当前，由于工业互联网等的发展，数字孪生的实现已逐渐成为可能。本文提出了智能乙烯工厂工业互联网平台总体架构，阐述如何从技术服务、数据服务、业务服务和工业应用软件（APP）四个方面开展数字孪生智能乙烯工厂工业互联网平台的构建。以中科炼化智能乙烯工厂实践为例，阐述了工业互联网平台如何支撑乙烯装置资源高效利用、生产操控优化、设备可靠运行和安全环保低碳等业务应用的灵活开发和快速迭代。数字孪生智能乙烯工厂工业互联网平台为石化企业工业互联网平台边缘层的建设提供了宝贵经验，为进一步推广到石化核心装置、实现行业核心装置全域智能运行奠定了基础。

光伏发电是我国优化能源消费结构、大力发展可再生能源与新能源、实现“双碳”目标的重要途径，展现出广阔前景。本文介绍了光伏电池结构和胶膜分类，详细分析了国内外乙烯-乙酸乙烯酯共聚物（EVA）、聚烯烃弹性体（POE）生产技术现状及其生产与消费结构，并对光伏胶膜产业发展前景进行分析展望。文章认为，EVA胶膜是光伏电池胶膜的主流材料，在电池技术不断进步的趋势下，电池封装胶膜技术迭代加快，POE胶膜和多层共挤胶膜（EPE）消费需求不断扩大。当前我国EVA胶膜已经完全国产化，在市场需求驱动下，POE胶膜成为新材料行业关注的重大热点，项目研发与投资建设活动十分密集，POE技术攻关进展迅速，聚合单体高碳α-烯烃技术、茂金属催化剂技术以及高温溶液聚合技术壁垒逐渐取得突破，2025年将迎来国产POE产能集中释放期，支撑POE胶膜生产供给加快实现国产化，推动我国光伏产业和新能源行业高质量发展。

气固流化床由于其优良的气固接触效率和传热传质效率，已经被广泛应用于能源、矿冶、化工、制药等工业领域。本文针对颗粒流态化-反应系统数值模拟研究进行了综述，阐述了数值模拟的三个尺度：化学反应工程模型、双流体模型以及颗粒尺度模型。然后聚焦于基于CFD-DEM方法的变粒径颗粒流态化-化学反应过程模拟，梳理分析了6种颗粒反应模型，即均匀转化模型、缩粒反应模型、缩核反应模型、联合收缩模型、细颗粒反应模型和随机孔隙模型，并从颗粒性质变化、化学反应模型、不同尺度耦合三个角度探讨了不同的颗粒反应模型的优点和应用中的局限性，分析了跨尺度颗粒系统模拟方法的发展近况，最后讨论了CFD-DEM方法在气固流化床化学反应过程模拟的应用上未来可能的发展方向，包括颗粒尺度大规模高效计算算法、颗粒反应模型的精确化以及颗粒-气体信息传递的精细化描述方面。有助于气固流化床化学反应模拟领域的梳理和发展，尤其是可供颗粒尺度模拟领域的研究人员参考和借鉴。

撬装式液化装置是解决小、偏、散煤层气利用难题的途径之一。煤层气性质不断变化，给液化过程的最优操作带来挑战。研究煤层气组分流量的预测可及时提供优化所需的煤层气参数，使实时优化成为可能。本文基于流程模拟和软测量思想，开展煤层气液化过程模拟及煤层气组分流量预测的研究，建立一种混合制冷剂液化过程实时优化方法，并对随机生成的三组气源数据进行案例分析。结果表明：基于流程模拟方法获得的数据集具有较好的一致性及可信度；针对随机森林的调参显示，决策树数量处于20~40时，模型能获得最优或者接近最优的准确度，继续增大这一参数，提升的准确度极为有限；基于预测-优化的方法能够获得近似最优的运行参数，对实际生产的实时调优具有重要意义。

促进剂对CO₂水合分离动力学影响较大。为了明确不同浓度的甲硫氨酸、色氨酸、十二烷基三甲基氯化铵（DTAC）等促进剂对水泥厂烟气水合物生成动力学和形态的影响，在温度278.15K、初始压力3.60MPa下使用间歇式反应釜，高、低转速组合搅拌的方法，分别与四丁基溴化铵（TBAB）复配，以诱导时间、载气量、t₉₀、CO₂回收率和分离因子为指标进行了实验研究。结果表明：甲硫氨酸有效提高了烟气中CO₂分离效率，分离因子达到19.86；色氨酸在促进烟气水合物成核方面优势突出，当浓度为0.1%（质量分数，下同）时诱导时间较纯TBAB溶液下降了60.7%，但CO₂载气量较低；DTAC体系下液相内部生成了大量分散的颗粒状水合物，消除了窒息效应，但降低了分离效率。另外， TBAB浓度升高后诱导时间骤降至20~30s，但对其他指标影响较小。综上，5%TBAB+0.2%甲硫氨酸促进性能平衡优良，捕集的CO₂浓度达到80.21%，且具有用量较少、可生物降解、分解无泡沫产生等优势，是最佳复配方案，可为工业化应用提供理论参考。

为推进节能减排，进行烟气“消白”，减少水蒸气温室效应，本文基于不同换热板结构的大通道板式换热器，通过搭建回转风洞冷凝换热实验台，研究低温湿空气凝结，测定湿空气的凝结水量和进出口物性参数，获得不同波纹板结构的平均传热系数，并通过改变湿空气的工况参数，研究分析湿空气冷凝换热过程的影响因素。研究结果表明：在85~140℃范围内，湿空气的传热系数随入口温度的增加而减小；在相同入口温度下，湿空气含湿量越低，Re对冷凝传热系数影响越小。随着风速增加，湿空气凝结量逐渐减少；随着Re增加，波纹板和锯齿板的冷凝传热系数均随之提高。在相同Re数下，波纹板的传热系数大于锯齿板。采用波纹板烟气换热器，可更有效凝结回收烟气中饱和水蒸气。

以托卡马克装置中偏滤器的靶板水冷通道为背景，实验研究了非均匀热通量下有、无内置纽带的圆形冷却通道的阻力特性。工质为去离子水，主要参数为：质量流速G为(3~8)×10³kg/(m²∙s)、实验段入口压力P为3MPa、4.2MPa、5MPa、等效单侧辐射热通量q_e为5~10MW/m²。采用通电方式对偏置圆形通道进行加热，来模拟偏滤器受到高温等离子体的单侧辐射加热。对非均匀高热通量下的竖直上升圆形冷却通道进行流动阻力实验。详细讨论了内置纽带结构以及q_e、G、P等系统参数对实验段阻力dP的影响：在单相流动区，实验段阻力主要受到内置纽带、质量流速和热通量的影响，有内置纽带的阻力显著高于无纽带的工况，且q_e越低，G越高，则dP越大；在欠热沸腾流动区，dP与内置纽带、q_e、G、P均有相关性：其中内置纽带和G对dP的影响减小，P对dP的影响增强。q_e越高、G越高、P越低的工况，dP越大。对受热圆形通道的单相阻力关联式进行评估，结果表明：几乎所有关联式都高估了给定黏度比下的阻力系数比。根据实验数据拟合出适用于高质量流速和非均匀高热通量下的单相流动阻力关联式，其均方根误差为3.17%。

