开发物理吸附驱动的功能化多孔晶态材料用于粗合成气中CO₂杂质深度去除是生产高质量合成气的重要途径。尽管金属有机框架材料（metal organic framework，MOFs）在CO₂捕获方面取得了诸多突破，但在面临痕量CO₂捕集和非室温CO₂/CO提纯方面常有吸附量下降和产品纯度低等关键问题。基于此，本文以经典的Mg-MOF-74（1a）为研究对象，通过温和的蒸汽配位策略可将氨基吡嗪基元（apz）成功地限域在1a孔道中（1a-apz）。结果表明，1a-apz对1/99的CO₂/CO混合组分有突出的分离性能，且在348K工况温度下，CO产品纯度和产率分别为99.99%和70.5L/kg。粗合成气H₂/N₂/CH₄/CO/CO₂（体积比46/18.3/2.4/32.3/1）穿透实验证实1a-apz仍保持突出的痕量CO₂捕集性能。原位气体负载晶态衍射、变温光谱测试、原位高分辨同步辐射X射线衍射和理论计算等手段揭示了1a-apz 结构中的apz基元在适宜阈值温度下不仅会发生“吸附自适应”行为，还可以有效调控孔隙局域静电势和限域功能化多重吸附位点，从而实现CO₂与孔表面形成类似生物界“酶-底物”辨识过程的“诱导-契合”行为。

关于含有氮元素的单质或含有一个氮原子的化合物等相关的研究备受关注，特别是在合成氨、制氢、脱硝等方面，对于促进新能源开发，控制环境污染以及实现碳中和等具有广泛的应用前景和重要的科学意义。本文提出了“氮一化学”的理念，回顾了与“氮一化学”相关的几个典型案例，讨论了目前国内外关于合成氨、制氢、脱硝等方面的重要进展，并展望了“氮一化学”的发展前景。

基于气固两相流动的微颗粒沉积一直是一个棘手的问题，作为一种常见的物理现象，带来的影响更多是负面的，如砂粒导致涡轮叶片的磨损，飞灰颗粒引起锅炉换热面结垢腐蚀等一系列问题。尽管吹灰方案的不断优化已经很大程度减少了飞灰沉积带来的负面影响，但仍有一些不可控或意外的问题存在。因此，归纳分析颗粒黏附行为规律对工程颗粒沉积的抑制具有重要意义。本文以锅炉飞灰沉积为主要背景，阐述了以惯性撞击为主导机制的颗粒黏附机理与特性，回顾了近年来对临界沉积标准的研究工作，重点剖析了沉积因素对颗粒黏附/反弹判据标准的影响，总结了颗粒剥离的主要判断准则，通过横向对比相关判据存在的问题与联系，说明了颗粒黏附判据标准的研究现状与存在的问题，为实现锅炉沉积的有效抑制及颗粒剥离理论的推广提供技术理论支撑。

为探究相分离结构对微细通道流动沸腾压降的影响，利用数控技术加工了相分离结构微细通道实验段。以质量分数为30%的甘油水溶液作为实验工质，在工质入口温度为70℃、质量流率为121.25kg/(m²·s)、热流密度为76.61~150.70kW/m²的工况下分析了两种（多孔/少孔）相分离结构和无排气孔的普通微细通道的压降变化，同时对通道内气泡行为进行了可视化研究，引入气相分离系数对受限气泡在通道内的生长行为进行定量分析。实验结果表明，相分离结构可以改善通道内两相总压降，在多孔、少孔和普通微细通道中，微细通道的气相转移面积越大，气相分离系数越大，通道内受限气泡长径比越小，两相总压降损失越小。此外，通过对相邻通道增加压差，调整合适的压力切换周期，可以进一步改善相分离膜的气相转移速率，减缓通道内两相总压降。

微纳复合多孔结构对相变换热的强化是能源化工领域的重要主题。基于气液协同输运的概念，通过飞秒激光正交扫描加工，在硅片上生成二维嵌套的纳米孔链双层复合多孔结构，实验研究了其对HFE-7100过冷池沸腾传热特性的影响。实验结果表明，相比于光滑表面，多孔表面在35K过冷池沸腾条件下的起始过热度从16.7K下降到12.3K，降低26.3%，最大临界热通量提高128.7%。同时利用高速摄影观察气泡行为来研究强化沸腾传热机理。研究发现，双层多孔结构表面和内部形成的大量连通孔穴大幅度增加了有效成核位点，纳米孔和双层连通结构提供垂直和水平方向的液体补充通道，在高热通量下气泡尺寸更小，脱离更快。有效汽化核心密度增加以及气液自适应协同输运增强了多孔网络中的微液膜蒸发和微对流作用，从而有效提升沸腾换热能力和临界热通量。

采用计算流体力学（CFD）耦合群体平衡模型（PBM）研究Lightnin静态混合器（LSM）内气泡分散特性，使用不同的破碎核和聚并核函数系统研究雷诺数（Re)、气相体积分数（α_d）和元件数量对气泡分散行为以及混合效率的影响，采用气液界面积和体积传质系数（k_La）量化LSM和Kenics静态混合器（KSM）内气泡破碎性能以及传质速率，基于变异系数（CoV）和流体微元拉伸率分析LSM和KSM的分布混合性能和分散混合性能。结果表明：Luo聚并模型和Prince模型高估了LSM内气泡的聚并效率，通过Luo-Turbulent模型计算的气泡尺寸与实验数值具有很好的一致性；随着Re和α_d的增大，LSM内气泡的分散行为被进一步强化，在高Re的条件下增大元件数量可以显著提高气液传质效率；CoV曲线表明，LSM具有比KSM更好的分布混合性能，3个LSM元件可以保证混合程度大于95%。LSM的分散混合效率是KSM的1.06~1.16倍；基于压力波动信号时间序列，确定了LSM中流型从过渡区向非均匀区转变的临界表观速度。

微化工技术正成为强化流动化学过程的重要途径。本文针对游离脂肪酸的预酯化过程存在转化效率低、设备体积庞大及能耗高等局限，提出一种麻花式插件微通道，旨在解决常规酯化反应器存在的上述问题。以甲醇和油酸为实验体系，考察物料流量、反应温度和通道长度等参数对预酯化反应的影响规律，并和其他酯化反应器进行对比。结果表明，40℃下麻花式插件微通道内仅需3.26s就能实现高达94.3%的酯化转化率。增大微通道中物料流量，酯化转化率先降低然后增加，脂肪酸甲酯收率逐渐增加。催化剂用量和醇酸摩尔比的增加均可促进预酯化反应。升高反应温度和增加微通道长度有利于促进酯化转化率和脂肪酸甲酯收率的提高。此外，分别建立了酯化转化率和脂肪酸甲酯收率的关联方程，计算值与实验值吻合良好，误差均在15%以内。

