工厂提供了理论依据和实践指导。

燃气电厂利用稳定、清洁的化石能源发电，在“双碳”背景下发电过程产生的低浓度CO₂的捕集和资源化利用，对于实现碳中和至关重要。针对低浓度CO₂捕集难度大、脱附费用高的问题，利用CO₂吸收液同步培养微藻产油提供了一种实现低浓度CO₂捕集与资源化利用于一体的新途径。具有高CO₂捕集能力和同时快速培养微藻能力的吸收液是溶液设计和配制的决定性因素。本文总结了现有吸收液的应用现状，梳理出复合吸收液耦合微藻营养调控的碳捕集发展前景，其中吸收液的碱度和盐度对微藻同化CO₂具有显著影响。讨论了在不同温度和光照的工艺条件对微藻生物转化CO₂的影响，阐述了CO₂气体以微孔鼓泡和气升导流的方式通入反应器对CO₂捕集和微藻生长的不同效果。从促进微藻吸收CO₂同步产油的角度，介绍了藻种诱变驯化和基因改造以提升环境适应性同时增强脂质生产的研究进展，最后通过经济分析展望了规模化应用吸收-微藻法的经济可行性。与传统的CO₂吸收和微藻固定方法相比，吸收-微藻法一体化复合工艺可以成为从燃气电厂中捕获 CO₂具有竞争力的替代方案。

换热器的性能提升对制冷与热泵系统能效的提升具有重大影响，其中翅片管换热器的流路优化由于无需额外的成本、易于操作，是换热器性能提升的重要研究方向。本文总结了国内外学者对翅片管换热器流路的优化方法和评价指标。主要方法有基于空气侧风速分布的优化以及制冷剂侧流量的优化，基于管路结构的优化（包括管径、管路分合点、可变流路），基于微元换热最大化的优化，基于不可逆损失最小的㶲分析、熵产最小化、热阻平衡法以及遗传算法的优化。总结得出可变流路可以同时满足蒸发器与冷凝器的最佳流路，是冷暖两用制冷与热泵系统流路优化的最佳选择；此外，热阻平衡法可以同时优化蒸发器与冷凝器的流路，是当前适用性较好的优化方法。评价指标中等泵功率下换热量的大小与热阻平衡是较为通用的评价指标。基于上述分析，针对翅片管换热器的优化方法以及评价指标提出了展望与建议。

近年来，绝大多数制造业企业为应对新一轮工业革命带来的巨大挑战，都在积极寻求改造提升的机会。然而，企业在进行智能制造提升与数字化转型的过程中，往往很难对自身所处的发展阶段和转型目标有清晰准确的认识。本文基于流程工业生产运营特点，提出了一个流程工业智能制造准备度评估模型，从业务、组织、技术和智能四个维度对企业开展智能制造建设所需具备的要素条件进行评估。模型涵盖了9个评估类、25个评估域和249个特征项要求，旨在帮助流程工业企业厘清发展现状，摸清短板差距，明确建设方向。此外，本文还提出了智能制造准备度水平的量化指标——准备度指数，并对其计算方法和评估流程进行了详细描述，帮助企业进行智能制造准备度水平的自评估。最后，通过本模型在山东省35家流程工业企业智能制造评估的应用案例，论述了模型的应用效果及价值。

为了进一步提高并更合理评价射流强化螺旋通道内流体换热的综合性能, 改进了射流管的安装位置并提出新的强化传热评价指标。采用实验和数值模拟对比研究了在圆形截面螺旋通道的内侧壁面和外侧壁面分别施加射流的强化传热效果。数值模拟结果与实验测量结果吻合较好。基于相同质量流量，探究了射流入射角度α以及射流与主流质量流量比ε_jm对强化传热特性的影响。考虑射流带来的附加功耗增加，提出以热功系数比（hpc）为评价指标对比分析了综合强化传热效果。结果表明，在α=30°～80°、ε_jm=0.1～1.5的研究范围内，与外侧壁面施加的射流相比，内侧壁面施加的射流对流体扰动更强，传热增强效果更好，同时消耗总功耗更小。当ε_jm=0.5、α=60°时，射流对螺旋通道的综合强化传热效果最佳，内侧、外侧壁面射流下的hpc最高值分别为1.39和1.32。

化学链燃烧反应器具有广泛的燃料适应性，可同时兼顾气、液、固多类型燃料的运行。本文依托耦合内构件的3kW塔式串行流化床反应器，分别开展异丙醇、污泥以及煤炭的化学链燃烧实验，探究燃料物化属性对化学链燃烧过程与反应器运行的影响，揭示面向目标燃料的反应器针对性设计、载氧体性能选择与流化操作策略，助力形成指向性强、碳捕集效率高与操作灵活的化学链燃烧技术。面对碳化程度低、有机质含量高的固体燃料，焦炭气化速率已非强化重点，如污泥在3kW塔式反应器910℃与150s停留时间内，可实现大于99%的CO₂捕集效率，化学链燃烧反应器应侧重改善可燃气体转化与旋风分离器对轻质焦炭颗粒的捕捉。当采用异丙醇等高CH₄含量的燃料时，Fe基矿石载氧体的反应性能不足，3kW反应器的额外耗氧率高达10%~19%，其中未燃尽CH₄对额外耗氧率的贡献占比超80%。化学链燃烧反应器需依据热解反应气的物化特性，选择或掺混功能性载氧体，以针对性改善气固转化。在煤等高碳化燃料的化学链燃烧过程中，焦炭气化是反应的限制性步骤，简化循环结构的3kW塔式反应器停留时间不足，仅可获得60%的CO₂捕集效率。耦合碳捕集器、增添颗粒的循环回路是实现高效煤化学链燃烧的关键。同时，亟需注重固体燃料给料的连续性与稳定性，螺旋给料器批次、间歇性的非均匀给料方式，可造成燃料反应器与料腿压力的周期性大幅振荡，破坏循环操作的稳定性与安全性。