吸附蓄热的储能密度高，热损失小，可实现太阳能等可再生能源的跨季节利用。然而，仍需要对吸附蓄热过程进行深入研究以提高反应器的蓄放热性能。本文搭建了吸附蓄热实验系统，并进行了多组蓄、放热实验。在不同堆积高度条件下，当反应器入口空气参数保持不变时，实测沸石13X的蓄放热性能显示：反应器输出温度是否存在稳定阶段与沸石快速吸附阶段时长相关，当反应器输出温度未出现稳定阶段时，快速吸附阶段时长小于反应器达到峰值输出温度的时长。随着沸石堆积高度的增加，沸石的储能密度保持不变，反应器的平均输出功率呈现出先逐渐增加而后趋于稳定的趋势。在吸附入口空气温度和湿度分别为22.0℃和14.9g/kg条件下，本实验中沸石的储能密度可达到220.9kWh/m³；相应地，当堆积高度大于1580mm时，吸附平衡过程中反应器的平均输出功率不再随堆积高度的增加而改变。

传统纳米磁流体存在低温稳定性差、低温黏度高等问题。硅油具有优良的低温性能和黏温特性，是低温纳米磁流体合适的基载液。以硅烷偶联剂KH-550、月桂酸和油酸为分散剂，利用两步法制备了硅油基Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄纳米磁流体。通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、红外光谱和振动样品磁强计对颗粒形貌、微观结构和磁性能进行了表征，并从多因素对低温下纳米磁流体沉降稳定性与黏度特性进行了研究。结果表明：分散剂形成的空间位阻和载液溶解度共同影响着低温下的稳定包覆，相较于羧酸类分散剂，硅烷偶联剂KH-550表面改性包覆制备的纳米磁流体具有更好的低温沉降稳定性，且凝固后的再分散性最佳；由于偶极间相互作用、范德华力的增强以及流体布朗运动的减弱，磁场会降低纳米磁流体低温沉降稳定性；温度的降低会导致无磁场下纳米磁流体向非牛顿流体类型的转变，并影响磁场下磁场强度、剪切速率与黏度间的平衡关系。制备的硅油基纳米磁流体具有较好的低温性能，可应用于低温工况，有助于今后硅油基纳米磁流体制备技术与性能调控的进一步发展。

基于均质平衡流模型、空化模型和离散相模型，对煤直接液化工程中的笼式调节阀内气液固多相流动进行了仿真分析与预测，分析了阀内冲蚀磨损和空化空蚀的基本分布特征，并结合阀笼实际失效情况，验证分析结果并确定了阀笼失效的主要原因。结果表明：阀内空化发生的主要区域均位于阀笼的内层节流孔内。阀门入口压力不变时，随着阀门开度的增加，蒸汽相体积随之增加，流体流经的节流孔数增加，空化发生范围也随之增加，空蚀强度也随之增强；阀笼导流槽内壁受颗粒直接冲击中心及周围区域存在明显变形和穿透性缺陷，多个开度下冲蚀磨损速率最高的区域均位于导流槽内壁远离调节阀的进口侧；阀笼内壁内层节流孔出口周围的坑状缺陷主要是由于空化气泡破灭冲击壁面产生。

氢能作为一种来源广泛、清洁、零碳的绿色能源载体，是我国实现碳达峰、碳中和愿景的重要抓手。由于氢易燃、易爆、易扩散，如何安全、高效、经济储氢是氢能发展的技术挑战之一。水合物固态储氢则是在不同种类促进剂作用下，通过水分子间氢键作用而形成的三维笼型结构（如Ⅰ型、Ⅱ型、H型以及半笼型）“捕获”氢气分子。综合考量储氢密度和水合物生成稳定性，发现sⅡ型水合物促进剂相对最具有应用潜力。本文首先归纳现有sⅡ型水合物促进剂对氢气水合物生成热力学条件的影响规律，然后比较分析了不同促进剂体系氢气水合物的储氢性能以及晶体微观结构的变化，最后总结国内外目前发展趋势，为水合物储氢的工业化应用提供理论依据和指导。

太阳能作为传统化石能源的理想替代品，几乎取之不尽，而且对环境无害。近几年，纤维形态的太阳能电池器件引起了巨大的研究兴趣并取得了长足的进步，特别是纤维状钙钛矿太阳能电池，其光电转换效率从3.3%提高到15.7%。本文首先简要概述了纤维状电池器件兴起的背景及其优势；然后对比了平面状和纤维状钙钛矿太阳能电池的结构和工作原理；从制备方法和结构设计两个方面综述了纤维状钙钛矿太阳能电池的最新研究进展，对比了不同制备方法和结构设计方法的特点，并从纤维状电子设备编织、纺织品中构造导电轨道和连接技术等方面详细介绍了其编织技术；最后，总结了该领域存在的挑战，对未来发展方向及应用前景进行了展望。

煤气是钢铁生产过程中重要的副产能源，其所含的羰基硫（COS）和硫化氢（H₂S）不仅造成环境污染，还在很大程度上限制了煤气的后续利用。因此，COS和H₂S的高效脱除是实现煤气清洁利用的必要前提。鉴于目前探究钢铁副产煤气脱硫过程的冗长和复杂性，迫切需开发一种能同步脱除COS和H₂S的双功能催化剂。本文首先从单独脱除COS和H₂S催化剂入手，分别探讨负载型和非负载型催化剂的研究现状，深入分析了负载型金属氧化物、负载型碳材料、复合金属氧化物和类水滑石在脱硫催化剂中应用情况，并对同步脱除COS和H₂S的双功能催化剂的研究现状进行梳理。在此基础上对COS加氢、水解和H₂S催化氧化机理进行了归纳，并着重讨论了双功能催化剂上脱除COS和H₂S的反应机理，同时对该催化剂的失活和再生研究进行总结。最后，展望了探究其他材料和改性方法在同步催化脱除COS和H₂S的可能性，减少副产物对催化剂的负面影响，并从开发高硫容、易再生、提高脱硫精度、真实氛围等关键方面来指导COS和H₂S同步脱除技术，为开发同步脱除COS和H₂S的双功能催化剂提供参考和借鉴。