现有水基、油基及其他无水合成类液压传动介质存在高温稳定性差、温-黏变化大等问题。In-Bi-Sn合金熔点低、流动性好、高温性质稳定，是极端高温液压传动介质的理想基础液。本文采用两步法制备体积分数为0、5%、10%、20%、30%的In-Bi-Sn基Si₃N₄/GNFs混合纳米流体。利用TEM、SEM+EDS、热重分析等手段表征样品形貌、分散性和热稳定性，通过高温旋转流变仪和摩擦磨损试验机研究样品的流变性和润滑性，对比分析样品与现有高温液压介质在热稳定性、流变性、润滑性上的性能差异。结果表明：Si₃N₄嵌于GNFs片层之间，以团聚体形式分散于In-Bi-Sn基质，10%样品中的混合纳米颗粒团聚体尺寸小于20%样品；样品黏度随混合纳米颗粒体积分数增加而增大，液态静置时间和相变次数对<30%样品黏度的影响不明显；受纳米颗粒布朗运动影响，分散相体积分数越高，样品的温-黏变化越显著；因剪切改变了纳米颗粒团聚体的粒度，20%样品显示出明显的剪切致稀特征；添加Si₃N₄/GNFs混合纳米颗粒能够显著改善润滑特性；相较于现有高温液压介质，In-Bi-Sn基Si₃N₄/GNFs混合纳米流体热稳定性优异、温-黏变化更小、高温润滑性能佳。

为提高管式反应器外半圆形螺旋通道的换热效果，在传统螺旋通道壁面上设置了射流入口，采用三种纳米流体（CuO-H₂O、Al₂O₃-H₂O和TiO₂-H₂O）作为传热流体，基于Mixture混合模型探究了不同纳米流体在不同Re=10000~36000、不同射速比下对半圆形螺旋通道换热和流动特性的影响规律，并利用传热强化因子PEC_j0和PEC_j分别评价了半圆形螺旋通道增加射流前后的综合强化传热性能。研究结果表明：在射速比ε=0~5时，Al₂O₃-H₂O纳米流体的压降最大，CuO-H₂O纳米流体的压降最小。在ε=0时Al₂O₃-H₂O纳米流体的传热效果最好，其平均Nu数是H₂O的1.31倍。与ε=0相比，在ε=1~5工况下，螺旋通道平均Nu_m最高提升了52.01%。随着射速比的增加湍动能越大，射流与主流混合效果越好。各射速比工况下射流冲击的影响范围为0°≤θ_j≤50°，在ε=3时，螺旋通道产生三涡结构。PEC_j0随Re先增加后降低，在Re=20173时取得最大值，PEC_j随射速比的增大而增大。综合对比，射流冲击Al₂O₃-H₂O纳米流体对螺旋通道传热提升效果最佳。

针对氢氧化铌粉体脱氟洗涤过程耗水量大、含氨废水产量高的问题，本文开发了基于陶瓷膜的氢氧化铌粉体洗涤技术与工艺。考察了膜孔径、洗涤方式、洗涤液用量等参数对氢氧化铌浆料脱氟（F^-）效果的影响；在最终五氧化二铌（Nb₂O₅）产品纯度以及经济性方面对比了陶瓷膜法与传统压滤法洗涤氢氧化铌粉体工艺的不同。结果表明，恒体积渗滤洗涤方式对于去除氢氧化铌浆料中F^-效果最好。采用200nm膜孔径的α-Al₂O₃陶瓷膜，当料液比为1∶60kg/L时，常规氢氧化铌浆料中F^-含量达标，50nm孔径的α-Al₂O₃陶瓷膜可以对超细氢氧化铌粉体实现高效洗涤，两种膜在氢氧化铌粉体洗涤应用中均展现出较好的稳定性。陶瓷膜洗涤法对氢氧化铌及其最终产品Nb₂O₅的除杂效果显著，且在降低成本方面均明显优于压滤洗涤法。因此，基于陶瓷膜的洗涤工艺具有较高的技术与经济可行性，将有力促进我国钽铌湿法冶金绿色化发展。

由于氨的高能量密度和零碳特性，其作为氢能和可再生能源载体具有良好的未来市场。氨比氢更易储运且本质安全性强，有望成为推动能源革命、社会进步和国家发展的零碳能源发展路线之一。本文从氨能的全产业链角度出发，介绍了合成氨产业发展趋势以及各类合成氨技术的最新进展和成本经济性；列举了目前氨的主要储运方式、效率、成本和安全性特征；综述了氨的新能源燃料应用，包括氨燃料电池、氨内燃机、氨燃气轮机等技术体系发展现状和燃料成本经济性，以及氨分解制氢效率和生产成本优势。通过上述技术和经济性分析，探讨了氨能在能源系统中的重要作用，进一步梳理了氨能技术发展方向。

在“碳达峰、碳中和”的目标下，绿氢成为极具前景的清洁能源。碱性电解水制取绿氢技术商业化程度最高，但由于析氧反应（OER）动力学过程缓慢且需要较高的过电位，成为制约电解水电极效率的主要瓶颈。商业电解槽中广泛使用的镍网或泡沫镍电极的OER性能仍有很大提升空间，在其上复合镍基催化功能层，开发新型高活性的析氧电极有利于提高电极效率，降低制氢成本。电沉积技术具有工艺简单、条件温和、利于放大生产自支撑电极的优势，成为工业化生产OER电极的理想工艺之一。本文综述了近年来利用电沉积技术制备的镍基析氧电极并用于碱性电解水的研究进展。采用电沉积技术在镍网或泡沫镍基底上制备镍（氢）氧化物、双金属及多元金属以及非金属掺杂的镍基催化剂作为催化功能层，通过增强催化功能层的电导率及金属间的协同作用、增加活性位点数量、减小扩散路径以及改变表面原子构型等方式提高镍基自支撑电极的OER性能。最后，展望了镍基自支撑电极在电解水领域的应用，同时指出了电沉积法制备电极材料存在的挑战。