目前，针对气体吸附性能的测定及材料设计筛选，传统的实验法耗时耗力，因此分子力学方法中的巨正则蒙特卡洛（GCMC）方法已被广泛应用于该领域中，但日益增长的材料数目使得GCMC方法的计算量越来越高。为解决这一问题，本文提出了一种基于机器学习（ML）方法的吸附材料的筛选框架，包含ML模型的建立、理想化PSA工艺模型筛选材料及GCMC方法的验证三个阶段。首先，建立人工神经网络模型，提出了沸石材料的结构描述符“天然构造单元（NBU）”对特定条件下的气体吸附量进行预测。对于CO₂和N₂气体，分别构建了两个拓扑结构不同的多层前馈神经网络。其次，通过理想吸附溶液理论（IAST）将纯组分的吸附等温线转化为摩尔分数为0.14/0.86的CO₂/N₂二元混合物吸附等温线，并根据一系列吸附材料评估指标筛选出11种最佳沸石材料，并从中选出4种沸石（MON、ABW、NAB和VSV）计算其GCMC的吸附数据。结果表明，它们对N₂的吸附能力远低于CO₂，因此对两种气体的吸附选择性较高，能够很好地从二元混合物中分离CO₂。

低碳政策下新能源的高效利用势在必行，有效利用太阳能聚光光伏技术的核心为太阳能电池，太阳能电池对温度的变化非常敏感，高温会大幅降低太阳能电池的性能及寿命，因此，太阳能电池的有效散热是限制该技术发展的瓶颈。本文首先介绍了聚光太阳能电池散热的必要性及散热难题，随后根据电池结构和热沉装置之间是否存在壁面，从间壁式冷却和直接接触式冷却两个角度回顾了近年来国内外在电池冷却技术方面的研究现状及最新进展。最后，通过各冷却技术的冷却效果和电池性能增益对比分析了各冷却方式的优缺点和未来的研究重点，为聚光光伏系统太阳能电池的有效散热提供了参考与借鉴。

海水淡化是缓解全球淡水资源短缺的重要途径，但传统海水淡化技术受限于过大的能源消耗，而太阳能界面蒸发技术因高蒸发效率、可持续性和低成本等优点引起了人们极大的关注。太阳能界面蒸发技术利用光热转换材料将光捕获并高效地转化为热能，随之将热量传递给水分子将其蒸发收集而实现净化。本文综述了近年太阳能界面蒸发系统结构设计的演变，总结了新兴的光热材料如金属基等离子体材料、碳基材料、半导体材料、生物质材料等在海水淡化、污水处理等方面的研究，并基于系统设计理念提出了太阳能蒸发技术应用于有机溶剂纯化领域的可能性。在此基础上，对太阳能界面蒸发技术的前景和面临的挑战进行了总结，提出了太阳能界面蒸发技术与蒸汽发电、光催化、光解水产氢等多种技术的耦合。

以乙醇为原料制备其他高附加值化工产品近期得到了广泛关注，特别是乙醇基于Guerbet反应缩合制备高碳醇（C₆₊）的过程更成为这一领域的研究热点。本文着重报道了近年来乙醇转化为高碳醇过程的几种典型的多相催化剂，包括羟基磷灰石（HAP）、类水滑石（LDHs）以及各种负载型金属催化剂的研究开发现状，分析比较了各类催化剂的优势与不足，结合反应机理针对催化剂对高碳醇选择性不高的原因进行了讨论，对理想催化剂的设计和改进进行了展望，指出应该通过促进Guerbet反应中的羟醛缩合过程增加高碳醇的选择性。金属负载型催化剂对该反应控制步骤的加速作用显著，而金属位点和载体表面酸碱活性位点的精细调控以及特定催化剂形貌结构的控制合成则是该领域未来的研究重点。

乙醇酸甲酯（MG）官能团丰富，是一种重要的精细化工中间体，而且经过缩聚反应可制得新一代可生物降解材料聚乙醇酸。采用合成气经草酸二甲酯（DMO）加氢路线可实现MG的规模化制备，而该技术工业化的关键是高性能加氢催化剂的开发，当前DMO加氢制MG催化剂正处于工业化前期阶段。本文分析了DMO加氢反应网络及各特征反应的热力学特点，重点概述了DMO多相加氢制MG催化剂的研究进展，包括铜基催化剂、银基催化剂、非铜/银基催化剂等，基于网络特点分析了各催化剂的研究重点及存在的难题，并从反应工艺控制、催化剂载体设计、助剂及活性组分选择等角度提出了改善工业化催化剂开发及性能的思路，建议近期将改性复合载体负载的铜基催化剂，或以银、镍等为第二助剂的复合铜基催化剂作为重点攻关方向，远期将新型非贵金属体系作为储备方向，期望能为开发我国自主知识产权的工业化催化剂提供有益参考。

NH₃选择性催化还原（SCR）技术具有较高的脱硝效率、优良的选择性和实用性，是当前燃煤电厂去除NO _x 的主流方法。其中V₂O₅/TiO₂催化剂在中温段（300~450℃）具有较高的脱硝活性和抗硫性，被广泛应用。但是，烟气中的SO₃、NH₃和水蒸气会发生反应生成硫酸氢铵（ABS）和硫酸铵（AS），其中硫酸氢铵在低温条件下因毛细冷凝现象沉积在V₂O₅/TiO₂催化剂表面致其中毒，活性降低。为了改善低温条件下催化剂中毒问题，本文通过分析ABS在催化剂表面的生成机理、对催化剂的危害及催化剂抗ABS中毒改性研究进展，发现钒钛系脱硝催化剂抗ABS中毒改进措施主要集中在抑制硫酸氢铵生成、促进硫酸氢铵分解两方面。最后，总结了合理调控催化剂壁厚、孔径和隔离层等物理结构以及添加MoO₃、BaO、Nb₂O₅、Fe₂O₃、CeO₂、SiO₂等助剂对低温条件下SCR脱硝催化剂抗ABS中毒性能的促进作用，为未来提高低温条件下SCR脱硝催化剂抗ABS中毒性能的研究提供了一定的理论指导。

