车用汽油质量升级是世纪之交的国家重大需求，中国炼油工业基于自身的技术力量，设计了正确的技术开发策略，提出具有原创性的多产异构烷烃催化裂化（MIP）技术，由此开发出适应不同排放阶段汽油生产的中国自主技术及相应的技术路线。本文回顾了MIP技术诞生之初的国际环境、当时国内催化裂化技术面临的难题以及MIP技术在汽油质量升级过程中的作用和技术开发策略。文中指出，需基于市场需求，对MIP技术持续迭代，使其在激烈的竞争环境下始终保持强劲的生命力。

目前我国甲醇产能接近9800万吨、产量8000万吨，表观消费量约占世界总量的60%，自给率达90%以上，但以煤为主天然气和焦炉气为辅的原料格局导致甲醇生产每年产生2亿吨CO₂排放。文章指出：在碳中和背景下，随着以电力领域为代表的烟气CO₂捕集工作的深入开展、绿电装机规模的不断增加，将有越来越多的CO₂和绿电以产品形式存在，捕集1t CO₂的综合成本达到300元左右。在该成本边界下，如不能将捕集获得的CO₂进行资源化利用带来效益，将会对双碳目标的达成带来不利影响，因此如何对CO₂进行转化利用成为研究热点，将CO₂加氢合成绿色甲醇则是一个很好的解决方案，并且相关研究和工业开发也逐渐掀起热潮。本文从政策驱动、工艺优势、降碳效应、绿电及CO₂转化消纳、市场需求、甲醇产业升级6个方面进行了分析，认为发展绿色甲醇是实现碳中和目标重要且必要的举措之一。

填料塔作为化工单元操作过程中重要的汽液传质设备，因具有传质效率高、整塔压降低、能耗低等优点，已经成为精馏操作中的关键设备。液体分布器是填料塔中重要的塔内件，其结构形式直接关系到液相物料在塔内的分布情况，从而影响填料塔的分离效果。本文系统介绍了液体分布器的发展现状，从自然流分布、径向分布系数等方面详细总结了分布质量对填料塔分离效率的影响；深入分析了国内外关于各种结构类型的液体分布器的理论研究以及设计优化过程；并总结了不同液体分布器分布质量评价方法的适用场景。文章最后对液体分布器的发展进行了展望，为液体分布器的设计与优化提供了思路。

绕管式换热器壳侧的流动及传热特性对大型液化天然气/浮式液化天然气装备设计和优化具有重要意义。本文建立了两相流动沸腾数值模型以预测壳侧流型、压降及其传热效果。通过耦合VOF模型、相变传质模型和表面张力模型，探究了不同质流密度、干度等因素对壳侧流动传热特性的影响，并通过绕管式换热器流动换热实验平台进行了实验验证，证明了模拟所得规律与实验结果有良好的吻合性。结果表明：压降随干度的增加而增加；传热系数随干度的增加有所减小；壳侧制冷剂在不同干度下主要呈现柱状流、滴状流、气状流等流型。本研究为设计和优化绕管式换热器提供了理论基础。

对二甲苯（PX）是石油化工中最重要的芳烃原料之一。随着对PX的需求日益增长，迫切需要开发一种成本更低、效率更高的对二甲苯生产工艺。本文将超声引入到PX结晶过程，分析了不同工况下PX的超溶解度、介稳区宽度和诱导期等数据。基于经典成核理论，探究了PX的结晶特性和超声强化PX的作用机制。结果如下：超声减小了PX结晶过程的介稳区宽度和诱导期，加快了晶体成核速率，并避免了爆发成核。当过饱和度低于1.055时，PX成核机制为非均相成核；当过饱和度高于1.055时，PX为均相成核。晶体生长机制为连续生长。超声降低了PX的临界成核半径和临界成核自由能，也降低了两种成核机制对应的界面张力和表面熵因子，同时提高了体系的扩散系数。当超声功率从0变化到88W时，晶体成核速率常数增大了22.4倍，扩散系数增大了11.86倍。所得结论可为PX结晶工艺的改进提供参考。

在微小型燃烧器内进行了正庚烷的预混燃烧实验，研究三种不同的燃烧模式，即均相燃烧（HMC）、异相燃烧（HTC）、均相燃烧与异相燃烧同时发生的耦合燃烧（CC），包括三种燃烧模式下不同输入功率（P=20~70W）和当量比（Φ=0.55~2.5）的正庚烷的稳燃范围、转化率、燃烧效率、气相产物分布特性、壁面最高温度以及壁面沿程温度的特性。结果表明：CC模式的稳燃范围最小且同时受到HMC贫燃极限和HTC富燃极限的限制。HMC和CC燃烧模式下正庚烷转化率较高，在Φ≤1.6时，转化率超过90%。HTC工况下正庚烷转化率仅为16%~31%，产物CO₂选择性高，其他可燃气体基本没有。当Φ≥1.0时，CC的燃烧效率大于HMC，其原因在于CC模式下不完全燃烧产物（如H₂、CO、C₂H₄、C₂H₂等）含量较小，完全燃烧产物CO₂含量高。三种燃烧模式的最高壁面温度呈现出T_max-HMC＞T_max-CC＞T_max-HTC的趋势。CC燃烧模式无明显热点，具有更长的反应高温区和更均匀的壁温分布，燃烧效率高，对热电系统、热光伏系统的实际应用有较大意义。

化学热泵可以高效地对低品位热进行提质，特别是在高温热泵方面比常规热泵系统更具独特的优势。氨基甲酸铵（AC）可以在20~100℃之间发生分解反应，且反应焓高达2010kJ/kg。本文对热泵工况下氨基甲酸铵/乙二醇溶液分解反应器进行了模拟，研究了热泵工况下不同反应条件（溶液浓度、溶液流速、热源温度）对分解过程的影响，并对AC分解反应器的管形和结构进行优化分析。结果表明热源温度越高，停留时间越长，平均转化率和反应速率越高，而溶液浓度对分解反应过程产生的影响不大。流速研究范围内平均转化率提高了5~11倍，反应速率提高了2~4倍，热源温度研究范围内平均转化率可提高2~4倍。基于参数影响规律，利用数值模拟和响应曲面分析优化了反应器的结构参数，如螺旋半径、螺旋管直径和螺旋圈数等。结构优化后，平均转化率提高至50.3%，最终获得了适用于热泵工况AC分解的反应器结构，为搭建基于氨基甲酸铵的热泵系统奠定了基础。