随着深水浅层天然气水合物试采工作的开展，亟需解决井筒含砂条件下水合物二次生成的问题，目前鲜见针对含粉砂及盐体系内水合物二次生成动力学的研究报道。本文选取粒径3.7~10.3μm粉砂砂粒，通过改变粉砂浓度（质量分数0.6%、1.6%和5.0%）、盐浓度（质量分数0.1%、0.6%和1.0%）以及砂盐配比度，研究高压条件下（8MPa）粉砂和盐对甲烷水合物二次生成动力学的影响规律。结果表明：①在砂粒粒径3.7~10.3μm范围内，相较于初次生成诱导期时间，二次生成诱导期缩短的时间随着砂粒粒径的减小而延长；② 0.6%和1.6%质量分数下的粉砂对于水合物二次成核具有促进作用；③在0.1%~1.0%含盐质量分数范围内，盐浓度越高，水合物初次和二次生成最终的气体消耗量以及最大气体消耗速率越接近，盐分对水合物“记忆效应”的抑制作用越明显；④在盐砂质量分数配比分别为低（0.6%∶0.1%）、中（1.6%∶0.6%）、高（5.0%∶1.0%）条件下，随砂盐配比度的增加，初次水合物生成诱导期逐渐缩短，二次水合物生成诱导期逐渐增长，所有体系二次生成诱导期均比初次生成诱导期短，且随配比度的升高，两次诱导期差值减小。结论认为，搅拌体系内水合物二次生成过程中，粉砂能够促进甲烷水合物的二次生成动力学，盐分则具有抑制作用，但两者的配比对水合物二次生成动力学的影响则取决于两者的浓度。

以自制煤基石墨为前体，浓硫酸为插层剂，高锰酸钾为氧化剂，采用液相氧化插层-热处理工艺对煤基石墨进行微扩层改性处理，制备出微扩层煤基石墨。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、拉曼光谱测试、低温氮气吸附和X射线光电子能谱等手段分析不同微扩层煤基石墨的微观结构，并测试其用作锂离子电池负极材料的电化学储锂特性，系统研究微扩层改性对煤基石墨微观结构和储锂性能的影响。研究表明，微扩层改性处理不仅可增加石墨微晶片层的层间距，还可以在石墨基体中引入纳米孔道和C\stackrel{}{̿}O、C—O—H及C—O—C等含氧官能团。氧化剂用量是影响微扩层煤基石墨微观结构的重要因素。通过调节氧化剂用量可实现微扩层煤基石墨微晶层间距、纳米孔道和表面官能团等微观结构的有效调控。当氧化剂用量为煤基石墨的0.30倍时，微扩层煤基石墨的层间距为0.3374nm，其纳米孔道主要由1~2nm微孔和2~6nm中孔组成，比表面积为24.6m²/g，且富含C\stackrel{}{̿}O、C—O—H及C—O—C等含氧官能团。微扩层煤基石墨用作锂离子电池负极材料展现出优异的电化学储锂性能，其在0.1C低电流密度下的可逆比容量最高可达511.1mAh/g，在5C高电流密度下为348.7mAh/g，且经300次循环充放电后，其比容量仍可维持在313.3mAh/g，容量保持率为89.9%，综合性能远高于煤基石墨。微扩层煤基石墨优异的电化学储能特性与其微观结构中富含石墨微晶片层、纳米孔道和含氧官能团等密切相关。

针对可挥发性有机物（VOCs）油气脱除回收问题，本文采用一维仿真模拟了典型间壁换热器中的微量丙烷的氮气低温冷凝脱除过程。结果表明：本研究中初始丙烷分数为2.25%的气体，将出口丙烷摩尔分数降至1.26×10^-4所需换热器长度为2.85m；换热器前1m中丙烷摩尔分数降低了76%，随后1.85m仅降低23.6%；冷凝所需换热器长度与丙烷初始浓度关系如下：当丙烷初始浓度为2.0%时所需长度最短，为2.84m；低于2.0%时，影响丙烷脱除的主要因素为冷凝速率。随丙烷初始浓度继续降低，所需换热器长度呈近似抛物线上升；高于2.0%时，影响丙烷脱除的主要因素为总冷凝量。随着丙烷浓度升高，所需换热器长度呈近似线性小幅上升。本文工作可为微量油气低温冷凝脱除换热器的换热长度设计提供参考。

为充分发挥液冷-相变材料复合电池散热系统中主被动散热的优势，建立复合散热系统仿真模型，提出了复合系统中不同散热模块间的协同性思想，并基于此思想探究系统中复合相变材料（composite phase change material，CPCM）填充量、液冷启动时间和冷却液流速的最佳值。结果表明，CPCM填充量、液冷启动时间和冷却液流速之间的协同，对复合系统能否充分发挥各模块的主被动散热优势存在重要影响。电池间距达到2mm时，CPCM的填充量即可满足电池在低倍率下的散热要求；在CPCM液相分数为0.9时开启液冷模块，可以显著提高CPCM模块利用率；冷却液流速大于0.03m/s可抑制电池温升，流速大于0.2m/s时可回收CPCM潜热，根据汽车不同需求选择相应速度，可达到降低能耗的目的。本文提出的协同性思想可以为复合散热系统的研究提供一种新思路。

“双碳”背景下，燃煤机组减污降碳需求迫切，与可再生燃料耦合发电可提高能源利用水平，降低碳排放量，不同燃料的特性导致掺烧后的烟气特征复杂，对脱硝催化剂提出新的挑战。本文简要回顾了脱硝催化剂反应过程机理，综合阐述了掺烧可再生燃料后的锅炉烟气对脱硝催化剂的催化过程影响，并详细讨论了不同中毒元素对脱硝催化剂催化活性的作用影响机制，然后重点综合了现有的不同抗中毒研究，提出了多种催化剂抗中毒设计策略，本文也对未来抗中毒催化剂的发展趋势进行了阐述，应更加明晰掺烧工况对催化剂的中毒影响、增强多掺烧场景可适性，通过工艺改进提高工业产品成品率和质量，最终助力火电机组实现低碳经济发展。