锰（Mn）基催化剂在氨选择性催化还原（NH₃-SCR）领域虽具有良好的低温活性，但容易受到二氧化硫和水蒸气的影响。研究发现调整催化剂的结构形貌可以有效提升催化剂的抗硫抗水性能。因此，本文综述了核壳结构、中空结构、三维有序孔道结构和二维层状结构Mn基催化剂在低温NH₃-SCR抗硫抗水领域的研究进展，简要阐述了Mn基催化剂硫水中毒机理，并结合中毒机理与结构特点分析了结构在提升Mn基催化剂抗性方面起到的作用。此外，本文还总结了以上四种结构催化剂的制备方法，并指出结构催化剂未来工业化制备的发展方向。同时，对今后研究工作进行展望，提出深入研究协同中毒机理、模拟优化催化剂配方等建议，为实现Mn基催化剂的高抗性及工业化应用提供了借鉴。

生物质催化热解获得生物油等高质产品是最有前途替代传统化石能源的方法之一，但在热解过程中存在着严重的催化剂失活问题，其中积炭是导致催化剂失活的最主要因素。本文对近年来生物质催化热解领域的催化剂积炭问题进行综述，重点介绍催化剂积炭失活原因及表征方法、积炭的影响因素分析（催化剂结构、催化剂酸性与反应温度）、抑制催化剂积炭的方法（催化剂改性、高压反应条件等）以及积炭催化剂再生方法（氧化灼烧再生、臭氧低温再生、非热等离子体再生等），并介绍了近年来新兴的微波催化热解技术对催化剂积炭的抑制和消除作用，然后针对该领域目前所面临的困难和发展方向进行展望，以期为生物质催化热解过程中催化剂积炭问题研究提供理论基础。

甲烷干重整可以将两种温室气体（CO₂和CH₄）转化为合成气，传统负载型催化剂存在金属烧结、碳沉积的问题，导致失活。核壳结构催化剂具有空间限域效应，能有效解决以上问题。本文根据壳的种类，将核壳结构分为SiO₂壳层、Al₂O₃壳层和其他壳层三类，并分别从制备方法、形貌结构、催化特性的角度介绍了研究现状。文中指出：氧化硅壳层的优势是制备简单，壳层易于调控，热稳定性高；Al₂O₃壳层能够提供碱性位点，增强CO₂吸附与反应；CeO₂壳层则可以提供氧空位，促进CO₂活化和积炭的气化。据此，本文展望了核壳结构在未来的几个研究方向：对壳层材料的拓展与研究；对蛋黄壳、三明治等新型核壳结构的研究；精准调节核壳结构的形态并研究构效关系；大规模制备和工业应用等。

通过简单的煅烧法和原位沉淀法制备了WO₃/BiOCl_0.7I_0.3复合光催化材料，利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线能谱（XPS）、紫外可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）等表征手段对合成材料的微观形貌、化学组成等进行表征。并通过可见光催化降解20mg/L盐酸四环素来评价材料的光催化性能，结果显示，WO₃/BiOCl_0.7I_0.3复合材料较单一的BiOCl_0.7I_0.3和WO₃具有更优的光催化性能，其中W与Bi摩尔比为1∶15时，复合材料具有最高的光降解率，可见光下60min达到最高值93.84%，且四次循环试验后仍具有较好的光催化活性。对自由基捕获试验结果及电子自旋共振光谱进行分析，明确了h⁺和•O₂^-为光催化主要活性物质，提出WO₃/BiOCl_0.7I_0.3复合材料Z型异质结构的光催化作用机理。研究为新型可见光光催化材料的开发提供了新思路，为抗生素类废水的处理提供了新途径。

无定形硅铝的织构性质和酸性质对其加氢裂化性能有很大影响。本文以氨水、碳酸铵、氢氧化钠/尿素、氢氧化钠为沉淀剂，制备了4种含钛无定形硅铝（TiO₂-ASA），并以其为载体负载Ni-W加氢组分，制备了NiW/TiO₂-ASA加氢裂化催化剂，以十氢萘为模型化合物，考察NiW/TiO₂-ASA催化剂的加氢裂化性能，通过X射线衍射（XRD）、氮气吸附-脱附、氨气程序升温脱附（NH₃-TPD）、吸附吡啶原位红外（Py-IR）、扫描电镜（SEM）对TiO₂-ASA和NiW/TiO₂-ASA催化剂进行了表征。结果表明，沉淀剂对TiO₂-ASA的比表面积和孔容影响非常大，以碳酸铵为沉淀剂时，TiO₂-ASA具有高比表面积、窄孔分布的特点，沉淀剂为氢氧化钠时，则可制备出大孔容、宽孔分布的TiO₂-ASA。十氢萘的加氢裂化反应结果表明，以碳酸铵为沉淀剂制备的NiW/TiO₂-ASA催化剂，织构性质优良，且具有更多的中强酸量，十氢萘的转化率最高达52%，开环产物选择性达到了12%。