针对环路热管启动与温度波动问题，采用烧结法制备了镍材毛细芯体，研究了环路热管系统在不同热负荷下的启动特性，分析了不同热负荷和充灌率对温度波动的影响，同时分析了系统变负荷运行特性以及在不同热负荷、充灌率下系统热阻变化情况。研究结果表明，热管在5~25W加热功率下均可成功启动，功率越大启动越迅速；低负荷下热管的蒸发效率远远小于冷凝效率，加热功率在20W左右时蒸发效率与冷凝效率相等；较小负荷下启动均存在温度波动，热负荷至20W后温度波动现象消失；相同条件下大充灌率温度波动明显；热阻随着热负荷的增加而减小，负荷越小对热阻的影响越大；在低负荷下，充灌率对热阻的影响较大，反之较小；实验条件下，充灌率为60%时热阻最小，系统传热最好。

中低温煤焦油（LTCT）是一种高密度、高黏度的重质油品，加氢处理是对其清洁化利用的重要手段，其过程主要在滴流床反应器（TBR）内完成。气液分配器作为TBR中的重要部件，影响着反应器中催化剂床层的表现。本文建立了基于Euler-Euler方法的计算流体力学（CFD）模型，并根据已报道的文献冷模实验结果完成模型验证，对LTCT和氢气在4种分配器（泡罩型、多孔烟囱型、齿缝烟囱型和气提管型）中的流动进行了模拟，对比分析了分配器液相的分布、流动行为以及进出口压降；并且引入液体分布不均匀度（M_f）概念，对4种分配器的气液分配效果进行了定量评价。结果表明，LTCT通过泡罩型分配器后的液相覆盖范围最广；泡罩型分配器在y=-200mm截面处M_f为0.13，分配效果最好，且气液两相流集中现象不严重。

为提高复杂精馏塔模拟的收敛性能，改进了一种恒热传输模型，以将其拓展到复杂精馏塔中，并基于此提出了一种新的通用精馏模拟初始化方法。通过简单计算，所提出方法即可较好地估计复杂精馏塔的温度、流量以及组成沿塔板的分布。通过两个实际精馏分离过程案例，验证了所提出的初始化方法，并与经典初始化方法进行比较。结果表明，所提出初始化方法与经典初始化方法耗时相近，但所获初始分布与最终模拟结果更为接近，从而有效减少了模拟迭代次数，而对于难收敛的非理想体系精馏过程模拟，基于该方法也可以获得收敛。

微混合器作为微流控设备的重要组成部分，广泛应用于生化领域，由于在微通道下流体流动为层流，混合较差，对于快速反应，混合是影响效率的主要因素。本文对影响混合效率的3种微混合器结构进行了数值模拟，通过变化微混合器的通道宽高比、发散处最大宽度、碰撞处错位高度3个结构参数，模拟研究其在层流下的混合性能。结果表明，流体碰撞处错位高度对混合性能影响最明显。对模拟结果最佳的微混合器（MST）进一步优化其结构得到新的微混合器（MTT），将MTT与MST及普通T型微混合器（MT）进行比较。MTT微混合器出口处的混合指数达到81%，而普通T型微混合器在相同的条件下只有5.3%。通过模拟分析混合过程，有效改善了错位碰撞型微混合器的结构，有利于提高流体混合效率，提高反应速度。

溶剂脱沥青可拓宽原料组成及性质限制范围，避免高残炭及高金属含量制约，与转化工艺灵活组合可处理分子量大、氢含量低、杂质含量高的渣油、油浆及油砂沥青等，显著提高转化率、降低装置操作苛刻度、提高经济效益。本文分析了溶剂脱沥青技术特点及国内外工业化溶剂脱沥青技术应用情况和实施效果，综述了以溶剂脱沥青技术为上游或下游工艺的氢转化、裂化、气化等组合工艺最新进展。以低碳数烃类、CO₂及其改性剂、共沉淀剂分类阐述了溶剂作用及研发进展，分析了塔及内构件结构优化、设备改造的新技术，指出未来仍需对溶剂脱沥青技术进行更多基础和优化研究。提出进一步提高抽提效率、降能耗，扩大在非常规原油改质中的应用，将劣质油/油砂/未转化油直接或间接转化为高附加值化学品等可能是溶剂脱沥青技术的未来发展方向。

由水合物生成与聚集引起的堵塞一直是深水油气流动安全保障领域面临的棘手问题。水合物阻聚剂（AAs）因可防止水合物颗粒聚集而成为降低水合物风险的有效方法之一。本文基于作者课题组在水合物抑制技术方面的研究工作，分别梳理表面活性剂型和固体颗粒型水合物阻聚剂的构效关系。同时，调研国内外宏观-微观-分子不同尺度的阻聚性能测试手段，包括高压搅拌反应釜、摇摆槽、流动轮和流动环路，以及微观力测试仪和分子动力学模拟。基于上述实验装置和分子模拟研究结果，总结了不同类型阻聚剂对水合物的作用机理，特别是乳化和吸附机理。最后分析现有水合物阻聚剂存在的问题，并展望了水合物阻聚剂的未来发展方向。这为将来适用于南海深水油气田的高效、绿色和经济水合物AAs的开发提供重要的技术支持。

随着经济和社会的发展，国家对能源的需求量越来越大，这与化石能源短缺、环境污染、温室效应等问题相矛盾，因此寻找高效清洁的替代燃料势在必行。氨的体积能量密度较高、成本低且完全燃烧时产物的污染性小，具有成为新时代绿色能源的潜力。但它的燃烧性能较差，通常需要掺混煤、CH₄和合成气等燃料来改善。本文主要介绍了含碳掺氨的煤掺氨和甲烷掺氨混合燃料在基础燃烧特性和燃烧应用优化方面的研究进展。总结了不同燃烧策略及燃烧器设计中掺混氨燃料的燃烧特性和排放规律，为未来工业化应用研究提供一定的参考。但在实际应用氨燃料过程中仍存在不少挑战，未来可进一步对优化分级燃烧的策略、改善相关燃烧设备的结构、调整含氨燃料的喷射方式等方面进行研究，以实现高效低污染氨燃料的应用目标。

反应器压降升高是影响固定床渣油加氢装置长周期运行的重要因素。选取三套加工不同典型原料的工业渣油加氢装置，分析不同位置不同种类运转后催化剂的杂质沉积和孔结构变化情况，采用扫描电子显微镜-二维元素分析方法对结块催化剂杂质沉积分布进行原位表征，获得渣油加氢装置杂质沉积规律。结合装置原料性质和运行工况，对反应器压降升高机理进行分析。结果表明，长周期运行过程中，前部反应器催化剂大量沉积金属杂质，积炭严重，催化剂孔结构发生显著变化；同时，在催化剂颗粒间隙沉积大量焦炭或含铁垢物，造成床层堵塞。Ni、V主要沉积在催化剂颗粒内部，Fe、Ca则沉积在催化剂颗粒之间或附着在催化剂外表面，结块催化剂颗粒间隙填堵大量焦炭。反应器压降升高遵循两种不同的机理或路径。原料Fe、Ca含量较低时，反应器下部脱金属催化剂因沉积金属Ni、V而失活，进而在催化剂颗粒之间形成大量积炭，导致床层板结、压降上升；原料Fe、Ca含量高时，Fe、Ca在床层上部保护剂颗粒间大量沉积，导致反应器堵塞，压降升高。在严格控制进料Fe、Ca含量的同时，还应针对性优化催化剂及其级配设计，延长运转周期。