苯、甲苯和二甲苯（BTX）作为重要的基础化工原料，主要来源于催化重整和蒸汽裂解的石油基工艺路线。随着石油资源的日益消耗，开发新的BTX生产工艺势在必行。目前报道的其他BTX生产工艺有甲醇制芳烃、合成气制芳烃、二氧化碳加氢合成芳烃和低碳烷烃的芳构化。其中，低碳烷烃芳构化工艺因其原料来源丰富、工艺过程成本低而引起人们的广泛关注。在众多芳构化催化剂中，镓改性HZSM-5催化剂具有最优异的脱氢-芳构化性能，是本领域的研究热点。基于此，本文主要从低碳烷烃芳构化反应机理、镓改性的HZSM-5性质调控、低碳烷烃芳构化反应操作条件等方面综述了镓改性HZSM-5催化剂在低碳烷烃芳构化中研究进展。总结发现，镓的引入方式、气氛预处理、煅烧温度可以调控Ga物种的状态和分布；调控HZSM-5的酸性质和孔道结构可以提高催化活性和稳定性；引入助剂如Pd、Ag、Ni、Pt、Cr可增强脱氢活性进而提高芳构化性能；镓改性HZSM-5催化剂中B酸位和L酸位（活性Ga物种）之间的协同效应有助于提高低碳烷烃芳构化反应性能。最后，本文指出发展低碳烷烃芳构化与CO₂共转化过程中多功能协同镓改性HZSM-5催化剂是实现BTX产量提升与CO₂减排的关键。

选择性加氢脱氧（hydrodeoxygenation，HDO）木质素衍生物是一种生产生物基化学品和生物燃料的重要方法，然而这一过程在水相低温条件下较难实现。本文以磷酸修饰的二氧化硅纳米球（phosphoric acid modified silica nanospheres，PSNs）为载体，经负载Pd纳米颗粒（Pd NPs）后，合成了一系列Pd/PSNs催化剂。实验结果表明，该催化剂在香草醛（VAN）水相低温HDO转化中显示出优异的催化性能，45℃反应8h后，VAN完全转化，产物2-甲氧基-4-甲基苯酚（MMP）的选择性达到95.5%。深入分析发现，该催化剂表面的P物种和Pd NPs均是反应的活性位，且P物种加速反应中间体香草醇（VAL）通过自由基过程转化为产物MMP。此外，底物拓展实验表明，该催化剂在催化转化其他木质素衍生物过程中也显示出较好的催化活性。综上所述，本研究为水相低温选择性催化转化木质素衍生物制备高附加值化学品和生物燃料提供了一个新尝试，以期加快生物质高值化利用的研究进程。

随着我国炼油产能过剩，而“三烯”等基本化工原料的需求增加，开发原油直接催化裂解制低碳烯烃工艺对实现炼油企业的炼化一体化转型具有重要的意义。本文首先介绍了原油烃分子的结构特点，得出石蜡基原油中约74%的组分为可直接裂化，是炼油工业主要产品从车用燃料升级为基础化工产品的理想油源。然后结合原油中轻、重馏分烃分子的裂解性能区别，阐述了目前的催化裂解加工策略，提出了“快速床+湍动床”的耦合流化床型催化裂解反应器，以提供差异结构烃分子共深度高效转化的催化环境，为全馏分石蜡基原油的高选择性转化、实现石蜡基原油从馏分产品向分子产品转型提供了新的技术路径。

利用BET、ICP、EPMA、TPR等分析手段对工业渣油加氢装置运转后脱残炭剂和再生剂进行了分析，并在中试装置上对运转后的催化剂和再生剂进行了活性评价。结果表明，运转后脱残炭催化剂沉积了一定量的积炭和一定量Ni、V，催化剂孔容、比表面积大幅减小。经过再生，积炭得到了有效烧除，再生剂孔容、比表面积分别恢复至新鲜剂87%、84%左右，H₂还原温度比新鲜剂提高了60℃左右，脱硫、脱残炭、脱金属（Ni+V）活性分别恢复至新鲜剂的72.2%、84.1%、86.4%。今后需开发新的技术去除沉积的金属，以进一步恢复催化剂孔道结构，提高再生剂的脱杂质活性。

详细对比研究了不同拓扑结构的分子筛催化剂（EUO、MOR、Beta、MWW）在异丁烯齐聚反应中的催化性能，结果发现具有十/十二元环和超笼孔道结构的MWW分子筛表现出最佳的催化稳定性。反应条件优化实验说明，在反应温度为160℃、反应压力为0.50MPa、异丁烯质量空速为20h^-1时，MWW分子筛催化剂具有最优的催化性能，异丁烯转化率可达80%，二异丁烯选择性可达55%。碱处理条件优化实验说明，通过对MWW分子筛进行温和碱处理，可以疏通其孔道结构，清除孔道内的无定形铝物种并构筑介孔，利于产物分子的扩散传输，在一定程度上可以提升二聚产物的选择性，从而提高其催化性能；当对MWW分子筛进行深度碱处理时，容易造成骨架脱铝，破坏其骨架结构，导致其反应稳定性变差。

生物发酵法制备丁二酸因制备原料廉价易得、制备工艺对环境影响较小等优点，在替代石油基原料生产丁二酸方面受到广泛关注，但生物发酵生产的丁二酸主要以丁二酸盐形式存在。因此，常需要使用无机酸将丁二酸盐进行酸化处理。以CH₃OH和CO₂为酯化试剂，可实现丁二酸二钠的直接酯化，获取丁二酸二甲酯，有效地避免了无机酸的使用，且生成的碳酸盐既可固定二氧化碳，也可用于生物发酵液pH的调节。本文在此基础上系统考察了不同分子筛对此反应的催化效果，针对分子筛容易失活和酸量较低的缺点，将分子筛替换为固体超强酸SO₄^2-/ZrO₂，对该反应体系进行进一步改进。采用X射线衍射仪、比表面积及孔隙度分析仪、热重分析仪、X射线光电子能谱仪、程序升温化学吸附仪等探究了焙烧温度和浸渍液浓度对SO₄^2-/ZrO₂催化丁二酸二钠直接酯化制备丁二酸二甲酯的影响以及催化剂循环稳定性，结果表明在H₂SO₄浸渍浓度为2mol/L和焙烧温度为550℃的制备条件下所得SO₄^2-/ZrO₂催化剂具有较优的催化活性，丁二酸二甲酯的收率和选择性分别为89.25%和93.56%，此外，催化剂不经处理连续使用5次依旧维持较高催化活性，表明其具有较好的稳定性。

以硫酸锰、过硫酸铵和硫酸铵为原料，通过水热法制备了三种不同形态的MnO₂（α型、β型和γ型），并利用溶胶-固载法负载了活性组分AuPd，然后将所制备的Au-Pd/MnO₂用于无溶剂条件下的苯甲醇催化氧化。实验结果表明：载体MnO₂的形态对催化剂的反应活性具有显著影响，苯甲醇在Au-Pd/γ-MnO₂催化剂上反应的转化频率（TOF）值可以达到68283h^-1，明显优于Au-Pd/β-MnO₂（62299h^-1）和Au-Pd/α-MnO₂（35280h^-1）。此外，循环稳定性实验表明Au-Pd/MnO₂催化剂具有良好的反应稳定性。同时，利用X射线衍射、N₂吸脱附曲线、透射电子显微镜、X射线光电子能谱等分析手段对所制备的催化剂进行结构表征，发现较小的AuPd纳米颗粒尺寸、载体上丰富的氧空位浓度和催化剂上Pd⁰活性物种的较高含量是Au-Pd/γ-MnO₂催化剂取得高活性的关键。