考察了以马铃薯淀粉为碳源制备的碳基固体酸催化剂和质量分数3%的Pt/C为加氢催化剂作用下硝基苯加氢制备对氨基苯酚的反应条件，在以酸度为2.316mmol/g的固体酸为酸性催化剂时，优化的反应条件下硝基苯的转化率100%，对氨基苯酚的选择性67.6%。总结了硝基苯加氢制备对氨基苯酚的反应机理：① 硝基苯在Pt/C催化剂上发生加氢反应生成中间产物苯基羟胺；② 苯基羟胺在固体酸催化剂上发生Bamberger重排反应生成对氨基苯酚；③ 主要的副反应包括：苯基羟胺进一步加氢生成苯胺，苯基羟胺歧化反应生成苯胺和亚硝基苯，苯基羟胺与亚硝基苯发生缩合反应生成副产物氧化偶氮苯。通过机理分析和实验验证，提出要提高对氨基苯酚的收率，需综合考虑硝基苯加氢过程和Bamberger重排反应过程。

以活性炭为催化剂载体，采用浸渍法制备Pd、Cu、Pd-Cu三种催化剂，将催化剂应用于三氟三氯乙烷（CFC-113）加氢脱氯制三氟氯乙烯（CTFE）的反应，考察Cu的引入对Pd催化剂性能的影响。对反应前后及再生的Pd-Cu催化剂进行X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、氮气吸附-脱附（BET）、氢气程序升温还原（H₂-TPR）、热重（TG）、氨气程序升温脱附（NH₃-TPD）等表征分析。研究表明，Pd催化剂具有较高的加氢脱氯性能，其主要产物为三氟乙烷，Cu的加入有利于提高CTFE的选择性。这应与Cu、Pd之间存在相互作用并形成合金，抑制了Pd的脱氯性能有关。反应后的催化剂存在表面结焦、反应过程中吸附Cl以及金属Cu价态变化和迁移等现象，其中表面高沸物的形成、卤元素吸附导致的金属迁移和Cu-Pd相互作用的改变是Pd-Cu催化剂失活的主要原因。

作为一种重要的有机合成原料，1,6-己二醇（HDO）的工业化生产主要通过己二酸二甲酯（DMA）加氢反应来实现，而理性设计开发相应的Cu基催化剂是提高HDO产率的关键。本文采用Al掺杂的介孔分子筛SBA-15为载体制备得到了一系列CuAl _x /SBA-15催化剂，探究了使用该催化剂用于DMA加氢反应合成HDO的催化性能和催化机理，并对反应条件进行了优化。研究结果表明：CuAl₅/SBA-15催化剂能够增加催化剂的路易斯酸酸量，提高Cu⁺/Cu⁰的比例，从而提升DMA加氢反应的选择性，同时Al的掺杂也能减少Cu活性组分的团聚，从而增强催化剂的稳定性。当反应温度为240℃、反应压力为6MPa、反应时间为6h时，HDO的反应产率达到最大，为87.05%；重复使用CuAl₅/SBA-15催化剂36h后，HDO的反应产率能够维持在86.01%左右。本文的研究结果对设计Cu基催化剂用于酯加氢反应具有一定的借鉴意义。

二氧化硅气凝胶是目前已知最轻的固体材料，具有热导率低、孔隙率高和比表面积大等优点，被誉为新型超级保温隔热材料。然而，二氧化硅气凝胶自身存在力学性能差和制备成本高的问题，大大限制了其在保温隔热领域大规模推广应用。本文简述了二氧化硅气凝胶合成技术和力学性能增强方法，从制备过程控制、老化条件优化、热处理、纤维复合和高分子聚合物复合等方面分析了其对气凝胶性能和工艺的影响，重点介绍了近年来二氧化硅气凝胶保温隔热材料应用在航空航天、军工领域、工业管道、建筑保温以及新能源汽车等领域的研究进展，总结了其在各领域应用的技术挑战。指出未来需进一步拓展二氧化硅气凝胶的使用温区，利用共前体和化学交联等方法增强高温下的隔热性能，同时解决气凝胶纤维复材“掉粉”和微米级粉体分散不均匀等难题，尤其是新能源汽车等新兴应用领域发展迅猛，未来仍需针对新的应用需求对其合成技术进行设计和优化。

受自然界超浸润现象的启发，三维超浸润多孔材料因其具有独特的油水分离优势受到科研工作者的广泛关注。本文首先分析了三维超浸润多孔油水分离材料的表面浸润性基础模型，包括Young模型、Wenzel模型和Cassie­Baxter模型；随后指出设计三维超浸润多孔材料的关键是调控材料的表面能和纳微结构，总结了三维超浸润多孔材料存在的独特优势，包括空隙率高、密度小、质地轻、比表面积大等特性；揭示了常见的三维超浸润多孔材料的油水分离原理，包括表面介质或基团对油滴/水滴的吸附效应以及不同亲疏性的选择效应。基于此，概括了不同种类三维超浸润多孔材料在油水分离领域中的研究进展，包括三维超浸润多孔海绵、三维超浸润多孔泡沫、三维超浸润多孔气凝胶，并针对不同类型三维超浸润多孔材料在油水分离过程中存在的独特优势和缺陷进行了总结，指出三维超浸润多孔材料在实际应用中存在的问题和挑战，并对研究出机械性能稳定、回弹性好、具备持久分离效果的三维超浸润多孔材料进行了展望。

全氟聚醚（PFPE）聚合物具有极低的表面张力、低摩擦系数、优异的润滑性能和良好的疏水疏油性能，被广泛用作航空航天、核工业、真空、电子等领域的润滑材料以及合成功能复合材料的反应中间体。近年来，基于PFPE聚合物的含氟功能复合材料在一些新兴领域受到广泛关注。本文首先介绍了PFPE聚合物在润滑材料领域最新的研究进展，重点阐述了目前PFPE润滑剂在抗磨、防锈和PFPE基础油抗爬移方面存在的不足，并分析了其原因；其次概述了PFPE聚合物在功能涂层、含氟聚氨酯材料、氟橡胶以及类玻璃（Vitrimers）材料方面的研究进展和应用前景，并介绍了一些含氟功能复合材料的制备工艺；最后展望了PFPE聚合物未来的研究重点和发展趋势，旨在为拓宽PFPE聚合物的应用领域，开发高附加值的PFPE衍生产品提供思路。