生物柴油的发展对实现碳减排、推进能源替补具有重要科学意义，将生物柴油副产粗甘油进行绿色处理及高值转化，有利于促进生物柴油产业链的延伸发展。甘油氢解制备1,3-丙二醇已成为目前粗甘油高值化利用的研究热点，设计开发高活性、高选择性的催化剂是该过程的关键。本文首先阐述了Pt-WO _x 系催化剂上甘油氢解制备1,3-丙二醇的脱水加氢机理、直接氢解机理以及氧化还原机理，明确了Pt-WO _x 系催化剂中Pt分散度、WO _x 状态和Pt-WO _x 界面接触等是影响催化性能的主要因素，并对其进行综述；进一步分析Pt分散度、WO _x 状态和Pt-WO _x 界面接触的影响机制。Pt分散度会影响H₂的活化及反应中间体的氢化；WO _x 状态与催化剂Brönsted酸性位点密不可分，还可促进活性金属的分散；Pt-WO _x 界面则影响催化剂氢溢流以及原位Brönsted酸的生成。最后，提出今后应从这三方面构筑新型Pt-WO _x 系催化剂；探究各活性组分对甘油氢解反应的影响规律及组分间相互作用的本质特征，完善反应机理；考察加氢方式对甘油选择性氢解的影响机制，以促进甘油选择性氢解制1,3-丙二醇技术路线的规模化发展。

高端氢化石油树脂应用广泛，市场需求逐年增加，如何实现高效生产高品质氢化石油树脂是该领域研究的重点。高品质氢化石油树脂的生产主要是采用催化加氢技术，开发高效稳定的加氢催化剂是关键的技术环节。本文针对催化剂加氢效率低、树脂分子扩散与吸附困难、加氢反应条件苛刻等问题，重点综述了近年来研究者为解决上述难点在催化剂金属活性组分组成、几何与电子结构、载体形貌与孔结构设计等方面的研究成果。提出催化剂中金属活性位点的分散度、位点分布情况、价态调控及复合金属间的协同作用是调控催化剂性能的关键。同时，对目前石油树脂加氢催化剂活性位点设计、反应机理、催化剂失活再生机制等方面进行总结并展望催化剂的未来发展方向。

氢能源作为重要的二次能源，能量密度大、环境友好且用途广泛，是人类战略能源发展的重要方向。然而，氢气储运仍面临较大的成本和安全难题，有机液体储氢化合物（LOHCs）储放氢技术以其储氢密度较高、储存条件温和、运输方便等优势成为氢气储运可供选择的技术之一。相比稠环芳烃类化合物，含氮有机储氢化合物具有更温和的催化加氢和脱氢条件，可有效提高储放氢鲁棒性和反应能效。基于此，本文系统综述了含氮有机储氢化合物加氢及脱氢反应研究进展，阐述了两类反应的路径和催化作用机制，从催化剂活性中心和载体、双金属协同效应、反应条件、催化剂稳定性等方面系统分析了加氢/脱氢催化剂，并详细总结了基于连串反应、反应网络等模型的反应动力学。介绍了含氮有机储氢化合物储氢技术目前面临的挑战并提出未来的研究思路及展望。但是该技术仍存在较多问题，应在有机储氢化合物配方体系、储放氢连续反应系统、催化剂设计与制备、催化剂构效关系、精准反应动力学和全面理化性质数据库等方面进行深入研究。

开发价格便宜、高效稳定的析氢反应（HER）电催化剂是实现电解水制氢技术工业规模化的关键问题之一。本文利用低温电化学沉积法成功地在碳布表面原位生长了Co/NiCoP异质纳米结构的自支撑催化电极，结合表征技术、以1mol/L NaOH溶液为碱性电解质的理论计算和以三电极体系电化学工作站为基础的实验测试对该材料进行了HER性能评估。结果表明，Co/NiCoP异质结构催化剂具有优异的析氢性能，在碱性介质中，获取10mA/cm²的催化电流密度所需要的过电位仅为54mV，Tafel斜率为78.5mV/dec。这主要归因于：①Co/NiCoP纳米催化剂在碳布表面良好的分散性增加了暴露的催化活性位点数；②异质结构的存在促进了Co与NiCoP之间电子的相互作用，加快了电荷转移速率并提高了材料的导电性；③理论计算表明，Co/NiCoP异质结构的构建能有效地降低水的解离势垒，促进水的解离，进而加快HER动力学反应过程。因此，Co/NiCoP纳米异质结构催化剂的构建丰富了非贵金属纳米材料在电解水制氢领域的应用。

选择性催化还原（SCR）设备可以有效脱除烟气污染物NO _x，但也会催化生成SO₃，从而危害设备安全和大气环境。本研究在模拟SCR实验台基础上考察了温度、烟气气氛和催化剂组分对SCR催化剂催化生成SO₃的影响，并采用X射线荧光光谱（XRF）和X射线光电子能谱（XPS）分析了催化剂在反应前后的变化。结果表明：温度升高会提高SO₃的生成率；O₂含量对SO₃的生成产生影响，但是O₂含量超过2%后影响微小；增大SO₂浓度会降低SO₃生成率，但SO₃总量仍不断提升；一定浓度的NH₃显著抑制了SO₃的生成，同时产生大量硫铵盐沉积物，而NO _x 中的氧化性气体NO₂会提高催化剂中V⁵⁺的比例，促进SO₃生成；实际反应过程中脱硝与SO₂氧化存在竞争，降低烟气中NO₂浓度会提升脱硝效率且减少SO₃生成；催化剂中的钒和钛会提高SO₃生成率，而硅对SO₃的生成有抑制作用。本研究为SCR的实际运行优化提供了一定的理论基础和参考。

采用溶剂热法制备Z型CuBi₂O₄/BiOBr（CBOB）异质结，并与石墨烯水凝胶（GH）复合得到CuBi₂O₄/BiOBr@GH（CBOBG）。通过X射线衍射、X射线光电子能谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、N₂吸附-脱附、紫外-可见光谱、荧光光谱和电化学等表征方法对催化剂的晶体结构、表面组成、微观形貌、比表面积与光电性能进行分析。在可见光下，通过降解四环素耦合还原Cr(Ⅵ)实验，考察了CBOBG的光催化活性。实验结果表明，CBOBG在120min内，对四环素的降解率达到了86.1%，对Cr(Ⅵ)的还原率达到了100%。通过活性物种捕获实验证明，降解过程的主要活性物质为超氧自由基和光生空穴，还原过程的主要活性物质为光生电子。