以CaSO₄为载氧体，采用机械混合法制备了将军庙煤灰修饰的CaSO₄-Ash复合载氧体。借助TG-MS考察复合载氧体CaSO₄-Ash与将军庙煤的化学链气化反应特性，并对将军庙煤灰改性CaSO₄载氧体的作用机理进行了研究。结果表明：将军庙煤灰对CaSO₄载氧体有一定的改性作用。900℃时，与纯CaSO₄载氧体相比，CaSO₄-Ash复合载氧体表现出良好的反应活性和稳定性，CaSO₄-Ash复合载氧体化学链气化产生的CO量明显增多，产率也更加稳定。X射线衍射分析表明，CaSO₄-Ash复合载氧体中存在少量的Ca₂Fe₂O₅和Fe₂O₃，它们附着在CaSO₄表面，作为CaSO₄晶格氧传输的中介，起到促进CaSO₄晶格氧迁移的效果。通过Jade软件计算纯CaSO₄载氧体和改性后的CaSO₄载氧体的晶格常数和晶格体积，并结合拉曼光谱和电子顺磁共振光谱表征，证明了煤灰中Na⁺改性CaSO₄载氧体的机理。通过扫描电子显微镜测试，发现改性后的CaSO₄载氧体表面孔径结构更加清晰。

Cu-SSZ-13催化剂具有优异的CHA骨架结构，在机动车尾气脱硝领域具有很好的应用前景，目前在欧洲已经实现商业应用。为解决尾气中硫氧化物和水热冲击对Cu-SSZ-13骨架和活性位点产生的损害问题，对其进行改性是目前的研究重点。本文归纳了近年来针对Cu-SSZ-13催化活性位点的研究进展以及水热老化、硫中毒导致其失活的机理研究成果；重点论述了针对Cu-SSZ-13催化活性和耐受性能提升的最新改性方法（包括创建新型纳米结构、构建中毒牺牲位点、金属掺杂改性等），以期为提升Cu-SSZ-13催化性能和抗中毒性能研究提供新思路；对Cu-SSZ-13改性技术的未来发展进行展望，提出通过特定金属掺杂和新颖制备方法来控制沸石内的离子种类可实现调控活性位点的创新思路。最后针对性讨论了催化剂改性过程中需要解决的关键问题。

有机氯代物相对于溴代物和碘代物价格低廉且储量丰富，其通过羰基化反应合成的下游产品醛、羧酸、酰胺、酯在大宗化学品、精细化学品以及医药中间体等的生产上有重要应用。本文综合评述了氯代物羰基化反应合成高附加值化学品的重要性, 介绍了几种不同类型的氯代物（芳基氯代物、烯丙基氯代物、苄基氯代物、α-氯代酮、1,1-二氯-1-乙烯基化合物、烷基氯代物）羰基化反应（甲酰化反应、酯化反应、酰胺化反应和羧化反应等）在发展新型催化剂体系及高效合成目标产物方面的研究进展, 并对该类底物羰基化反应存在的难点以及未来发展方向进行了展望。未来发现更多类型的反应和催化剂体系，实现氯代物的温和羰基化是有机化学研究以及工业化生产的难题及热点。

单原子催化剂具有独特的物理和化学特性，在一些化学反应中优于传统催化剂，单原子催化技术已取得了长足的进步，有望成为下一代催化剂。文章追溯了单原子催化剂的概念起源，并采用文献计量学和专利统计学方法，运用多维指标分析了单原子催化领域相关论文和专利。结果表明，单原子催化基础研究和开发应用研究均处于技术上升期，中国在单原子催化领域处于国际引领地位。在基础研究中，中国科学院、清华大学、美国能源部表现出了超强实力；在开发应用研究中，尽管中国专利的申请量占绝对优势，但美国政府部门已为单原子催化剂工业化做好专利布局。高价值专利中以Pt原子与碳材料载体组成的单原子催化剂为最多。最后指出单原子极限下精确调节催化材料是单原子催化剂工业化制备面临的挑战。

在质子交换膜燃料电池（proton exchange membrane fuel cell，PEMFC）中，出于成本和实用性等方面的考虑，氧还原反应所需氧气基本都来自于空气。而空气中存在的污染物，如SO₂、NO₂等都会导致阴极Pt催化剂中毒。因此，提高催化剂的抗毒性就成为推动PEMFC规模化实际应用的关键问题之一。本文介绍了PEMFC氧还原催化剂抗毒性的研究进展，并分析其抗中毒机理。目前，抗毒性阴极催化剂已取得一定的突破，其主要可分为铂基改性催化剂、非贵金属催化剂和非金属碳基催化剂，通过抑制毒化物与铂之间的电子作用、增强溢出效应、锚定金属原子、引入杂原子（如氮、磷）、采用不易中毒的金属等方式可增强催化剂的抗毒性。与此同时，抗毒性催化剂也面临一定的问题，如催化剂导电性下降、活性降低、制备复杂等。如何在保持催化剂活性和稳定性的同时，开发出具有良好抗毒性的催化剂已成为研究人员的重点研究方向。

为满足可持续发展的要求，光电催化在水分解制氢、CO₂还原和污染物降解等方面的应用由于其在储能和运输方面的可预测性优势而成为研究热点。金属有机框架（MOFs）材料具有高比表面积、金属/有机配体丰富、孔体积大、结构和组成可调等优点，在光电催化领域应用中具有巨大的潜力。因此，本文主要从水分解制氢、CO₂还原、有机污染物降解这三个方面，综述了MOFs材料在光电催化领域中的应用研究进展。首先简要介绍了近年来MOFs材料在催化领域的进展，总结了几种MOFs催化剂应用较广的合成方法，并就其优劣进行比较；其次分别介绍了MOF基光电催化剂在这几个应用方面的基本机理和最新研究进展；最后，本文对MOFs材料在光电极中的作用及其在光电催化领域所面临的机遇和挑战进行了简要的总结与展望。