氢气是重要的工业原料和清洁燃料，极具经济和社会价值。氢气在利用前需进行分离提纯。由于膜分离技术具有高能效、简单和可连续操作等优点被广泛用于氢气分离。聚酰亚胺膜具有优良的气体选择性、机械性能、热稳定性、耐化学稳定性、耐水解和耐腐蚀等优点成为最具有潜力的膜材料之一。然而，传统聚酰亚胺膜存在自由体积小、气体渗透性和抗塑性差等缺点无法用于大规模H₂分离。因此，需要对传统聚酰亚胺进行改性以更好地分离氢气。本文综述了近年来聚酰亚胺薄膜在氢气分离的研究现状，总结了目前聚酰亚胺气体分离膜存在的关键问题，并从无机粒子共混、MOFs共混、聚合物共混、交联和超支化改性及单体结构改性六个方面，详细介绍了聚酰亚胺气体分离膜的改性研究成果，并展望了聚酰亚胺气体分离膜的发展趋势，为未来高效分离膜的研发提供参考。

二维片层状纳米材料过渡金属碳化物/氮化物（MXene），作为类石墨烯材料，因其具备丰富的官能团改性位点而在精密流体分离领域受到广泛关注，但静电作用力使MXene基膜的纳米片堆叠松散，且含氧官能团易与水分子形成氢键使MXene基膜易溶胀，最终导致分离效率下降，因此制备性能稳定、分离效率高的MXene基膜仍存在挑战。本文系统地总结了近年来MXene基膜材料在精密流体分离领域的最新研究进展，围绕自上而下和自下而上两方面介绍了MXene的制备方法；围绕交联、纳米颗粒掺杂、二维材料插层及有机-无机混合基质膜等四种MXene基膜材料构筑策略进行了深入讨论，并对其在精密流体分离领域的应用做了简要阐述；最后总结展望了MXene基膜在材料制备、膜层构筑、应用领域及产业化等方面所面临的机遇和挑战。

伴随着数字医疗与制造业的进步，灵活柔韧的柔性可穿戴设备可以和人体表面完全贴合，从而对人体运动及健康信号等进行监测，从而实现多种传感功能。柔性可穿戴设备具有灵活性、体积可变、生物适应性好等优点，但仍然存在灵敏度低、检测范围有限、易受外界环境的干扰、可靠性低等问题。在柔性可穿戴设备中，一个关键器件就是用于压力检测的柔性压力传感器。在今后几年柔性可穿戴压力传感器会更加注重新型结构传感器的探索和整体高性能传感器的构建。本文概述了近年来柔性压力传感器的研究进展，并就压力传感器种类、工作机理、设计原则及最新进展进行了说明。通过近年来的文献重点对压阻式压力传感器在材料及器件设计等方面进行归纳整理与总结，并对压阻式压力传感器主要应用领域做了简单介绍。从压阻式压力传感器的结构设计及今后应用的角度出发，概述了压阻式压力传感器的可靠性及未来面临的挑战。

赝电容材料氢氧化物/氧化物具有高比容量的优势，可以应用在高能量密度、适中功率密度的领域。电沉积法制备氢氧化物/氧化物电极的工艺简单，元素组成、形貌、尺寸、沉积量可调控，可有效发挥材料电容性能，是很有前景的电极制备方法。但是，电沉积法制备超级电容器电极依然有一些方法、规律和影响因素没有总结厘清。本文总结了氢氧化物/氧化物电沉积机制和氢氧化物/氧化物的沉积量、微观形貌、比表面积和孔结构、电化学阻抗等因素对电极性能的影响规律和研究成果，归纳了循环伏安、恒电位、恒电流3种电沉积方法的一般规律和研究成果，分析了电沉积法制备氢氧化物/氧化物电极面临的沉积层与基底结合力不足、沉积不均匀、难以获得高性能大沉积量沉积层等问题，展望了多元复合、使用绿色添加剂和模板等未来电沉积制备电极材料的研究趋势。

海洋污损为人类探索海洋带来了巨大的困难与挑战。随着世界环保要求日趋严格，传统有机锡等高毒防污涂料已逐渐被淘汰。新型低表面能防污技术以其具有的环境友好性成为未来海洋防污技术的发展趋势。本文介绍了海洋污损的形成原因和低表面能防污涂料的防污机理，综述了有机硅和有机氟两种常见的低表面能防污涂料目前的研究进展。有机硅防污涂料目前的研究以小分子硅油改性和改性涂料基体为主，仍然面临平衡涂料防污性能与力学性能的难题；有机氟防污涂料研究以含氟丙烯酸酯和全氟聚醚为主，但应用效果不佳，将含氟基团和全氟聚醚等氟聚合物引入有机硅基聚合物获得了不错的防污效果。分析表明：低表面能防污涂料具有广阔前景，有机硅防污涂料是未来研究的重点，有机氟防污涂料需要结合有机硅防污涂料开展进一步研究。

石墨相氮化碳（g-C₃N₄）是一种非金属光催化材料，其具有制备成本低、制备过程简单、绿色、无二次污染、带隙能可调控、热稳定性高等特点，使其成为人们在能源与环境领域研究和关注的焦点。然而，g-C₃N₄还存在比表面积小、禁带宽度较大、光生电子和空穴复合过快等缺点，限制了其发展。非金属元素掺杂可以对g-C₃N₄进行改性以有效解决以上问题，使其带隙减小，拓宽光谱响应范围，抑制光生电子-空穴对的复合，提高光吸收能力，来提高其光催化性能。本文对非金属元素掺杂g-C₃N₄的合成方法、应用等方面进行综述，从非金属单元素掺杂（单元素自掺杂和其他单元素掺杂）、非金属多元素共掺杂方面进行了总结。最后指出了在非金属元素掺杂g-C₃N₄方面，仍需要关注g-C₃N₄产量偏低、可见光利用效率不足、回收较难等问题，并强调了非金属元素掺杂g-C₃N₄在治理环境污染和应对能源危机方面的重要作用。

吸波材料对电磁波的吸收主要依赖于填充于其中的电磁波吸收剂。传统的微米级或亚微米级粉体吸收剂具有生产工艺简单、成本低等优点，但存在容易氧化、复磁导率低等问题。磁性纤维吸收剂具有显著的形状各向异性、电磁性能可调性好，良好的磁导率和磁损耗小等特点，磁性纤维的纳米尺寸带来的纳米尺度效应更是拓宽了磁性纤维吸收剂的发展前景，得到了国内外学者的广泛关注和研究。本文对铁氧体磁性纤维、纳米纤维、磁性非晶纤维这几种电磁波吸收剂的研究进展进行了分析，并对它们各自的特点及发展现状作了较为详尽的评述。并提出：纤维状吸波材料相比于粉体吸波材料更轻、吸波性能更强，更加符合高效吸收剂的要求；单一材料的电磁波吸收剂往往不能兼顾吸波频带宽和吸波性能好的优点。因此，磁性纤维吸收剂将向着低维化、多元复合的方向发展，并且复合的材料也将变得多元化，向着可持续方向发展。这为磁性纤维吸收剂的下一步研究提供了重要参考。