针对聚丙烯蜡相变材料难以乳化分散、离子交联定型的问题，利用聚丙烯酸（PAA）羧基的亲水性，易离子化特性，设计了低聚合度聚丙烯酸（PAA）接枝聚丙烯蜡，以自乳化方法制备聚丙烯蜡乳液，通过常温离子交联，在水介质中、短周期内制备了聚丙烯蜡固-固相变材料（PPW SS-PCMs）。首先利用红外光谱仪、核磁共振波谱仪、扫描电子显微镜分析测试，探讨了丙烯酸的浓度及瞬时浓度对聚丙烯蜡（PPW）接枝产物自乳化能力的影响。然后，利用偏光显微镜、X射线衍射仪、差示扫描量热仪、热重分析仪对PPW接枝产物及PPW SS-PCMs的结晶性能、热稳定性做了测试和分析。结果表明：随着丙烯酸（AA）质量占比升高，定型相变材料的相变焓随AA含量的提升而下降。在一定范围内，通过提高AA瞬时浓度能提高改性PPW的自乳化能力，减少定型组分添加量。当AA、PPW、BPO质量比为0.36∶1∶0.05及滴加速率为9mL/min时，所制备的PPW SS-PCMs的结晶温度为52.46℃，结晶焓为-53.61J/g，储能效率为81.26%，具有较好的热稳定性。

二维材料具有独特的层状结构、稳定的物理化学性质等特点。近年来，由二维材料层层堆叠构成的二维膜在膜分离领域展示了非同凡响的应用潜力。本文采用成膜中共混方法将La³⁺插入到MoS₂膜层间，利用原子力显微镜（AFM）和X射线光电子能谱仪（XPS）技术表征了MoS₂片层结构和成分；利用扫描电镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）技术表征了膜结构与层间距；通过加压过滤装置和渗透装置考察了La³⁺-MoS₂膜的渗透截留性能。实验结果表明，La³⁺插层改性后的MoS₂膜由于层间距增加而显著地提高了纯水通量，La³⁺-MoS₂膜的纯水通量相较于MoS₂膜提高了约18.5倍。La³⁺-MoS₂膜对分子量300~800g/mol染料表现出了基于空间位阻理论的截留作用，对金属离子（Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺）表现出了基于Donnan排斥理论的截留作用。重复性实验中，La³⁺-MoS₂膜对Na⁺的截留率仍能维持在95%以上，表现出了良好的性能稳定性。

木质纤维素生物质是储量丰富的可再生资源，在能源、化工及医药领域具有广阔的应用前景。木质纤维素各组分因氢键和共价键的存在而结合紧密，需经酸、碱、高温、有机溶剂等预处理后才能高效酶解利用，其水解产物的主要成分为己糖（60%~70%，葡萄糖为主）和戊糖（30%~40%，木糖为主）的混合物。本文主要针对水解液中木糖和葡萄糖的共利用效率相关问题，以基因工程改造微生物利用木糖和葡萄糖共发酵生产醇类、生物油脂、γ-聚谷氨酸及有机酸等生物基化学品为主线，从代谢途径重构、基因水平调控及发酵技术优化等方面综述了近年来的研究进展。最后，从菌株筛选、基因与代谢工程调控、细胞固定化、产物处理及发酵工艺等层面总结了该领域目前的研究特点、技术瓶颈和未来的研究方向与思路。

熔融结晶技术是利用被分离物质各组分间凝固点的差异，通过控制热量的输入和移出，使被分离组分从熔融液中结晶析出，经洗涤、发汗等操作，实现目标组分分离纯化的一种结晶技术。熔融结晶分离纯化技术由于具有不需要使用溶剂、能耗低、设备体积小、能得到高纯产品等优点，在有机化合物的分离纯化领域得到了广泛应用。本文简述了熔融结晶的方式，介绍了熔融结晶器的类型，综述了熔融结晶技术分离纯化有机同分异构体、有机化工原料、日用品、食品和药品的研究进展，分析了熔融结晶技术分离纯化有机化合物过程中存在的问题，展望了熔融结晶技术分离纯化有机化合物的发展方向。文中指出：随着熔融结晶技术的发展，以提高产品质量，减小能耗和降低成本为目的的耦合熔融结晶技术已成为熔融结晶技术发展的方向。以包含熔融结晶设备、工艺、晶体成核和生长动力学、发汗机理以及传热传质模型的系统工程将会成为熔融结晶分离纯化有机化合物的研究热点。

针对油气田开发对压裂支撑剂的性能要求愈来愈高的产业重大需求，油田化学领域运用现代化学理论与技术，开展了一系列卓有成效的压裂支撑剂化学覆膜改性研究和产品研发，为油气工业的快速发展做出了突出贡献。本文从化学和工程两个视角，系统阐述了压裂支撑剂化学覆膜改性的研究方向。化学角度，主要研究方向包括：在支撑剂表面涂层构成化学覆膜、通过化学手段科学改变支撑剂表面特性、化学涂层与改性并举。工程角度，大致分为三个重要研究方向：一是通过在石英砂、陶粒等支撑剂表面涂敷覆膜来提升支撑剂强度；二是通过在石英砂、陶粒等支撑剂表面涂敷覆膜来降低整个支撑剂的相对密度（如自悬浮涂层技术等）；三是石英砂、陶粒等支撑剂表面涂敷覆膜实现堵水疏油的功能。本文还简要阐述了树脂覆膜支撑剂、疏水支撑剂、憎水憎油支撑剂、自悬浮支撑剂、自聚型支撑剂、无机聚合物涂覆支撑剂以及功能性支撑剂等主要产品的特性。展望支撑剂未来的发展趋势，提出支撑剂应向多功能、高性能、小尺寸和智能化方向发展以及开发出更加适合无水压裂的支撑剂和原位生成型自支撑压裂体系。