苯酚是一种具有广泛应用价值的化工原料，氧气直接氧化苯制备苯酚是一条绿色的路径。本文设计并制备了一种新型醛酮树脂基非金属催化剂用于氧气直接氧化苯制备苯酚。通过X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、扫描电镜、X射线光电子能谱和N₂吸附-脱附等技术对催化剂的形貌、结构进行了表征。结果表明，制备的催化剂是具有大量羟基和羰基官能团的无定形碳材料，不同的酮对催化剂官能团的含量有影响。考察了所制备的催化剂催化氧气直接氧化苯制备苯酚反应的性能，优化了反应条件。在最佳反应条件下，苯酚的产率达到16.3%，其催化性能可与金属催化剂相媲美。此外，通过动力学研究表明该反应为一级反应并计算了各步骤的反应速率常数。结合表征、动力学实验和对照实验得出催化剂表面丰富的酮羰基是反应的活性位点，并据此提出了反应机理。

目前，吸附及催化氧化技术是去除挥发性有机化合物（VOCs）最为高效、经济、环境友好的方法。分子筛具有较大的比表面积、规整的微孔孔道和稳定的结构，因此其作为吸附剂及催化剂在工业VOCs的去除过程中有重要的应用价值。本文总结了近年来分子筛吸附VOCs的规律性研究以及分子筛微结构和表面性质对催化氧化的影响。其中影响吸附VOCs的关键因素包括分子筛拓扑结构、阳离子类型、孔道多极化、亲疏水性等；针对催化氧化技术，主要讨论了负载贵金属/非贵金属的分子筛催化剂，其中获得高效催化氧化VOCs催化剂的关键在于以下几个方面：以结构形貌适宜的分子筛载体为基础，构建有效调控金属物种粒子尺寸的制备方法；调控活性物种的化学状态及其与分子筛载体的相互作用；深入理解分子筛微结构、活性物种的状态等因素对催化性能的影响。

镁基储氢材料具有储氢容量高、价格低廉、在自然界中镁资源丰富等优点，被认为是最具有发展前景的一类固态储氢材料。由于MgH₂稳定性好且放氢焓值高（75kJ/mol H₂），氢分子在Mg表面解离能高及氢原子在镁晶格中扩散速率慢，导致吸放氢热力学稳定、动力学缓慢，从而限制了其在储氢方面的应用。对于镁基储氢材料性能的改善，目前已经取得了许多研究成果。本文综述了国内外镁基储氢材料的研究报道，归纳了镁基储氢材料的改性方法，重点阐述了合金化、纳米化和添加催化剂对于优化和改善热力学和动力学性能以及吸放氢机理的影响。最后对该领域的研究成果和发展前景进行了总结和展望，基于现有分析认为，在未来的研究中可以综合运用添加催化剂和纳米化改性双重机制对MgH₂体系热力学性能进行调控，以获得具有高容量、高性能的Mg/MgH₂储氢体系，满足商业化应用的要求。

氢的廉价制取、安全储运以及高效应用是目前氢能研究领域的重点，而安全、高效的氢储运是实现氢能规模化应用的技术关键，因此高容量固态储氢材料的研发具有重要的学术意义和应用价值。固体材料储氢因储氢密度大、安全系数高而成为最有前景的储氢技术，得到了研究者们的广泛关注。本文针对目前国内外固体储氢材料研究现状，论述了几种固体储氢材料的研究进展，包括物理吸附类储氢材料、金属基储氢材料、配位氢化物和水合物储氢材料。重点评述了固态储氢材料中最具发展潜力的镁基储氢材料，并阐述了合金化、纳米化、添加催化剂以及复合轻金属配位氢化物等几种改性方法对镁基储氢材料储氢机理、微观结构、热力学性能、动力学性能的影响。制氢-储氢-用氢一体集成化设计应是固态储氢尤其是镁基储氢产业化应用发展道路，而镁基固态储运氢技术的发展，将可能实现氢气安全高效及大规模储运。

离子聚合物-金属复合材料（IPMC）是一种电活性的智能软材料，由离子交换薄膜及其上下表面的柔性电极组成，其中柔性电极的优异性能对于提升IPMC的驱动和传感性能至关重要。目前专门针对IPMC传感的电极研究相对较少，而适用于IPMC驱动的电极一般也满足其传感的电极要求，因此本文从IPMC柔性电极的材料筛选、制备和柔性电极对驱动性能的提升策略方面综述了IPMC柔性电极的国内外研究进展。首先，简单概述了IPMC智能软材料的组成及其驱动、传感机理；其次，归纳整理了IPMC电极材料的种类和各类电极材料面临的问题，如金属电极易疲劳开裂且比电容较低的问题，导电聚合物电极的电导率较低等问题；最后，重点综述了改性柔性电极在提升IPMC驱动性能方面的研究进展并展望了其发展趋势，理想的IPMC柔性电极应兼具较高的电导率、较大的比电容和优异的稳定性特点，以期为IPMC智能软材料的开发和应用提供参考。

以微米级WS₂为原料、异丙醇为剥离介质，通过超声辅助液相剥离、液相级联离心和固液分离的策略制备二维WS₂纳米片，采用X射线衍射仪、拉曼光谱仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、热重-差示扫描量热联用分析仪等对二维WS₂纳米片的微观结构、形貌和热稳定性进行表征。借助四球摩擦磨损试验机考察二维WS₂纳米片作为锂基润滑脂添加剂的极压、减摩和抗磨性能，利用电子显微镜对钢球磨斑表面进行分析。结果表明，实现了不同片径二维WS₂纳米片的规模化制备，且所制备的样品晶型无破坏、晶格完整，具有较好的热稳定性；二维WS₂纳米片的片径对锂基润滑脂的摩擦学性能有显著影响，随着片径减小，其极压、减摩和抗磨性能均明显提升；当WS₂-3纳米片质量分数添加量为2.0%时，最大无卡咬负荷和烧结负荷较锂基脂分别提升63.3%和86.1%，摩擦系数和磨斑直径减小19.3%和34%。

在目前的废弃打印机和硒鼓处理中，废弃墨粉往往被忽略，导致弥散到空气中引发呼吸系统疾病。本文以废弃墨粉为吸光材料进行光热利用，采用两步法制备不同浓度的废弃墨粉-乙二醇苯醚纳米流体，研究其稳定性、光学性能和光热转换性能。结果表明：在不添加任何表面活性剂的情况下，废弃墨粉-乙二醇苯醚纳米流体具有较好的稳定性。添加废弃墨粉颗粒可以降低基液的透光率，增大消光系数，从而提高基液的光吸收能力。在光热转换实验中，每种浓度的废弃墨粉纳米流体都表现出较好的光热转换效果，本实验中最佳质量分数为0.04%，在经过1800s的辐照（辐射强度为1000W/m²）后，全程光热转换效率可达54.95%，比基液乙二醇苯醚提高了90.41%。本研究以期为废弃墨粉的转化与再利用提供新思路。