金属-有机框架材料（MOFs）由于其巨大的比表面积、高孔隙率、有序的孔隙结构及优异的稳定性等特点，在诸多领域得到了广泛研究，其中在吸附/分离领域，特别是吸附水体中的合成染料方面展现出良好的应用前景。本文介绍了常见的MOFs作为多孔吸附材料的结构设计方法，重点分析了金属离子和配体的交换、有机配体的功能化修饰对MOFs的晶体结构、比表面积、孔容的影响，探讨了MOFs的结构设计与其吸附性能的关系，并探究MOFs对阳离子染料和阴离子染料的吸附机理，以此为基础，分析了MOFs对亚甲基蓝、罗丹明B等阳离子染料和刚果红、铬黑T等阴离子染料的吸附性能，最后总结了MOFs多孔吸附材料的技术优势及目前存在的问题，展望未来发展方向，以期对MOFs在合成染料高性能吸附领域的发展提高参考。

锂离子电池（LIBs）具技术成熟、能量密度较高、使用寿命长等优点使其在储能领域研究应用广泛，但传统商业化LIBs由于本身电极材料及电解质的限制，存在可逆比容量有限、功率密度不高、循环性能较差、生产材料成本较高、工作过程面临安全隐患等不足。本文简述了由轻质元素构成的晶态有机多孔材料共价有机框架（covalent organic frameworks，COFs），其有序的大孔道、可预先设计的结构、较大比表面积、低密度、易功能化等优势，完全具备利用于LIBs关键材料的潜力。回顾了近年来研究者们设计的各种COFs及其在LIBs的应用，包括COFs在LIBs电极材料、隔膜、电解质中的应用，得出COFs应用于LIBs具有卓越的电化学性能，最后对其在LIBs的研究方向给予预测，以期为储能和再生能源产业的发展提供一定参考。

使用无氟疏水二氧化硅（SH-SiO₂）/羟基丙烯酸树脂复合涂料（SPAC）对三聚氰胺海绵（MS）进行疏水改性，实现了超疏水海绵（SMS）的简单、无氟、成本低且可大规模化生产。采用红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）、水接触角（WCA）、扫描电镜（SEM）和力学性能测试分析了疏水改性前后海绵的组成、结构、性能和润湿性的变化；通过溶剂吸附量、循环利用、连续分离、乳液分离测试系统研究了SMS的油/水分离性能。研究结果表明：制备的SMS具有优异的油/有机溶剂吸附能力（可达自身质量的76~170倍）、重复利用性（经30次吸附-挤压-加热循环后吸附能力未明显降低）、连续从水体系中分离油/有机溶剂的能力以及分离含有表面活性剂的油包水型乳液的能力（分离效率>98%）。这归因于SMS独特的低密度（ρ约为8.1mg/cm³）、高孔隙率（99.48%）结构和选择吸附性的协同作用，为其在溢油处理和环境修复领域应用奠定了基础。

随温度变化可逆吸水脱水的热响应水凝胶作为正渗透（FO）汲取剂，在降低回收能耗、减少泄漏方面有巨大的潜力，然而较低的溶胀速率限制了其在FO工艺中的发展，而加入亲水性离子基团可提高水凝胶的吸水膨胀压力，从而产生更高的水通量。通过自由基聚合法制备了简易回收且无反向溶质扩散的聚(N-异丙基丙烯酰胺/丙烯酸钠-蒙脱土)[P(NIPAM/SA-MMT)]水凝胶，采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）表征水凝胶的化学结构和内部形貌，使用响应面法优化3个因素（交联剂、丙烯酸钠、蒙脱土）的添加量。由于亲水性羧酸根和羟基含量的增加，P(NIPAM/SA-MMT)水凝胶的平衡溶胀率及热刺激下的脱水量相较于聚N-异丙基丙烯酰胺（PNIPAM）水凝胶大幅提高；以去离子水为原料液，0.5h内的初始水通量达0.87L/(m²·h)，且随着原料液浓度的升高，水通量逐渐降低；过水12h后，将其置于60℃温度刺激下脱水60min，水回收率达98.1%。结果表明，制备的水凝胶表现出良好的水通量及水回收性能。

在氧化铝陶瓷管基体上原位水热法制备二硫化钼（MoS₂）陶瓷膜的过程中，将β-环糊精（β-CD）作为添加剂加入前体溶液，得到环糊精改性的MoS₂/β-CD管式陶瓷复合纳滤膜。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱、水接触角和zeta电位等研究了膜的表面形貌、结构、化学组成、亲水性以及荷电性。探究了不同β-CD添加量对复合膜纳滤性能的影响，考察了膜的抗压性和长期运行稳定性。结果表明，β-CD固有的空腔结构提供了更多的水分子传输通道，提高了MoS₂/β-CD陶瓷复合膜的渗透性能。当添加质量分数为2.4%的β-CD时，制备的陶瓷复合纳滤膜水通量最高为325L/(m²·h·MPa)，对伊文思蓝（EB）的截留率达98.6%；对铬黑T（EBT）、二甲酚橙（XO）染料的截留率均在90%以上；且该陶瓷复合纳滤膜在0.2~0.8MPa的压力下运行，显示优异的抗压性，在错流纳滤操作体系中连续运行7天，表现出良好的长期运行稳定性。

二维过渡金属碳（氮）化合物MXene（Ti₃C₂T _x ）因其亲水性且层间距可调在膜分离领域得到了广泛关注，但层流状MXene膜易从基底上剥离，因而选取合适的基底材料并增加MXene膜与基底材料的黏附性是其工业应用的关键。以大孔α-Al₂O₃陶瓷管为载体，采用α-Al₂O₃颗粒和SiO₂-ZrO₂溶胶对其进行修饰，通过自交联反应制备得到MXene渗透汽化分离膜材料。探究了Ti₃C₂T _x 纳米片负载量、异丙醇浓度、运行温度对MXene膜在异丙醇/水体系中渗透汽化分离性能的影响。结果表明：MXene纳米片形成的层状结构有利于阻隔大直径的异丙醇分子通过层间孔道，当MXene纳米片负载量为1.97mg/cm²时，MXene膜在55℃对质量分数为90%的异丙醇/水溶液表现出较高的脱水性能，其渗透侧含水率为95.51%，通量可达485.13g/(m²·h)。基于大孔α-Al₂O₃载体管的新型MXene膜结构稳定，分离性能良好，在渗透汽化有机溶剂脱水方面具有广阔的应用前景。