采用“一锅法”，通过Michael加成法以及逐步升温缩聚法，调节起始剂和丙烯酸甲酯的比例，合成了一系列超支化聚酰胺-胺（h-PAMAM）破乳剂，并应用数字化技术控制产品质量更加稳定，考察了添加量、破乳温度及沉降时间对破乳性能的影响，并探究界面张力和破乳过程中乳状液透射率与粒径的变化，分析其破乳机理。结果表明，在60℃、沉降时间为30min、破乳剂的添加量为40mg/L时，其脱油率达到95%。与商用破乳剂相比，超支化聚酰胺-胺因具有独特的超支化多位点以及酰胺基团和伯胺基团结构，用作破乳剂时界面活性高、沉降时间短。

为了回收利用油脂精炼过程中产生的副产品皂脚中的有效成分，利用超声波辅助技术将皂脚一步转化为脂肪酸，意在考量超声波辅助技术在皂脚酸化水解过程中的作用，并在超声辅助下探究工艺条件的影响。以产物酸价和得率作为考察目标，探究了超声辅助酸化水解对产物分布的影响。结果表明，超声的分散搅拌作用使得产物的酸价和得率得到提升。通过单因素和正交设计实验探究各因素对产物酸价和得率的影响，进而确定制备脂肪酸的最佳反应条件。实验结果表明，以甲酸为酸催化剂，在反应温度220℃、反应时间110min、超声功率1050W、超声持续时间7s的反应条件下，产物酸价和得率均得到最高值，分别为184mg KOH/g和79.9%；影响产物得率的因素从主到次：反应温度>超声持续时间>超声功率>反应时间。经气相色谱质谱联用仪分析表明，产物中脂肪酸含量达到97.4%；产物质量指标测定结果表明产物具有较高的质量，皂化值达到190mg KOH/g，碘值达到157g I/100g，不皂化物含量达到0.54%。

催化氧化技术具有氧化性强、矿化效率高等优点，是去除水中难降解有机污染物最有效的处理技术之一，催化剂的应用和研究是关注的热点，天然矿物催化剂储量大、价格低，在使用成本方面具有其他催化剂无可比拟的优势。本文综述了天然矿物催化剂在Fenton法、催化臭氧氧化法、活化过硫酸盐催化氧化法处理水中难降解有机污染物的研究进展和作用机理，分析了其反应条件、处理效果和催化活性位点等，指出含有丰富的金属元素的天然矿物可作为芬顿氧化和过硫酸盐氧化的催化剂，有些天然矿物可作为金属负载载体参与氧化反应，而存在表面羟基等活性位点的天然矿物可催化臭氧氧化和芬顿氧化反应，天然矿物催化剂能明显提高Fenton、臭氧、过硫酸盐氧化难降解有机物（ROCs）的能力，在污水处理方面具有应用前景。以期能够为今后天然矿物催化剂的开发和在水处理高级氧化技术中的应用提供有益参考。

全球气候变化是目前世界面临的严峻问题之一，CO₂等温室气体的过量排放是导致全球气候变暖的主要原因。碳捕集、利用和封存（CCUS）是现阶段解决全球气候变暖的必要手段，基于有机胺的化学吸收法因捕集效率高、烟气适应性好，成为目前燃煤燃气电厂捕集CO₂的关键技术路径。本文详细介绍了胺法CO₂捕集技术的基本原理及胺法CO₂捕集技术工艺流程，分析了新型吸收剂的开发、节能技术的优化等降低胺法CO₂捕集技术再生能耗和成本的关键手段。结合研究现状以及烟气胺法CO₂捕集需求，对其未来的发展趋势进行展望。

UiO-66系列金属有机骨架（MOFs）材料因具有较高的比表面积、丰富的孔结构、优异的结构稳定性和类半导体特性而广泛应用于污染物的吸附和催化领域。文中指出：液相有机污染物主要通过物理吸附、静电、氢键、π-π相互作用被UiO-66基材料吸附去除，同时由于电性等性质差异，UiO-66基材料可从性质差异显著的多种有机污染物中选择性吸附污染物，而气相有机污染物主要通过氢键或UiO-66基材料孔道被吸附去除，同时环境中的水汽对污染物的吸附去除具有显著影响；针对光催化，由于载流子的快速复合，纯UiO-66基材料具有较低的光催化活性，通过与半导体材料复合可显著提高材料载流子分离速率，同时活性位点高度均匀分散在UiO-66基材料表面，利于光的激发及污染物与活性位点的充分接触，进而显著提高材料的光催化活性。与此同时，本文也提出了UiO-66基材料在有机污染物吸附和去除中的不足之处。最后展望了UiO-66基材料的发展前景。

浸没式粉末活性炭-好氧膜生物反应器（powdered activated carbon-aerobic membrane bioreactors，PAC-AMBRs）是一种利用PAC吸附性、微生物降解性和膜分离特性的新型废水处理技术。本文重点分析了近20年来浸没式PAC-AMBRs系统直接投加PAC缓解膜污染机制的研究成果，探讨了PAC通过对污泥絮体和溶解性有机物的综合影响缓解膜污染的机制，分析了PAC投加量和补充率对膜污染的影响。通过分析可知PAC缓解膜污染是一个综合作用的结果。以PAC为载体形成的污泥絮体在膜表面形成结构疏松和抗压性强的滤饼层，不仅能有效降低滤饼层阻力（cake resistance，R_c），还可以作为自成型动态膜截留溶解性有机物和悬浮微生物等来减少此类污染物造成的膜污染。PAC通过吸附和/或表面附着的微生物降解溶解性有机物的协同作用降低其造成的过滤阻力。定期排出和补充一定量的PAC可以提高缓解膜污染的效率。