异质元素掺杂可以有效改善碳量子点的荧光性能，被广泛应用于碳量子点的改性。选取昭通褐煤为碳源，氯化钠溶液为电解液，硫脲为助剂，采用电化学氧化法完成N、S共掺杂碳量子点（N,S-CQD）的制备，荧光量子产率为1.60%。采用多种表征方法研究了N,S-CQD的结构、组成和光学特性。首先在结构组成方面，N,S-CQD是一类球形颗粒，尺寸分布均匀，平均粒径为1.66nm，其中主要存在C、O元素，还存在部分N和S元素；其次在光学性质方面，N,S-CQD在紫外光区吸收明显，荧光分析显示其最佳激发波长为280nm，最佳发射波长为313nm。最后基于Fe³⁺对N,S-CQD的荧光猝灭效应，将N,S-CQD应用于痕量Fe³⁺的检测，N,S-CQD对15~150μmol/L浓度范围内Fe³⁺的检测表现出较高的选择性和灵敏度，通过计算得出最低检出限L=1.22μmol/L，表明N,S-CQD可应用于痕量Fe³⁺的检测。

采用萃取法提取聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）在熔融缩聚时产生的环状低聚体，以及采用溶液解聚法制备PET环状低聚体，表征并对比了不同制备方法得到的环状低聚体的结构、组分分布及其热性能。结果表明：熔融缩聚中的萃取法以及借助二苯醚和正十六烷的溶液解聚法均能有效制备环状低聚体，其中二苯醚法得到的产率最高，达80%，而萃取法得到的产率最低；制备的环状低聚体中环状三聚体含量最高，萃取法和二苯醚法制备的环状低聚体具有较宽的环组分分布，正十六烷法制备的产物分布较窄；萃取法和二苯醚法制备的低聚体在190℃、270℃、310℃附近出现吸热峰，而正十六烷法只在280℃、310℃附近出现吸热峰，对应组分分析中产物的熔点；三种方法制备的环状低聚体均具有良好的热稳定性。

三乙胺（TEA）作为挥发性有机化合物（VOCs）的一种重要组成，会对人体和环境造成严重的危害，因此检测三乙胺具有十分重要的意义。然而目前三乙胺实际检测存在高成本和操作耗时的问题，因此迫切需要一种制备简单以及便于监测和检测三乙胺的方法。本文采用水热法设计合成了半导体氧化物Pt/ZnO异质结构，并对其气敏性能进行了系统研究。用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、BET氮吸附、紫外-可见光光谱（UV-vis）和X射线光电子能谱（XPS）分别表征了样品的晶体结构和微观形貌、孔结构、能带结构以及分子结构和表面元素价态结构。研究表明，形貌以不规则的纳米颗粒形式存在、孔径分布主要在3.5nm左右，属于介孔结构。气敏研究表明：在研究范围内，纳米Pt/ZnO最佳工作温度持续上升，因此选取在ZnO最佳工作温度下（180℃）去探讨Pt的掺杂对ZnO气敏性能的影响。在ZnO最佳工作温度下，Pt摩尔分数为0.5%的Pt/ZnO样品对100μL/L的TEA的灵敏度相比ZnO提高了66倍，吸附脱附时间分别提高118s和19s。气敏机理研究表明，复合材料中异质结的生成是气敏性能提升的重要原因。

将相变材料（phase change material，PCM）应用到夏热冬冷地区的建筑屋顶中可以有效降低屋面内表面的温度，而PCM的相变温度影响着PCM吸热和放热的起始点，所以PCM相变温度的选择至关重要。为了寻找出适合夏热冬冷地区相变屋顶的最佳相变温度，本文以4℃为温度间隔，分别将癸酸（31℃）、70%月桂酸+30%肉豆蔻（35℃）、82%月桂酸+18%硬脂酸（39℃）、月桂酸（43℃）、十六醇（48℃）填充到铝箔袋中进行封装，再用玻璃纤维隔热板将他们分割成六块大小相同的小格子，将PCM屋面和高反射率涂料结合，形成新型的高反射率PCM屋面。对6种屋面的热防护性能进行了为期3天（8月16日~8月19日）的连续监测。结果表明：当相变温度为35~39℃时屋顶隔热效果最好，相变屋顶的最大减温率（MTR）、衰减系数（DF）降低率和时滞系数（TL）分别17.64℃、16.4%和167min。

通过分子设计，以改性壳聚糖与改性海藻酸钠通过席夫碱键交联，制备了一种低成本且具有多功能集成特性的新型荧光自愈合水凝胶（CSA水凝胶）。研究分析结果表明，该水凝胶表现出快速的凝胶化能力，最短仅在3min内即可成胶。并且水凝胶还表现出优异的自愈合能力，在室温下最快2h即可实现自主型自愈合，且愈合效率高。同时，在365nm紫外光的照射下，CSA水凝胶能够稳定释放出强烈的蓝色荧光，同时表现出荧光激发波长依赖特性。此外，调节水凝胶的pH能够很好地实现水凝胶的溶胶-凝胶相转变，进而实现凝胶的动态重组。这种同时具备pH响应性、自愈合特性以及荧光性能的水凝胶材料，为开发可用于生物影像和信息防伪领域的新一代智能材料提供了新的思路和重要指导作用。

以工业级杨梅栲胶粗品为原料，通过环氧丙烷醚化和脂肪酸（乙酸、丁酸和油酸）直接酯化的方式，构建增塑性能高、抗迁移性能好的栲胶聚丙氧基醚酯增塑剂（TEPEA、TEPEB和TEPEO）。利用凝胶渗透色谱仪、核磁共振氢谱、傅里叶变换红外光谱对栲胶聚丙氧基多元醇和栲胶聚丙氧基醚酯的分子量和结构进行表征，并对栲胶聚丙氧基醚酯增塑剂增塑后聚氯乙烯（PVC）制品（PVC/TEPEA、PVC/TEPEB和PVC/TEPEO）的表观形貌、力学性能、耐低温性能、耐挥发性能和耐溶剂迁移性能进行测试。此外，通过合成低分子量栲胶聚丙氧基乙酸酯（LTEPEA），并将其增塑后的PVC制品（PVC/LTEPEA）与PVC/TEPEA、PVC/TEPEB和PVC/TEPEO进行综合性能差异比较，研究丙氧基对栲胶基增塑剂综合性能的影响。结果表明，栲胶聚丙氧基醚酯增塑后PVC制品的综合性能与其结构中丙氧基聚合度及酯基上的烷基碳链长度有关；丙氧基聚合度大且酯基上碳链最短的栲胶聚丙氧基乙酯（TEPEA）增塑后的PVC制品的增塑、耐挥发和抗迁移性能均优于传统石油基邻苯二甲酸二辛酯（DOP）增塑后的PVC制品（PVC/DOP），表明TEPEA可作为主增塑剂替代有毒的DOP。