研究开发了一种基于磁性介孔二氧化硅和聚多巴胺（PDA）混合体的智能给药平台，可用于pH响应性给药。通过共沉淀法制备Fe₃O₄，以十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为模板，硅酸四乙酯（TEOS）为硅源，通过Stober法获得了磁性纳米材料Fe₃O₄@mSiO₂。负载抗癌药物阿霉素（DOX）后，通过碱性条件下多巴胺的氧化自聚合，在其表面形成pH敏感的PDA涂层，得到DOX/Fe₃O₄@mSiO₂@PDA磁性纳米载药系统。通过透射电子显微镜、X射线衍射、傅里叶红外光谱仪、比表面积测试和振动样品磁强计等技术手段对材料进行表征。结果表明Fe₃O₄@mSiO₂的形貌为球形，拥有良好介孔结构和高达619.16m²/g的比表面积；VSM表明载体Fe₃O₄@mSiO₂@PDA具有良好的磁性。当载药过程中DOX浓度为0.5mg/mL、温度为37℃，反应36h后，载药率为51.69%，包封率为82.70%。释药曲线表明纳米载药系统具有pH响应性和药物缓释的特点；噻唑蓝比色法（MTT法）细胞毒性实验表明Fe₃O₄@mSiO₂@PDA生物相容性良好，DOX/Fe₃O₄@mSiO₂@PDA有良好的抗肿瘤效果。该纳米载药系统在药物靶向递送中具有潜在的应用前景。

废润滑油具有污染性和资源性的双重特征，其中75%~90%的未变质基础油仍是可以重新利用的有效组分，通过再生技术能够实现废油的无害化、资源化和可持续化利用。本文基于超临界二氧化碳（超临界CO₂）萃取再生废润滑油，考察了温度为308.2~348.2K、压力为8.0~16.0MPa的条件下超临界CO₂萃取再生废润滑油的产率与质量。实验得出：密度是影响再生油产率的关键因素，恒温条件下超临界CO₂的密度随着压力升高而增大，再生油产率显著增加；助溶剂正己烷能够促进超临界CO₂的萃取能力，提高再生油产率；再生油的黏温特性、氧化安定性、低温流动性等显著改善，金属元素含量显著降低，各项指标与HVI-150基础油基本相当，可作为合格的润滑油基础油组分。

首先自制了含氟聚氨酯二甲基丙烯酸酯（TFXPUA）大单体，然后采用界面聚合法制备了以TFXPUA、1,6-己二醇二丙烯酸酯（HDDA）、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮（HMPP）为芯材，聚氨酯为壁材的含氟聚氨酯微胶囊（MTFXPUA），再将其添加到水性聚氨酯中制备自修复涂膜及涂层。通过红外光谱（FTIR）、凝胶渗透色谱（GPC）、扫描电镜（SEM）、粒度分析（PSA）、接触角测试、拉伸试验、耐盐水浸泡实验以及电化学阻抗测试表征了TFXPUA以及MTFXPUA的化学结构、微观形貌、自修复及力学等性能。结果表明：含氟聚氨酯二甲基丙烯酸酯（TFXPUA）大单体成功制备，其数均分子量为14275。基于TFXPUA为芯材制得的含氟聚氨酯微胶囊（MTFXPUA）平均粒度为24.05μm，SEM结果表明MTFXPUA微胶囊在聚氨酯涂层中对微裂纹进行了良好自修复，随着TFXPUA中四氟对苯二甲醇（TFB）用量增加，MTFXPUA的修复处接触角、拉伸强度、在低频处阻抗值、Nyquist曲线半径呈现增大的趋势; 当TFB用量超过6%时，增加趋势变缓。TFB用量为6%时，修复处的接触角可达96.80°，修复后涂膜拉伸强度由17.94MPa增加到25.21MPa，基于含氟聚氨酯二甲基丙烯酸酯（TFXPUA）大单体制备的微胶囊对聚氨酯涂层具有良好的自修复性能，实现了对修复后材料的二次保护。

气体硫黄还原磷石膏制酸联产硫铝酸盐水泥熟料是处理工业固废磷石膏的新工艺技术，通过计算流体力学（CFD）与实验验证相结合的方法对该系统的还原炉进行研究分析，利用基于欧拉-拉格朗日的组分运输模型实现还原炉内气体硫黄和磷石膏生料颗粒的多相流化学反应过程的数值仿真计算，通过对数值仿真结果与中试试验数据的分析对比，得到了还原炉内温度、速度、组分、浓度场等关键工艺参数，且还原炉内气固相运动轨迹以及温度场分布均稳定。在入炉气体硫黄温度1023K、CaSO₄与气体硫黄的摩尔比为3.14∶1的条件下，CaSO₄预还原率达到26.84%，满足深度还原的要求。数值模拟关键显性工艺参数与中试系统运行数据吻合度高，误差仅为3.82%~4.84%，为气体硫黄还原磷石膏工艺技术的优化开发提供了数据支撑。

以磷石膏为研究对象，首先借助差热分析确定了适宜煅烧温度，并研究保温时间、粉磨细度与磷Ⅱ型无水石膏（AⅡ）活性关系；其次，以强化AⅡ水化硬化、强度提升为目的，优选激发剂与表面活性剂复配并对其协同激发效应进行研究。结果表明：2.0%钾明矾和1.5‰LA-1复配效果最好，2.0%钾明矾单掺、2.0%钾明矾和1.5‰LA-1复配28d抗压强度分别为26.1MPa、36.5MPa，抗压强度提升了39.85%；通过体系的水化率和石膏颗粒表面zeta电位绝对值随表面活性剂掺量变化规律，结合SEM对其微观形貌进行分析，复配激发剂改变了石膏颗粒表面zeta电位绝对值，加速了AⅡ的水化，并且使少量生成的二水石膏晶型由原本的棱柱状转变为较为细小的棒状结构填补在棱柱状晶型交错的孔隙之间，进而使整体形成更致密结构。

为了减缓油气集输过程中管线设备腐蚀的问题，以油酸、羟乙基乙二胺和1,6-二氯己烷为原料合成了双子型咪唑啉季铵盐。利用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）和核磁共振波谱仪（¹H NMR）对缓蚀剂结构进行表征；采用静态失重法和电化学法评价了缓蚀剂的缓蚀性能；利用X射线光电子能谱（XPS）、扫描电子显微镜（SEM）和电子能谱仪（EDS）对腐蚀产物进行表征和分析，并对该缓蚀剂的缓蚀机理进行了探讨。静态失重实验表明，当双子型咪唑啉季铵盐浓度为100mg/L时，在40℃、5%NaCl饱和CO₂水溶液中能使N80碳钢的腐蚀速率降至0.0569mm/a，缓蚀率达90.74%；极化曲线结果表明，该缓蚀剂属于混合抑制型缓蚀剂，电化学腐蚀电流密度从122μA/cm²减小到14.5μA/cm²，缓蚀率达88.11%；交流阻抗谱结果表明，该缓蚀剂能吸附在金属表面改变其金属/溶液的界面性质，从而减缓腐蚀反应的进行，缓蚀率达88.95%且与静态失重和极化曲线测试结果具有较好的一致性；XPS、SEM和EDS测试结果证明，双子型咪唑啉季铵盐缓蚀剂能在N80碳钢表面形成吸附膜以减缓腐蚀。