菌藻共生系统不仅能够高效去除污水中的氮磷、重金属、抗生素等污染物，而且还能够捕集并固定二氧化碳，因而受到日益广泛的关注。本文介绍了菌藻共生系统对抗生素类污染物的去除途径，包括生物降解、生物吸附、生物累积等，其中生物降解是菌藻共生系统去除抗生素的最主要途径；同时简述了降解抗生素的生物反应器类型，主要可分为悬浮生长系统和固定化生长系统。本文还重点介绍了菌藻共生系统应对抗生素胁迫的短期和长期响应机制，短期响应主要是通过产生活性氧（ROS）并激活SOS响应，长期响应则具体表现在抗生素抗性基因的富集转移和微生物群落的演替进化等方面。本文为菌藻共生系统用于去除废水中抗生素类污染物提供了理论依据和技术参考。

由于HPF法焦炉煤气脱硫工艺会产生危害极大的脱硫废杂盐，本文以回避传统提盐法存在的工艺流程长、产品收率低等难题为出发点，提出硫酸铜沉淀硫氰酸根、微纳米气泡氧化硫代硫酸根、石灰表面强制沉淀硫酸根同步制氨的新技术。在实验室配制模拟脱硫废杂盐，优化新技术反应条件，实验表明，当[Cu²⁺]∶[SCN^-]摩尔比为1.2、温度为40℃、初始废液硫氰酸根浓度大于300g/L、反应80min后，SCN^-最佳去除率为99.20%；当pH=1、温度为50℃、初始废液硫代硫酸根浓度为50g/L、反应420min后，S₂O{}_{\mathrm{3}}^{\mathrm{2}-}去除率为95.18%；当[Ca²⁺]∶[SO{}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{2}-}]摩尔比为1.5、反应温度为20℃、初始废液硫酸根浓度为500g/L，并加入5g直径5mm PP球充当研磨介质，反应240min后，SO{}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{2}-}去除率为91.11%。

湿法冶金、三元前体制备等过程均会产生含硫酸钠与硫酸铵的高盐废水。研究高盐废水中硫酸铵的结晶动力学，并考察常见金属离子的影响规律对高盐废水处理具有重要意义。本文以含硫酸钠与硫酸铵混合溶液中硫酸铵的结晶过程为例，系统考察了硫酸铵的结晶动力学及铁、铝、锰、铬对硫酸铵结晶的影响规律。含硫酸钠与硫酸铵混合溶液硫酸铵结晶动力学研究结果表明，硫酸铵生长速率和成核速率方程分别为为B=\mathrm{1.303}\times {\mathrm{10}}^{-\mathrm{16}}{G}^{\mathrm{1.069}}{M}_{\mathrm{T}}^{\mathrm{1.801}}，G=\mathrm{15.708}{\sigma }^{\mathrm{1.387}}；在硫酸钠与硫酸铵混合体系中，溶液过饱和度影响硫酸铵成核及生长速率，溶液过饱和度减小，晶体的成核及生长速率都会减小，与单体系硫酸铵结晶动力学结果相比，动力学参数均有所下降。铁、铝、锰、铬对硫酸铵结晶的影响规律研究结果表明，铁、铝抑制了硫酸铵晶面生长，结晶粒度减小；锰、铬对硫酸铵结晶有一定的促进作用，结晶粒度增大。金属离子改变了硫酸铵晶习，锰使结晶呈现三棱柱状，铁、铝使硫酸铵结晶片状生长。不同金属离子条件下的结晶动力学方程表明，铁和铝对结晶成核过程作用更为显著，锰和铬可以促进硫酸铵生长过程。

漆酶是一种多铜氧化酶，在空气条件下即可催化氧化多胺、多酚类有机物，被认为是水处理及土壤修复领域的绿色催化剂。纳米酶是一种具有酶催化活性的纳米材料，因其具有多功能性、低成本、高稳定性等优点，近年来引起广泛关注。因此，本文以尿素水解过程中产生的异氰酸根离子为模板剂，与Cu(NO₃)₂溶液反应制备具有漆酶活性的多级结构羟基硝酸铜[H-Cu₂(OH)₃NO₃]纳米酶。其催化活性是传统Cu(NO₃)₂与尿素水解法制备的羟基硝酸铜的1.85倍，其最大反应速率是漆酶的1.27倍。H-Cu₂(OH)₃NO₃纳米酶在不同pH、温度、储存时间和盐浓度条件下体现良好的催化稳定性。在重复利用12次后，保持58%的催化活性，体现出良好的重复利用性。而且H-Cu₂(OH)₃NO₃纳米酶具有降解土壤与地下水中常见的2,4-二氯苯酚、对苯二酚、2,6-二甲氧基苯酚和邻氨基苯酚等酚类污染物的能力，其降解效率接近甚至优于漆酶。此外，通过对照实验与理论分析，提出H-Cu₂(OH)₃NO₃纳米酶的可能催化机理。