纳米粒子、高分子聚合物稳定泡沫的独特优势使其成为解决泡沫稳定性的研究热点。本文探索了亲水二氧化硅纳米颗粒（NPs）、高分子聚合物黄原胶（XG）对无氟泡沫分散液的发泡性能、泡沫稳定性及铺展性等泡沫性能的影响。研究结果表明，NPs和XG对泡沫稳定性有显著影响。与NPs相比，添加XG有助于增强泡沫稳定性，但对泡沫分散液发泡性能有抑制。NPs添加量为3.0%（质量分数）时，泡沫分散液的发泡能力得到提高。同时添加NPs和XG时，控制二者添加浓度可在稳定泡沫过程中产生协同效应。在铺展过程中，加入NPs、XG后泡沫分散液黏度增加，使泡沫分散液在汽油表面的铺展有不同程度的减缓，但对灭火产生不利影响。

硫铁矿介导的自养反硝化是一种经济、高效和绿色的生物处理技术，具有节省外加有机碳源、同步脱氮除磷、减少污泥产量和CO₂排放量等优势，是近年来污水处理领域研究的前沿和焦点。本文系统总结了自然生境中硫铁矿介导的自养反硝化现象以及基于硫铁矿构建的生物处理技术现状；分析了硫铁矿特性、添加量、pH以及温度等关键因素对其效能的影响；阐述了硫铁氧化耦合硝氮还原的功能微生物及其生物化学机制；探讨了硫铁矿生物利用性和铁沉积物抑制作用等关键难点，并提出了相应的潜在对策。综上所述，本文概述了硫铁矿介导的自养反硝化技术的现状、影响因素、生物机制以及关键难点四方面内容，以促进对硫铁矿介导的自养反硝化的深度理解，进而推动其在污水处理领域的实际应用。

温度分级厌氧消化（TPAD）由高温前相和中温后相组成，是近些年来一种实现有机废弃物高效能源化处理的新型厌氧消化工艺，它结合了中温厌氧消化与高温厌氧消化各自反应的优点，有效地提高了有机废弃物的厌氧消化效率，具有广阔的应用前景，是近些年来有机废弃物厌氧消化的一个热点。本文通过梳理近20年来国内外的文献，重点分析了TPAD的优势，从不同角度介绍了TPAD的运行效果，揭示了包括消化基质性质、前后相温度、停留时间、有机负荷以及前相pH在内的各个因素对于TPAD的影响，详细总结了TPAD中微生物的菌群结构及其相互作用，并对TPAD进行了多方面的评估以及对未来的发展方向进行了展望，以期为该工艺的研究与应用提供系统和科学的参考，促进有机废弃物的能源化。

随着水泥行业“超低排放”的推进，NO _x 排放要求逐步向100mg/m³甚至50mg/m³看齐。水泥窑碳基脱硝通过控制煤粉燃烧产生焦炭和CO还原NO _x，具有无须添加脱硝剂、避免氨逃逸、与生产流程结合良好、改造和运行成本低的优势，可作为水泥行业实现“超低排放”的辅助工艺。本文首先介绍了碳基脱硝的主要实施方式，包括回转窑低氮燃烧、分解炉分级燃烧和增设还原区等。然后讨论了焦炭和CO还原NO _x 的特性和机制。焦炭还原效果与其比表面积和活性位点有关。CO还原反应可在无催化条件下发生，但CO体积分数小于1%时效果可以忽略。焦炭、CaO和煤灰等可作为催化剂，将CO还原NO的温度窗口下限从900℃降低至600~800℃。最后综述了CO对选择性非催化法（SNCR）的影响及其机制，认为碳基脱硝与氨基脱硝具有耦合协同潜质。水泥窑碳基脱硝的进一步研究可以关注以下方面：在更为全面和系统的工况下评价脱硝特性，试验和理论结合明确脱硝机制，开发碳基与氨基协同脱硝技术等。

生活中的腐蚀现象带来了许多安全隐患与经济损失，涂料防腐因其操作简单且效果显著而得到了广泛的应用。近年来，粉煤灰由于自身的结构以及优异的理化性质，作为一种防腐涂料中的填料物质引起了广泛的关注。粉煤灰的加入替代或部分替代了防腐涂料中的材料物质，大大降低了原材料的经济成本，提高了固废资源的利用率。本文结合粉煤灰的基本性质，从涂层的物理屏蔽效应、力学性能、电化学保护三个方面论述了其耐腐蚀性的原理，并阐明了粉煤灰在其中起到的作用。从制备涂层过程中使用的基料入手，将现阶段的粉煤灰防腐涂层分为三种主要类型：粉煤灰环氧树脂防腐涂层、粉煤灰硅酸盐防腐涂层、其他类型的粉煤灰防腐涂料。并对每种类型的涂料现有的研究进展和使用的粉煤灰的性质进行了总结和概括。粉煤灰用于防腐涂料的研究现阶段仍然停留在实验室规模，因为成本和工艺原因，难以实现大规模的工业化应用且存在性能单一、耐久性差的问题。因此开发低成本且具有自修复、自清洁和抗污染特性的粉煤灰防腐涂层是亟须解决的难题。

设计了大功率UV-LED散热和纳米TiO₂光催化酸性红26耦合系统，采用污水循环冷却UV-LED提高灯珠工作效率的同时实现污水光催化降解脱色，将污水循环系统与紫外光源冷却耦合是创新点。采用模拟优化UV-LED灯珠排布，以污水脱色为探针反应，发现污水冷却能使UV-LED结温降低41.2%，平均辐照度和污水脱色效率分别提高11.03%和1.68倍。环境因素对污水降解性能影响结果表明，光催化活性与污染物浓度成反比，与催化剂初始浓度成正比，达0.75g/L后趋于稳定；考虑吸附和氧化基团对降解速率影响，最优pH为2。本设计与传统环隙式反应器对比，表观量子产率和脱色效率分别是后者的2.3倍和4.3倍，能耗仅为后者的9.1%。该耦合系统在UV-LED的温度控制和废水处理领域具有潜在应用价值。

采用“硫酸+硝酸”型浸提剂模拟酸雨，建立稳定化飞灰柱式浸沥实验，研究填埋场飞灰吨袋破损情况下酸雨渗流路径对飞灰中重金属溶出行为的影响。结果表明：6种渗流路径均不同程度促进稳定化飞灰中Pb、Zn、Cu、Cd、Cr和Ni的溶出。受到重力势能和基质势的双重影响，相比“左上进水-右下出水”的横向渗流路径，“上进水-下出水”的纵向渗流路径更容易促使飞灰中重金属的溶出；“动态冲刷+静态浸泡+动态冲刷”模式下重金属的累计浸出总量更高；“左上进水-右上出水”渗流路径下，浸出液pH变化波动最小，重金属累计浸出量最低，飞灰基质赋存重金属的稳定性最佳。研究结果可为实际填埋场飞灰吨袋破损时极端酸雨环境对填埋稳定化飞灰中重金属溶出行为评价及环境风险管控提供科学依据。