微塑料已成为水体环境中的一种新污染物。常规水处理方法去除微塑料局限较多，生物炭的多样微孔结构、高疏水性和高碳含量能够有效吸附微塑料且自发解吸率较低，表现出经济环保、去除效率高的优势，但仍存在无法降解除去微塑料以及生物炭多环境应用性低的问题。本文概述了微塑料的水污染现状和常规水处理去除方法，重点从生物炭特性、作用机理和影响因素等方面综述了生物炭吸附去除微塑料的研究进展，分析了生物炭（原料成分、制备条件、改性方式等）和微塑料（种类、粒径、结构特征等）自身的理化性质以及环境因素（pH、共存离子、有机干扰物质等）对吸附行为的影响，并介绍了土壤中生物炭与微塑料的共存现状。最后对未来工作提出进一步统一归类微塑料以针对性开发生物炭材料、改进实验条件以真实性模拟实际环境、探索生物炭与微塑料的协同效应机制及重视生物炭循环再生等建议，以期为生物炭针对性去除不同水体中常见微塑料提供理论支持。

水中过量氮磷营养物质的存在会引发水体富营养化。生物炭具有比表面积大、孔隙率高、热稳定性强、表面官能团丰富等优点，在吸附去除水中污染物方面呈现出良好性能。近年来，生物炭作为一种经济高效的吸附剂回收水中的氮和磷而受到了广泛关注，但不同种类生物炭对水中氮或磷的吸附性能有较大的差异。本文综述了基于各种废弃生物质制备及改性的生物炭对水中氮和磷的吸附性能，探讨分析了影响生物炭吸附水中氮和磷性能的主要因素，包括制备条件、环境温度、溶液pH和共存离子等，阐述了生物炭吸附水中氮和磷的主要机理。同时指出了目前生物炭在实际应用中所面临的挑战，并进一步展望了未来生物炭的重点研究方向，从而为实际利用生物炭吸附回收水中的氮和磷提供理论依据。

印染行业耗水多，并产生大量染料废水，限制了相关行业的绿色和可持续发展。传统染料废水处理方法局限颇多，作为一种新型分离技术，纳滤膜分离技术能够高效分离染料废水中的染料，进而实现染料废水的清洁处理和可用资源的回收利用，具有能耗低和分离效率高的优点，但所用纳滤膜仍存在通量低、耐热性能和抗污染性能差等问题。本文介绍了染料废水处理用纳滤膜制备及改性研究进展，重点综述了包括相转化法、界面聚合法、表面仿生沉积法、层层自组装法、表面涂覆法和表面接枝法等纳滤膜制备方法，分析了纳滤膜亲水改性、耐氯改性、抗菌改性、机械性能改性和耐高温改性等功能化改性的意义。最后指出目前纳滤膜在制备和应用时存在的问题，并对未来纳滤膜在改进现有制膜工艺，开发新型膜材料和探索新的制膜工艺等方面的研究进行了展望。

可见光有效利用率低、光生载流子复合快是导致传统光催化剂在应用于降解水中有机污染物中效率不高、应用受限的主要原因。碳量子点（carbon quantum dots，CQDs）作为新兴的纳米零维材料，用其修饰半导体光催化剂能够抑制光生载流子复合、加速载流子的分离与转移、改善光谱响应范围、增强吸附性能、促进间接氧化过程中过渡金属还原，有效增强光催化剂催化降解水中有机污染物。本文主要介绍了CQDs修饰半导体复合光催化剂材料在降解水中各类有机污染物中的应用，重点阐述了CQDs及其修饰半导体复合光催化剂材料的合成以及CQDs在多相光催化体系中的增强作用；简要说明了光降解实验参数、CQDs改性对光催化反应活性的影响；最后对CQDs修饰半导体复合光催化剂发展过程中尚待解决的问题进行了总结并对未来发展方向进行了展望。

针对我国提出的“双碳”目标，以某350MW煤粉/生物质气混烧锅炉为研究对象，数值模拟了生物质气的掺烧比和空气分级技术对炉内温度、NO _x 和CO₂的生成量及煤粉的燃尽特性的影响。结果表明：增加生物质气的掺烧量和空气分级技术均会降低主燃烧器区的温度，温度由1539K降至1266K，炉内火焰中心上移。由于炉内还原气氛介质增加、主燃烧器区温度降低、生物质气中N₂的占比多及CO₂占比少的综合因素，煤粉/生物质气混烧联合空气分级技术能协同降低NO _x 和CO₂的排放量，NO _x 排放量由345μL/L降至88μL/L，CO₂排放量由22.90%降至10.67%。但煤粉混烧生物质气会减少煤粉颗粒在炉内的停留时间，建议通过增大炉膛高度、减小煤粉颗粒的粒径、将生物质气预处理到较高温度等方法提高煤粉的燃尽率。该研究结果可为煤粉/生物质气混烧锅炉的低氮和低碳运行提供技术支持。

为了实现硫酸盐生物还原法处理酸性矿山废水（AMD）中镉（Cd）的稳定去除，受自然界硫酸盐还原菌诱导的生物矿化现象启发，以驯化的硫酸盐还原活性污泥为种泥，在上流式厌氧反应器内，通过维持进水浓度比COD/SO{}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{2}-} =2∶1、水力停留时间（HRT）=72h实现了AMD中Cd的稳定矿化，其固化率为100%，且连续36d未见Cd²⁺的溶出；污泥特性分析表明，硫酸盐还原产生的S^2-将废水中的Cd²⁺转移至污泥中，污泥中的Cd则逐步从不稳定态（可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化态、硫化物结合态）向稳定态（残渣态）转化，并在污泥表面形成大量离群的微米级镉硫矿；微生物群落结构分析表明，反应器中Desulfovibrio、Desulfuromonas、Acinetobacter、Delftia等丰度明显增加，推测协同代谢实现了Cd的稳定矿化。由此表明，硫酸盐还原活性污泥可通过矿化实现AMD中Cd的稳定去除，为AMD的高效处理及资源回收提供了新思路。

为明确多孔炉渣沥青混合料作为透水沥青路面结构层材料使用期间发生重金属浸出而污染环境的可能性，本文基于前期研究所得三种粒径炉渣集料用于多孔沥青混合料的最佳方案，针对南京市气温与降雨特征设计了室内模拟实验，研究了不同温度与不同径流冲刷作用下，多孔炉渣沥青混合料中四种重金属（Pb、Zn、Cu和Cr）的浸出行为，重点探讨了径流冲刷作用对重金属浸出行为的影响机制。结果表明，受浸出时间和径流冲刷速率的影响，多孔炉渣沥青混合料中Pb的浸出水平最高，Cu和Cr次之，Zn最低（未检出）。四种重金属的浸出浓度受径流冲刷速率影响显著，Pb、Cr、Cu的浸出浓度均与径流速率呈显著正相关，冲刷速率越大，重金属浸出浓度越高。温度变化对Cu浸出浓度影响显著，浸出浓度随着温度升高而增加。此外，28d模拟实验中各重金属的浸出浓度均低于标准（GB 5084—2021）限值，且满足GB 3838—2002中Ⅲ类地表水质标准，说明南京市海绵城市建设中使用多孔炉渣沥青混合料环境安全性良好。