针对稀土尾矿废水的成分复杂和低化学需氧量（chemical oxygen demand，COD）的水质条件，采用厌氧氨氧化包埋填料进行处理。首先进行了厌氧氨氧化包埋填料的适应和驯化，然后分别探究了厌氧氨氧化包埋填料单独处理稀土尾矿废水和耦合反硝化包埋填料处理稀土尾矿废水的脱氮性能。结果表明，厌氧氨氧化包埋填料对稀土尾矿废水有良好的适应性，采用阶梯式底物和缩短水力停留时间（hydraulic retention time，HRT）的运行策略进行适应和驯化后，总氮去除负荷（nitrogen removal load rate，NRR）最高可达0.99kg N/(m³·d)，较适应和驯化前提高了8.39倍。高通量测序结果表明，厌氧氨氧化优势菌属（Candidatus Kuenenia）的相对丰度从5.53%上升至35.67%，实现了有效富集，而适应和驯化前的优势菌属（Candidatus Brocadia）不适应环境被淘汰。面对原水氨氮浓度波动时，厌氧氨氧化包埋填料单独处理稀土尾矿废水的NRR最高可达1.02kg N/(m³·d)，出水氨氮的平均浓度为3.98mg/L，氨氮和亚硝酸盐氮的去除率达到94.43%，可以节省60%的有机碳源。控制C/N比为1.5∶1，成功实现了厌氧氨氧化包埋填料与反硝化包埋填料的耦合，厌氧氨氧化包埋填料的活性没有受到明显影响。出水总氮的平均浓度为0.65mg/L，总氮去除率平均为95.6%，理论上可以节省84%的有机碳源。

采用二(2-乙基己基)磷酸酯（P204）-磺化煤油萃取体系从高硫酸氰化尾渣矿浆电解液中富集铁离子，重点研究了P204浓度、相比(O/A)、振荡时间、振荡频率及温度等对Fe³⁺萃取率的影响及其萃取过程。研究表明，在P204体积分数为25%、电解液pH为1.5、温度25℃、O/A=1∶1、振荡时间10 min、振荡频率180r/min的条件下，电解液中Fe³⁺的单级萃取率可达97.73%以上，饱和萃取容量可达到21.57g/L。Fe³⁺在有机相中的萃取富集主要归因于其与P204分子结构中羟基的阳离子交换反应以及磷酰基的配位反应，形成的配合物为FeSO₄A(HA)₃与FeA₃(HA)₃。在草酸1mol/L、O/A=1∶1、振荡时间10min、振荡频率190r/min的条件下，负载有机相中Fe³⁺的单级反萃率可达82.64%以上，反萃液中铁主要以[Fe(C₂O₄)₃]^3-、Fe(C₂O₄)⁺、\mathrm{F}\mathrm{e}({\mathrm{C}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}{)}_{\mathrm{2}}^{-}、FeSO₄(C₂O₄)^-形式存在，Zn²⁺浓度仅0.628mg/L，未检测到Cu²⁺，反萃后有机相仍具有较好的萃取性能。

苯酚是煤炭气化废水中一种典型的有机污染物，其处理受到广泛关注和研究。本文采用连续驯化和平板划线法从焦化废水和气化废水中筛选出两种苯酚高效降解菌株，分别命名为JHFS-1和QHFS-1；通过苯酚溶液的微生物降解实验研究了温度、pH、摇床转速、细菌接种量、Cu²⁺和Mn²⁺等对苯酚降解效果的影响，还考察了模拟煤炭气化产生的煤气洗涤水的微生物净化修复效果。结果发现：经16S rDNA基因测序和微生物学鉴定，两种菌株均为醋酸钙不动杆菌（Acinetobacter calcoaceticus）；30℃、pH=6.0、摇床转速120r/min、接种量13%是苯酚的最优降解条件，经24h处理，苯酚降解率可达94.31%；Cu²⁺对JHFS-1降解苯酚有一定的抑制作用，Mn²⁺一定程度上促进JHFS-1对苯酚的降解；微生物对苯酚的降解遵从羟基化途径和羧基化途径；JHFS-1菌可有效降解煤气洗涤水中的有机污染物，其总有机碳（TOC）降解率达58.43%。

针对煤化工废水中存在的高浓度油及油泥的问题，本研究制备了高电荷、低聚合度的无机复合材料和低电荷、高聚合度的有机复合材料，探究无机、有机复合材料协同作用下对煤化工废水中油及油泥的聚结分离效果以及对废水中有机物的去除特性。结果表明，无机、有机复合材料在复合比例为500∶1的条件下，废水中油和固体悬浮物（SS）去除率分别达到55%和98%；现场试验发现，无机、有机复合材料对油含量1700~2000mg/L，SS含量为1500～2000mg/L的废水，油和SS的去除率一直稳定于50%和95%左右，表现出较好的稳定性；进一步对废水中典型有机物的去除效果研究可知，该复合材料同时也对废水中各类有机物有较好的去除效果，多环芳烃（PAHs）、苯系物和酚类物质的去除率可达到82.85%、41.9%和37.56%。可以发现，无机、有机复合材料可有效解决煤化工废水中油及油泥的去除问题，具有广阔的产业化应用前景。

为进一步探索新型高效的复合式湿式除尘方法，基于表面活性剂增效润湿、喷雾降尘、水膜捕尘理论，构建了喷雾协同金属网栅除尘试验装置，通过对表面活性溶液性质的测试，优选出AES、LAB-35、X-100共三种活性剂进行试验，探究风速、喷雾压力、网孔目数、网栅层数和粉尘浓度对除尘性能的影响规律。研究结果表明：除尘效率随着风速增大呈现先逐渐升高、后缓慢下降的趋势，当风速为0.8m/s时达到峰值；随着目数、层数、喷雾压力增加，除尘效率有所升高，同时导致系统阻力或耗水量的增加，需要综合平衡；入口粉尘浓度的增大致使除尘效率先增大然后降低，当浓度为400mg/m³时，效率最高达96.74%；三种表面活性雾滴中，0.4%LAB-35雾滴除尘效率最高，其次为0.4%AES雾滴，最低为0.4%X-100雾滴。综上，与纯水喷雾联合金属网栅除尘相比，表面活性喷雾具有较好的增效作用，能够为新型湿式除尘设备的研发提供参考。

总结了2022年度国家自然科学基金委员会化学工程与工业化学（B08）领域科学基金各类项目的申请、受理和资助概况，对B08下属16个二级代码的基金申请与资助分布情况进行了分析，为下一年度国家自然科学基金项目申报提出了建议。