页岩气开发处理过程中会产生大量对生态环境和人体健康造成严重危害的油基钻屑。为了实现油基钻屑的资源化利用，本文研究了热解终温对油基钻屑热解产物分布和特性的影响。结果表明，油基钻屑中的油水轻组分在50~250℃之间受热汽化逸出，碳酸盐在450℃之后大量分解，油基钻屑中的硫元素在气相中主要以H₂S形式存在。随着热处理温度升高，固相残渣收率明显降低，气相收率明显升高，油水收率缓慢升高。测试结果表明，在热解温度不低于300℃时，油基钻屑残渣的含油量可降低至0.3%（质量分数）以下。热解回收油组成主要为白油，沸程与柴油相当，油品品质优秀。油基钻屑热解的气体总产量随着热解温度的升高逐步升高。结果认为，在油基钻屑热解工业化的过程中，应该控制热解终温保持在450℃以下，以避免能量的浪费和有害气体的逸出，同时增加传热效率，保证物料热解完全。

在流化床反应器中研究了固体高分子脱硝剂选择性非催化还原（PNCR）脱硝效率、影响因素及反应机理。结果表明，固体脱硝剂炉内发生非催化还原反应，在850～1150℃范围内，随着温度升高，脱硝效率逐步增加，在950℃达到最佳（97%左右），之后脱硝剂主要受高温氧化反应的影响，脱硝效率下降。氧气不利于脱硝反应，随着氧气的增加，脱硝效率逐渐降低；水蒸气加入能减弱O₂的氧化作用，延迟脱硝剂的高温氧化反应。固体脱硝剂热分解过程的O元素主要以CO₂形式析出，N和C元素生成NH、CH₂和CN等自由基，CH₂和CN则通过与O₂、O和OH反应而消耗炉内强氧化性基团，抑制NO的生成，加快NH等自由基与NO还原反应而实现高效脱硝。该研究结果为高分子脱硝技术的应用提供了理论支撑和技术参考。

重金属作为污泥热解处理过程中的主要污染物，对其进行严格的排放控制有益于生态环境和人类身体健康。本文通过在水平固定床反应器内开展城市污泥的快速热解实验，探究了温度（500～900℃）及聚氯乙烯塑料（PVC）掺混比（5%和15%）对重金属元素As、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn在生物炭中迁移转化规律的影响。研究发现，提高热解温度和添加PVC有利于降低As、Pb和Zn在生物炭中的残余率，但对Cr、Cu、Mn和Ni几乎没有移除作用。此外，通过分析重金属赋存形态发现，伴随热解温度的升高，除了As以外，生物炭中的其他重金属元素整体向更稳定的形态转化。与此同时，根据重金属的生态风险评估结果发现，当热解温度为500℃和600℃时，原料中PVC的存在会增大所获取生物炭中重金属的生态风险。本文为实际工业热处理污泥提供了关于重金属排放控制方面有价值的参考。

污泥稳定化产物中含有丰富的功能有机物，能够直接参与重金属的络合过程。超高温堆肥作为一种更有优势的污泥稳定化手段，明晰其产物中的典型功能有机质与重金属结合特性，对于评估其土地利用的价值至关重要。本文采用吸附实验对比分析了超高温堆肥（HTC）、高温堆肥（TC）和生污泥（RS）样品中典型功能有机物胡敏酸（HAs）与Pb²⁺的吸附效果。结果表明，HTC和TC中HAs对Pb²⁺的理论最大吸附量（q_{\mathrm{m}}）会随着堆肥进行而逐渐增大。在堆肥过程中HTC的HAs含量相对TC也有明显增加，第21天即达到最高值。HTC堆肥（21天）衍生HAs对Pb²⁺的吸附量（29.6mg/g）比TC（17.3mg/g）高70.7%，这表明HTC产物在土壤重金属污染修复方面更具优势。¹³C NMR结果表明，在堆肥过程中HTC衍生HAs的酚基碳与芳香碳增加更多，堆肥前期（0~21天）HTC衍生HAs的芳香碳增加比TC更快速。进一步采用红外光谱，结合二维相关光谱和移动窗口技术解析，表明HTC堆肥衍生HAs的多糖类物质会最先与Pb²⁺进行结合。其中，HTC堆肥衍生HAs与Pb²⁺结合最重要的官能团是酚羟基和芳香族基团。基于上述认识，可知HTC的高腐殖化特性使酚羟基和芳香族基团等基团增加是HTC具有更强结合Pb²⁺能力的关键，HTC有利于污泥的高效土地利用。

针对当前Fenton氧化法脱除燃煤烟气中 NO的过程中H₂O₂大量无效分解生成氧气的缺点，本文采用二乙烯三胺五亚甲基膦酸（DTPMPA）/Fenton系统进行氧化脱除NO的实验研究。结果表明：该系统在NO脱除效率为95.1%的情况下，H₂O₂无效分解占比降低至15.5%。DTPMPA浓度的增加抑制了H₂O₂无效分解，其浓度较低时促进NO脱除而浓度较高时抑制NO脱除；H₂O₂及Fe²⁺浓度的增加均对NO脱除及H₂O₂无效分解有一定的促进作用，但二者浓度过高时亦均对脱除NO有一定抑制作用；降低反应温度对NO脱除影响较小，但会削弱H₂O₂无效分解；SO₂对NO的脱除及H₂O₂无效分解影响甚小。电子自旋共振技术和淬灭剂添加实验结果表明：DTPMPA的添加提高了Fenton系统中·OH自由基和·O{}_{\mathrm{2}}^{-}自由基的含量，且·O{}_{\mathrm{2}}^{-}自由基为脱除NO的主要活性物质，·O{}_{\mathrm{2}}^{-} + HO· \stackrel{}{\to } O₂ + HO^-为氧气生成的主要途径。反应产物离子色谱表明：NO在反应过程中被氧化为NO{}_{\mathrm{2}}^{-}和NO{}_{\mathrm{3}}^{-}。