将尿素和L-谷氨酰胺（Lg）作为前体材料，使用冷冻-煅烧法成功将Lg分子链接枝到了氮化碳（CN）的边缘，制备了具有优异光催化性能Lg接枝修饰的多孔氮化碳（LCN）光催化剂。通过X射线衍射光谱（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）等表征测试方法对样品的形貌结构以及光催化性能进行了测试。结果表明，Lg分子链的引入不仅能够增加材料的比表面积，提供更多的活性位点，同时还可以有效促进光生电子的快速分离和转移，从而获得优异的光催化活性。在可见光的照射下，最优质量比的LCN-10光催化剂在析氢测试过程中产氢速率高达658µmol/(g·h)，约是纯相CN的3倍。并且在光降解盐酸四环素（TCH）和左氧氟沙星（LEV）的测试中，LCN-10也表现出良好的催化活性，在60min内对TCH和LEV的光降解率达到了98%及85%。这项工作为CN基光催化材料的表面修饰与性能优化提供了新的视角。

相变材料（PCMs）在促进新能源开发和提高能源利用率中起着至关重要的作用，然而，单一有机相变材料的易泄漏、热导率低、光吸收弱等缺陷阻碍了其更广泛的应用和发展。为了解决这些瓶颈问题，提高热能的利用效率，具有优异性能的碳材料被用作载体材料封装相变材料构筑形状稳定、热性能增强的复合相变材料。本文结合相关理论对碳材料强化传热机理进行了探讨，重点综述了有机相变材料在不同类型碳基材料中的研究进展和面临的挑战，介绍了近年来碳基复合相变材料在热管理、能量转换与储存、智能可穿戴纺织品及红外响应材料等领域的应用进展。最后，基于理论、数值、模拟和实验方法的结合，展望了碳基复合相变材料在热能存储、传递、转化方面未来的研究方向及其先进的多功能化应用。

碳化硅陶瓷膜具有耐高温、抗热震、耐腐蚀、高通量、使用寿命长等优势，是环境污染治理领域中的关键材料。如何制备面向应用过程的高性能碳化硅陶瓷膜已经成为目前的研究热点。本综述介绍了碳化硅陶瓷膜的成膜方法，包括浸渍提拉法、喷涂法、化学气相沉积法及相转化法。此外，阐明了各方法的成型机理、影响因素及优缺点等，概述了碳化硅膜烧结技术的机理、特点及研究现状，包括重结晶技术、前体转化技术、原位反应烧结技术及新型烧结技术，其中重点描述了共烧技术的实际应用价值及挑战，利于明晰碳化硅陶瓷膜性能与制备工艺的关系。并阐明了碳化硅陶瓷膜在高温烟气净化、油水分离、气体分离领域中的应用现状及前景，最后对碳化硅陶瓷膜工业化应用潜力作出展望。

火焰法制备CNTs及其复合材料具有可连续操作、成本低廉等优势，是一种极具应用潜力的制备技术。然而，火焰环境的复杂性造成产品结构和组成难以精确控制，在实际应用时不利于产品性能的调控和提升。本文首先介绍了火焰法的基本构型（扩散火焰和预混合火焰），并结合燃料、催化剂和制备CNTs的结构说明了不同火焰法工艺的特点。随后简要说明了火焰环境中CNTs生长的一般过程，即吸附-扩散-沉积过程，结合这一基本过程介绍了顶部/底部生长机理、颗粒接触生长机理和异形（螺旋状、竹节状、空心/实心结构、分支结构等）CNTs的生长机理。在全面总结火焰法制备CNTs基复合材料在储能、催化、光热转化等领域应用的基础上，指出现有火焰法制备工艺存在可控性差、产品组成复杂等问题，在实际应用时不利于相关性能的调控。在未来研究中，持续改进和优化火焰法工艺，如采用混合式制备工艺或构建分段式燃烧器构型，对于提高工艺过程可控性并实现产品组成和结构的调控具有积极作用。

具有三维（3D）填料网络的复合材料导热性能优异，是解决电子器件散热问题的理想材料之一，被广泛应用于导热绝缘材料领域。本文阐述了近年来国内外关于3D导热绝缘高分子材料的重要研究进展，首先从3D填料架构的制备方式出发，介绍了制备3D导热绝缘复合材料的主流途径，包括模板法、泡沫法、3D打印法、复合颗粒法和聚合物框架法等，分析了不同构筑方法的成型机理，并对各制备方法的优缺点进行了归纳和总结；其次对关于3D导热网络的有限元模拟研究进行了总结，分析了目前常用的热传导模型；最后对制备具有3D网络结构的导热绝缘复合材料研究工作中面临的瓶颈和未来发展方向进行了阐述，主要包括3D填料网络的精细化和自由化的构建、3D填料架构与聚合物间界面热阻的处理、3D填料网络通用热传导模型的建立以及3D填料结构制备工艺的简化。以期为高导热绝缘复合材料的研发和应用提供方向和思路。

聚合物功能梯度材料（PGMs）是一种以聚合物为连续相，多种材质相互耦合，组成结构和性能在材料空间方向上进行连续梯度变化的非均质复合材料。传统PGMs制备方法存在原理复杂、难定制、通用性差等问题。本文介绍了增材制造（AM）基于“离散-堆积”的成型原理和优势，综述了适用于PGMs的增材制造技术：熔融沉积成型、直写成型、立体光固化、喷射成型和选择性激光烧结的功能梯度材料成型基本原理、材料特点和性能。虽然在增材制造制备PGMs的过程中存在缺乏设计准则、表征方法和系统研究方法等问题。但是，随着对增材制造新概念材料进行基础科学研究的深入，以及针对特定使役条件和工艺性能的具体应用不断发展，增材制造将成为PGMs制备的一种极佳方法。

染料由于其优异的光化学和光物理性质引起了光固化领域极大的研究兴趣。将染料引入传统的光引发体系不仅可以提高体系对可见光的吸收能力，还能有效提高光引发聚合反应速率。在可见光源下，染料基多功能光引发体系不但可以成功引发多种丙烯酸酯的自由基聚合反应和环氧化物的阳离子聚合反应，同时在材料高效制备和光固化型3D打印等方面也显示出广阔的应用前景。基于此，本文总结了染料作为光敏剂的作用机理，综述了近年来不同类型的染料在可见光引发体系中的研究进展，对未来可见光染料基光敏剂的进一步发展进行了展望，并强调将染料直接引入可见光引发体系的重要意义，旨在促进材料制备向着更加节能、环保的方向发展，为可见光引发体系的未来设计和发展提供新思路。

以阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）和阴离子聚电解质聚丙烯酸（PAA）形成的介观复合物为动态模板，以异丙醇铝为铝源，原位合成了不同硅铝比的多级孔硅铝酸盐纳米球（NKM-5-Al-x）。采用X射线衍射仪（XRD）、氮气吸附脱附、程序升温（NH₃-TPD）、核磁（²⁷Al NMR）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）等表征方法对多级孔硅铝酸盐纳米球进行了表征分析，并对比孔径结构相对均一的SBA-15和MCM-41氧化硅材料，考察材料的多级孔结构和酸性质对多环芳烃吸附分离性能的影响。结果表明，孔分布和酸性质对多环芳烃分离性能影响显著，多级孔结构有利于多环芳烃的扩散，酸性增强有利于提高多环芳烃分离效率，具有较强酸量和多级孔结构的NKM-5-Al-5呈现出最优的多环芳烃分离效果，分离度R_{多环芳烃/非芳烃}>1.2，且脱吸附速率较快，脱/吸附速率比接近1。

金属有机骨架（MOFs）作为新型多孔材料，在干燥领域极具应用前景。本研究提供了一种MOF-808微波加热快速合成法，合成温度为140℃，甲酸浓度12.83mol/L。通过X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、物理吸附仪等对MOF-808的样品组成、结构、比表面积以及形貌等进行表征分析。合成MOF-808材料的水蒸气吸附量随甲酸浓度增加而提高(由0.521g/g提高到0.810g/g），随吸附温度升高而降低，高湿度下MOF-808表现出较快的吸附速率，最佳的吸附工况为30℃、90%相对湿度。含湿混合气中CO₂浓度变化时，MOF-808平衡吸附量均值0.529g/g，标准差0.018，表明材料对水蒸气具有良好吸附选择性，CO₂不会对MOF-808捕集水蒸气能力产生影响。在较低再生温度（70℃）下MOF-808经过8次循环后再生效率仍高于90%，说明MOF-808材料用于干燥过程节能潜力较大，循环稳定性好。

邻苯二甲酸酯类塑化剂（PAEs）是塑料制品加工中常用的添加剂，食用油、乳制品等食品行业大量使用塑料包装材料，存在塑化剂泄漏风险。本文以邻苯二甲酸二异壬酯（DINP）为典型的塑化剂目标分子，通过量化计算筛选分子印迹聚合物（MIP）单体；采用一锅法自由基聚合得到含DINP的分子印迹聚合物（DINP-MIP），其对DINP的吸附等温线符合Langmuir模型，饱和吸附容量为8.61mg/g，是非印迹聚合物（NIP）的2倍以上。将该分子印迹聚合物修饰丝网印刷电极（SPE），获得了可快速检测塑化剂的分子印迹电化学传感器（DINP-MIP/SPE）。在DINP浓度为0.05×10^-6～0.7×10^-6mol/L范围内，检测电流差与浓度具有优异的线性规律，DINP检出限可达0.117mg/kg。在实际食用油检测中，空白加标回收率为104.9%～106.6%，标准偏差RSD为4%～6%，表明分子印迹电化学传感器在塑化剂快速检测中具有优异的实用价值。

聚酰亚胺（PI）是一类具备高热稳定性和化学稳定性的聚合物材料，已被广泛用于气体分离膜的制备。然而，当前将其作为新型有机填料的研究甚少，更没有应用在全热交换、新风系统领域的相关报道。因此，本文采用对苯二胺（pPDA）和3,3′,4,4′-二苯酮四甲酸二酐（BTDA）作为单体原料，通过溶剂热聚合法成功制备了具有片层结构的PI微球颗粒。通过界面聚合过程将所制备的PI微球引入聚酰胺（PA）分离层中，构建出一系列基于PI微球的PA复合型全热交换膜材料。深入探究了PI微球的添加方式（制膜工艺）和掺杂量对膜形貌、水接触角、表面粗糙度、CO₂及水蒸气透过率、全热交换效率等的影响规律。研究结果表明，采用将PI微球均匀分散于均苯三甲酰氯（TMC）油相溶液中的制膜方法可确保粒子的负载与界面聚合反应同步进行，有效避免了颗粒堆叠和界面缺陷的问题。所制备的PI-PA-IV-2复合膜具有优异的透湿阻气性能，水蒸气渗透率从原膜的1763.45g/(m²·24h)提升至1949.51g/(m²·24h)，CO₂透过率从21.04GPU降至3.64GPU。与此同时，该膜拥有与商业纸膜相当的热交换效率（97.47%）和焓交换效率（71.41%），为新型高效全热交换膜的制备提供了可行方案。

为解决水体的油污染问题，采用简单的气相吸附法将纳米银膜组装于棉织物表面并经十八烷基硫醇的修饰后，制备了一种超疏水性油水分离仿生材料。通过扫描电子显微镜和接触角测定仪对其表面的微观结构、纳米银膜负载情况和疏水性能进行了表征。结果显示，经改性后的棉织物表面由于具有类似荷叶表面的不规则微观结构，对水滴的接触角达到了164.4°，而对油滴的接触角近似为0°，表现出良好的疏水亲油性。油水分离实验和稳定性测试结果也表明，制备的仿生超疏水棉织物在经过10次循环分离实验后，其对不同类油水混合物的分离效率均能稳定在90%以上；同时，在经过不同腐蚀溶液（酸、碱、氯化钠、沸水）的浸泡以及砂纸的磨损后，所制备的超疏水棉织物的超疏水性能未发生较大改变，表明该材料具有良好的耐久性和稳定性。该研究有望为油污分离材料的制备提供参考。

人类生产和生活中对于污染物的不当处理会导致土壤污染，威胁生态安全、粮食安全和可持续发展。土壤生物修复利用微生物来降解土壤中的有机污染物、转化重金属污染物价态或者降低其生物可利用度而降低其危害。伴随现代生物技术的发展，土壤生物修复技术被日益广泛地应用于污染耕地和污染工业场地的修复。本文从污染物质的转化与利用角度，概述了土壤污染物的主要类型及其所适用的生物修复技术及其进展。重点综述了生物修复菌株的筛选、土壤微生态分析、生物修复过程强化三方面的最新进展，介绍了生物修复技术在加油站、废弃化工厂的生物修复及秸秆还田中的工程实施案例，分析了土壤生物修复技术应用中存在的问题，如土壤修复效果评估和降解菌剂性能强化等，讨论了土壤生物修复技术的研究方向和应用前景。