以煤矸石为原料，采用NaOH碱熔水热合成法制备NaX型沸石，并采用阳离子表面活性剂双十二烷基二甲基溴化铵（DDAB）对其进行改性。采用比表面积测试法、X射线衍射仪、扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱等表征手段对改性沸石（surfactant modified zeolite，SMZ）进行表征分析。选用CCD响应曲面法构建以腐殖酸（humic acid，HA）浓度、初始pH和改性沸石投加量为影响因素，HA去除率为响应值的预测模型，确定最佳吸附条件。结果表明，SMZ表面变得粗糙，DDAB成功负载到沸石外表面。各影响因素对吸附效果的影响顺序依次为：pH>HA浓度>吸附剂投加量。最佳吸附条件下的HA浓度为10mg/L、pH为4.55、改性沸石投加量为5.5g/L，此时对应的HA去除率为88.71%。本研究表明，煤矸石基改性沸石对HA的吸附性能明显提升，对去除水中HA具有潜在的应用价值。

黏附性是污泥的主要特征之一，对污泥处理处置过程有重要影响，而污泥表面液膜厚度是影响污泥黏附性的重要指标之一。本文提出了一种电路探针测量污泥液膜厚度的方法。首先，通过纯活性氧化铝验证了方法的可行性；然后进行了污泥液膜测量参数优化，包括测量电压、泥饼面积和厚度等；最后，将优化的方法应用于污泥电渗阴极液膜厚度测量，研究了污泥含水率、电渗电压和电渗时间对污泥阴极液膜厚度的影响。结果表明，污泥液膜最佳测量电压为3V，最佳泥饼面积为50mm×50mm，最佳泥饼厚度为5mm。在60%~80%（质量分数）含水率范围内，含水率对阴极液膜厚度影响较小，但对电渗电压和电渗时间影响显著，不同含水率下，阴极液膜均在30V的电渗电压和15s的电渗时间下达到最大。不同电渗工况下的液膜厚度均值在0.152~0.531mm范围内浮动。

使用两步水热法成功制备了棒状Bi₂S₃修饰的TiO₂纳米锥（TNCs）光阳极材料，通过调节硫元素的含量探索最佳负载，并用于模拟可见光下降解土霉素。对Bi₂S₃/TNCs光阳极的晶型、元素价态、表面形貌和光电、电化学性能进行了详细的表征。结果表明，Bi₂S₃/TNCs光阳极显著提高了光电催化性能，表现出更低的电荷转移电阻，光电流密度是TNCs的3倍左右。紫外-可见分光光度计在355nm处测试结果表明，Bi₂S₃/TNCs光阳极在90min内成功降解了80.3%的土霉素，5次循环后仍保持良好的稳定性。此外，还对带隙能、价带谱、莫特-肖特基曲线和自由基捕获实验进行分析，提出了一种可能的光电催化降解机理。这些结果表明，Bi₂S₃/TNCs光阳极对降解抗生素具有很大的潜力。

探索了磁性树脂在水体中高效去除Cu(Ⅱ)的吸附机制，制备且表征了一种新型磁性阳离子树脂（MCER），研究了MCER树脂对Cu(Ⅱ)的去除效能和影响因素（pH和离子强度），并利用吸附动力学和颗粒内扩散模型分析了Cu(Ⅱ)在MCER树脂上的吸附行为，最后通过傅里叶变换红外光谱和X-射线光电子能谱验证树脂对Cu(Ⅱ)的吸附机制。结果表明，MCER对Cu(Ⅱ)表现出更好的去除效果，去除率超过86.7%。Cu(Ⅱ)的吸附过程对pH有较强的依赖性，随着pH的增加，树脂对Cu(Ⅱ)的吸附容量明显升高。吸附动力学和颗粒内扩散模型表明吸附过程符合伪一级吸附动力学，其对Cu(Ⅱ)的吸附包括颗粒内扩散和液膜扩散等多种过程。MCER树脂对Cu(Ⅱ)的吸附机制主要包括离子交换和静电吸附作用。最后，评价了树脂的耐酸性和重复利用性，表明MCER树脂具有良好的实际应用潜力。

吸附式空气取水的技术具有较宽的湿度适用范围，被认为是缓解全球淡水资源紧缺的有效途径。吸附剂的选取和研发是提高取水性能的关键。本文采用甲酸钾和乙酸钠溶液分别浸渍经过硅溶胶固化后的活性炭纤维，制得复合吸附剂AS/pf和AS/S，测试并分析了它们的吸附/解吸性能、理论日产水能力和经济性，并与氯化锂浸渍的复合吸附剂（AS/L）对比。相同吸附和脱附工况下，相比AS/L、AS/pf的吸附和脱附速率常数分别提高了108%和161%；AS/S的吸附和脱附速率常数分别提高了131%和155%。综合考虑经济性和理论日产水能力，采用AS/S更适合循环时间在3h内的快速循环吸附式空气取水系统。当循环时间长于3h时，需要根据取水系统总成本在AS/S和AS/L之间慎重选择。

采用201×7强碱性阴离子树脂，通过固定床动态吸附试验，考察了循环吸附次数、吸附原液浓度、吸附原液流量等因素对树脂吸附铀穿透时间与饱和容量影响；开展树脂对铀的动态循环吸附-淋洗-转型试验，采用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）和工艺矿物学参数测试系统（MLA）对吸附前后树脂的表面进行表征和分析，测试饱和树脂与贫树脂杂质元素含量，探讨树脂“中毒”的物理化学机理以及有效的解毒方式；理论推导出树脂吸附铀动力学模型，并对试验数据进行拟合，验证模型的精确度。结果表明：循环吸附次数、吸附原液浓度、吸附原液流量等因素对树脂吸附穿透时间与饱和容量有较大影响。当动态循环吸附-淋洗-转型次数达到10次时，树脂表面和孔隙积累了沉淀物，功能基团上积累PO₄^3-、Mo、SiO₂等杂质元素，造成树脂“中毒”，树脂吸附饱和容量降低了13.7%，淋洗峰值降低了28.9%；树脂“中毒”主要是沉淀物堵塞树脂通道造成功能基团物理失效，以及亲基性杂质元素占据功能基团造成功能基团化学失效。NaOH“解毒”树脂后，树脂饱和容量较解毒前提高了9.9%，树脂的淋洗率达到99.8%，树脂具有较强的稳定性。理论推导出的固定床吸附动力学模型能很好地描述树脂吸附铀的动力学过程，拟合精度高。