秸秆预处理的目的是提高组分拆解以及酶解效率。本研究提出一种绿色温和、可循环使用的酸性熔盐水合物预处理农业秸秆的方法，能实现小麦秸秆中半纤维素的选择性拆解并定向解聚为木糖，同时保持较高的纤维素保留率。预处理体系以氯化锌熔盐水合物为溶剂协同酸作催化剂，研究了反应温度、反应时间与硫酸浓度对组分拆解效率的影响，最优反应条件为：温度97℃，时间19.0min，硫酸质量分数3.3%。在此条件下木糖得率达到90.85%，纤维素保留率为85.87%。将预处理后残渣经过酶水解72h后，葡萄糖酶解得率最高可达77.81%。此外，还研究了该体系中氯化锌的循环利用情况，5次循环利用后，在保持氯化锌固体较高回收率的情况下（质量分数为80%），预处理木糖得率达87.69%，依然表现出良好的预处理效果。

焦化废水中可溶解性有机物成分复杂、难生化降解。为从分子层次揭示焦化废水生物出水中可溶解性有机化合物的组成，首先使用二氯甲烷作为萃取剂，通过液液萃取将河北迁安宏奥工贸焦化厂的焦化废水生物出水分离成有机相和萃余相；对有机相进行四组分分离，根据四组分极性的不同，对极性较弱的饱和分和芳香分采用气相色谱-质谱联用仪（GC/MS）分析，对极性较强的胶质和沥青质采用傅里叶变换离子回旋共振质谱结合电喷雾电离源（ESI FT-ICR MS）分析；对极性强的萃余相用固相萃取法得到SPE洗脱物，并进行ESI FT-ICR MS分析。结果表明：饱和分中共检测到120种化合物，焦化废水经生物处理后的难溶解有机物主要为一些分子质量较大的正构烷烃和链烷烃；芳香分中检测到34种化合物，主要检测到较高含量的醇类、酯类和酚类化合物，其中酚类主要是苯酚的烷基取代物；胶质、沥青质和SPE洗脱物分别检测到N _x 、N₁O _x 、N₂O _x 、O _x 和O _x S₁ 5类主要碱性有机物和非碱性有机物，胶质和沥青质中的化合物类型分布相似，且沥青质中的化合物更加丰富，SPE洗脱物的化合物类型分布与胶质和沥青质差别较大。根据碳数分布和DBE值，分别得到了主要化合物分子的结构，为焦化废水深度处理工艺的优化和改进提供了理论依据。

目前，厌氧发酵产戊酸受限于其产率低，且利用餐厨垃圾产戊酸的研究少有报道。水热预处理因其可以促进底物的溶出和水解，并且无需使用化学试剂及具有操作简单等优点而受到广泛的关注。本文研究了不同水热预处理温度下，分别接种酒曲和剩余污泥对餐厨垃圾厌氧发酵产戊酸的影响。结果表明：最佳水热预处理条件（180℃）下，戊酸产量分别可达16.19g COD/L（酒曲组）和18.55g COD/L（剩余污泥组），相比空白组提高了3.66倍和0.74倍，显著提高发酵产戊酸效率。通过代谢分析发现：水热预处理可提高丙酸的产量，为发酵产戊酸提供充足的底物；此外，水热预处理有效调控厌氧发酵底物醇酸比，削弱戊酸产庚酸的转换途径，实现了戊酸的积累。微生物群落分析发现：水热预处理可提高产戊酸功能菌巨球菌属（Megasphaera）和小类杆菌属（Dialister）的相对丰度，酒曲空白组无产戊酸功能菌的富集，水热预处理（180℃）后，Megasphaera和Dialister的相对丰度可达13.77%和2.26%；剩余污泥空白组Megasphaera的相对丰度为6.21%，水热预处理（180℃）后，Megasphaera的相对丰度增加至9.35%。

厌氧氨氧化（Anammox）在污水处理系统中越来越受到重视，Fe²⁺对Anammox系统具有重要作用。通过不断提升进水总氮（TN）浓度，本文研究Fe²⁺对Anammox膨胀颗粒污泥床反应器（EGSB）脱氮性能以及细菌生理变化的影响。当Fe²⁺浓度从1.00mg/L增加到7.50mg/L时，氮去除效果显著增加，抵抗氮负荷的能力明显增强。同时胞外聚合物（EPS）与血红素c浓度也逐渐增加到最大值分别为242mg/g VSS和3.76μmol/mg pro，细菌活性明显提高。随着Fe²⁺浓度继续增加到10.0mg/L，反应器脱氮性能下降，EPS与血红素c含量也随之减少，细菌活性降低。因此，7.50mg/L的Fe²⁺能最大程度增强反应器脱氮性能，提高细菌活性，使颗粒更加致密，促进Anammox污泥沉降和聚集。研究结果有助于深入探索Fe²⁺对Anammox系统的作用机制，对培育高性能Anammox污泥、保证EGSB反应器的高效稳定运行具有重要意义。

煤焦油的排放和直接利用会造成严重的环境污染，开发高附加值材料的绿色合成方法及应用是煤焦油利用的关键。本文采用Stöber法以间苯二酚和中低温煤焦油为碳源与甲醛聚合制备了多孔碳纳米球CO₂吸附剂，通过扫描电子显微镜、N₂吸附-脱附测试、傅里叶变换红外吸收光谱、X射线衍射等手段对样品进行测试和分析。考察了预聚温度、水热温度和煤焦油添加量对碳纳米球的孔结构和CO₂吸附性能的影响。预聚温度为60℃、水热温度为200℃时，产物具有最优异的比表面积和CO₂吸附性能。C₁-R₁-RT-200吸附剂的比表面积达到787m²/g，CO₂最大吸附量为4.64mmol/g。当煤焦油占总投料质量的50%~76%时，产物的CO₂吸附性能较好，优于纯的间苯二酚模型化合物。所制备的多孔碳纳米球的CO₂吸附等温线可以很好地吻合Langmuir等温线模型，说明多孔碳纳米球对CO₂的吸附为单分子层吸附。

为了探究近临界水（NCW）处理烟梗获得植物营养液和生物炭的最优处理工艺，采用正交试验设计，对NCW处理烟梗工艺进行优化，设计了料液比、反应温度和反应时间的三因素三水平正交试验。结果表明： ①NCW液化烟梗的最优处理组合为料液比1∶14，温度180℃，时间15min，烟梗生物炭产率最高和气化率最低的条件均为料液比1∶4，温度180℃，时间15min；②NCW液化烟梗制备植物营养液中有机质、总氮磷钾和中微量元素含量的最优处理条件均料液比1∶4，温度180℃，时间15min；③结合工艺优化目标与植物营养液质量进行综合评价，T9为最优处理，在此处理下，烟梗液化率51.8%，生物炭产率31.8%，综合利用率达83.6%。获得的植物营养液有机质含量(63.1±1.2)g/L，氮磷钾（N+P₂O₅+K₂O）总含量（5.748±0.017)g/L，中微量元素含量(101.0±3.2)mg/L，达到相关企业标准，可以作为植物营养液使用。