为保障国家能源安全，减少我国对国外油气资源的依存度，必须加大对国内天然气等资源的开发。在天然气的开采净化过程中，往往会产生酸气H₂S与CO₂等。现有酸气处理技术主要通过克劳斯工艺回收得到H₂S中的硫黄，并未对CO₂进行处理，造成了氢资源的浪费和严重的碳排放。如果能将H₂S与CO₂协同转化，则有望在减少碳排放的同时得到氢气、合成气和硫黄高值化学品。本文基于国内外30多年相关领域的实验研究和理论模拟，总结阐述了H₂S与CO₂协同转化的发展历史，并分别从热反应（直接热反应、工艺流程和经济性评估、催化热分解）、光催化、电催化和等离子体催化角度详细综述了H₂S与CO₂协同转化的研究进展。从催化剂、反应条件和反应产物分布等方面展开了细致的分析，对比了各种技术的优缺点。展望了H₂S与CO₂协同转化的发展趋势，近期可考虑使用绿电进行电催化技术的小规模应用示范；同时可以考虑通过太阳光储热的方式减小热催化技术的碳排放，或通过太阳能聚光等方式提升光催化技术的催化效率等。此外，在后续研究中，必须结合酸性气藏的特点，考虑不同的H₂S/CO₂比例或是H₂O等杂质分子对反应过程的影响。

金属-有机框架材料（MOFs）相较于传统吸附材料具有较大的比表面积、可调的孔隙和拓扑结构、丰富的活性官能团等优点，可作为高性能吸附剂去除水体中的重金属污染物。本文介绍了MOFs作为水处理吸附的结构特性，重点分析了基于金属节点掺杂、侧基功能化和合成后修饰的多孔性、表面活性、框架柔性、水稳定性、可扩展性、生物毒性和循环使用性MOFs的调控策略，而后介绍了MOFs在去除重金属离子方面的研究进展，详细介绍了MOFs对水中Pb(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)等阳离子型重金属离子和Cr(Ⅵ)、As(Ⅲ)/As(Ⅴ)等阴离子型含氧离子的吸附性能，并阐述MOFs去除水中重金属离子的作用机理。最后，提出了提升MOFs的水稳定性与吸附性能、平衡MOFs结构特性的关系、研究MOFs在自然界的迁移与富集以及MOFs的低成本高效益的可控性制备等研究方向，以期对MOFs在高性能吸附领域提供参考。

厌氧消化是一种可持续的有机废弃物处理处置技术，在降解有机废弃物的同时可以产生可再生能源沼气，是一种环境友好型处理技术。然而，厌氧消化系统内基质具有复杂的流变特性，其黏度高、流动性差，阻碍了反应的顺利进行。因此，研究厌氧消化的流场特性有助于了解厌氧消化系统内部流态，强化运行效果与过程稳定性。本文分析了厌氧消化基质的特性与适用的流变模型，总结了计算流体力学（CFD）数值模拟过程中的模型选取以及粒子图像测速法（PIV）和正电子发射粒子跟踪（PEPT）技术的应用现状。获得可靠的流场可视化结果，需要在考量厌氧消化基质剪切稀化特性的同时关注黏弹性、触变性等其他流变特性。在今后的研究中，应综合运用多种流场可视化技术对厌氧消化水力学特性进行优化。

聚酰胺复合膜可被用于反渗透、正渗透、纳滤等水处理工艺，近年来在放射性废水处理中越来越受青睐。辐射是放射性废水区别于常规废水的显著特征，对有机分离膜稳定性提出了很大挑战。本文在分析放射性废水辐射源项的基础上，介绍了辐射对聚酰胺复合膜表面颜色、分离性能、微观结构、表面功能基团与氢键、亲水性、元素组成、力学性能等方面的影响，探讨了辐射诱导膜材料再交联和降解的反应机理，分析了聚酰胺复合膜处理放射性废水的可行性。最后，提出了聚酰胺复合膜辐射效应研究需要关注的几个问题。本文研究的聚酰胺复合膜辐射效应结论对于分析辐射对复合膜结构和性能的影响、探索有机分离膜的辐射损伤机理、开展耐辐射有机分离膜设计具有重要的参考价值。

沼渣是生物质经厌氧消化后产生的固体残渣，也是具有较大应用潜力的二次资源。与填埋、焚烧等传统沼渣处理工艺相比，使用热化学法处理废弃生物质沼渣可更好地实现沼渣中有机物的固定，且制备得到的沼渣生物炭结构稳定、性能优良，能被广泛应用于污染物吸附、催化降解、土壤修复等诸多领域。本文归纳总结了国内外常见的沼渣生物炭制备技术和改性方法，重点介绍了沼渣生物炭的结构、元素组成和理化性质。同时，汇总了现阶段沼渣生物炭的主要资源化应用途径，并对未来沼渣生物炭资源利用的发展方向进行了展望。

富氮工业废水中难降解的氮杂环化合物加剧了碳氮比失衡，抑制了生物脱氮工艺中硝化反硝化过程，因而探究新型处理工艺是高效处理低C/N工业废水的必由之路。混合营养脱氮技术结合异养脱氮和自养脱氮的代谢路径，优化低C/N工业废水脱氮性能，进而实现低C/N工业废水处理提质增效。本文综述了混合营养脱氮工艺中铁介导生物脱氮、硫介导生物脱氮和菌藻共生脱氮工艺的作用机理、研究进展与影响因素，阐述了三种工艺特点及不同类型低C/N工业废水的适用性，并就三种混合营养脱氮工艺中存在的问题并结合当前研究方向，从优化电子供受体和代谢路径的角度提出增大电子容量、提高电子转移速率，结合电化学体系与Fe-S耦合增强协同代谢从而提升污染物代谢性能的建议。

木质素作为自然界最丰富的芳香族化合物资源，通过可控的氧化解聚方式得到小分子芳香醛类化合物是实现木质素高附加值利用的重要途径。芳香醛作为重要的食用及日化香料、医药中间体、大宗化学品，目前主要通过石油化工产业链生产，以木质素生产芳香醛是具有重要研究意义和应用潜力的可再生资源利用途径。本文综述了国内外有关木质素制备芳香醛的最新研究进展，包括化学氧化解聚、电化学解聚、光催化解聚和生物催化解聚；对不同方法制备芳香醛的转化率和产率进行了对比，基于不同的解聚工艺与催化体系的特点进行评述与分析，展望未来木质素生产芳香醛的研究方向，以实现木质素的高值化利用。得出多方法耦合催化是可能进一步提高木质素生产芳香醛转化率与选择性的有效策略。

以淀粉为原料，高碘酸钠为氧化剂，制备出双醛淀粉（DAS），然后与水合肼反应制备了氨基功能化双醛淀粉吸附剂（NH₂-DAS）。采用扫描电子显微镜、能量色散X射线光谱仪、X射线衍射仪、热重分析仪和X射线光电子能谱等表征手段对NH₂-DAS的形貌、元素组成、热稳定性和表面化学性质进行了分析。详细研究了NH₂-DAS吸附剂对水溶液中Pb(Ⅱ)离子的吸附行为和吸附机理。结果表明，NH₂-DAS对Pb(Ⅱ)的吸附符合Langmuir等温吸附模型和准二级吸附动力学模型。当吸附温度为45℃、pH为5.5、吸附时间为240min时，NH₂-DAS对Pb(Ⅱ)的吸附容量达到165mg/g。NH₂-DAS对Pb(Ⅱ)的吸附作用主要是利用其表面—C\stackrel{}{̿}N—和—NH₂与Pb(Ⅱ)的配位螯合作用实现的，且为自发、吸热的熵增过程。经过5次再生利用后，NH₂-DAS对Pb(Ⅱ)的吸附容量仍然能达到初始吸附容量的84.8%。该NH₂-DAS吸附剂在吸附Pb(Ⅱ)方面具有潜在的应用前景。

为解决燃气锅炉烟气冷凝余热回收效率低和氮氧化物（NO _x ）排放浓度高的问题，本文提出一种热泵型烟气冷凝余热回收与降氮协同处理系统。该系统利用换热器和压缩式热泵分级回收烟气高温显热和冷凝余热，以实现烟气余热深度回收；并利用吸收余热的热水对助燃空气进行加热加湿，实现烟气降氮效果。搭建了热泵型烟气余热回收及降氮系统试验台，研究了助燃空气含湿量、空气加湿塔液气比、热网回水温度及流量对系统余热回收和低氮排放性能的影响规律。结果表明：在热网回水温度为40℃、流量为1853L/h工况下，系统余热回收效率可达6.9%，排烟温度可降至24.5℃，NO _x 排放浓度可降至39.7mg/m³，减排效率可达60.6%。此外，试验工况下的系统供热效率均大于未加湿时锅炉的热效率，余水回收量为20.2~31.2t/a，证明该系统能够协同处理好燃气锅炉的冷凝余热回收、降氮排放、余水回收和消白问题。该系统的最短投资回收期约为4年，具有良好的节能、环保与经济效益。

热-碱预处理是强化剩余活性污泥厌氧消化的有效手段。为降低处理成本，利用炼厂碱渣替代新鲜碱剂，研究了热-碱渣预处理对炼厂剩余活性污泥（refinery waste activated sludge，RWAS）厌氧消化的影响。结果表明，热-碱渣预处理显著促进了胞内有机物的释放，蛋白质、多糖和挥发性脂肪酸浓度随温度和碱渣剂量的提升而增加，在温度90℃和碱渣剂量4%的条件下，蛋白质、多糖和挥发性脂肪酸分别可达1338.7mg/L、510.9mg/L和651.2mg/L。Person相关性结果表明碱渣剂量对腐殖酸类物质荧光强度和类黑素产量呈正相关，与厌氧消化停滞期呈显著正相关，表明高碱渣剂量会抑制RWAS厌氧消化性能。因此，热-碱渣预处理的最佳工艺条件为温度90℃、碱渣剂量1%。该条件下预处理RWAS厌氧消化的溶解性化学需氧量（SCOD）降解率可达66%，最大产酸量为736.2mg/L，甲烷和氢气产量分别是未处理RWAS的5倍和3倍，分别达95.3mL/g-VS（VS为挥发性固体）和11.5mL/g-VS。综上所述，热-碱渣预处理炼厂剩余活性污泥具有较好的应用前景。

以煤液化残渣（CLR）为原料制备CO₂吸附剂，在实现碳减排的同时，可有效提高煤直接液化工艺的经济性和环保价值。本文采用神华煤直接液化残渣为碳源，通过预氧化、炭化活化等工艺，制备出了吸附性能较优的CO₂吸附剂。利用热重分析仪（TGA）、低温氮吸附仪（BET）、扫描电镜（SEM）以及透射电子显微镜（TEM）等分析手段对吸附材料的微观形貌、孔径结构以及吸附性能进行了表征测试。结果显示，低灰分液化残渣所制备的吸附材料具有更高的比表面积和更多的微孔结构，更有利于CO₂的吸附。以低灰分液化残渣为原料，在较优活化条件下（活化剂/原料质量比为1∶1、升温速率5℃/min、活化时间1h）制备的CO₂吸附剂表现出良好的吸附性能，在40℃、15%（体积分数）CO₂模拟烟气条件下的CO₂吸附容量为4.47%（质量分数），在0℃、1bar（1bar=10⁵Pa）条件下的CO₂吸附容量可高达27.70%（质量分数），低温吸附性能优异，吸附速率快且具有良好的循环稳定性。

以废弃生物质核桃壳为原料，KOH为改性剂，制备了石墨化生物质炭WSC600K-B，并通过SEM、TEM、BET、XRD、拉曼光谱等对材料进行了表征，考察了其吸附磺胺甲唑（SMX）的性能和机理。研究结果表明，经KOH活化后，WSC600K-B表面呈现排列整齐的石墨晶格条纹，对应I_D/I_G为1.037，石墨化程度较高；孔隙结构大大提高，呈蜂窝煤状，孔隙均匀分布，比表面积增大为733.64m²/g。室温下，pH=5时，0.25g/L WSC600K-B对50mg/L SMX的去除率可达94.28%，吸附容量为203.64mg/g。WSC600K-B对SMX的吸附过程受pH和共存离子影响，pH越高去除率越低，共存离子会抑制吸附过程。吸附过程符合二级动力学模型以及Freundlich等温模型，为多分子层化学吸附，反应存在孔径填充、π-π堆积、氢键作用、疏水作用和静电作用，吸附行为是自发进行的放热反应。

纤维素分子的刚性结构被认为是限制纤维素酶与底物接触的主要障碍，通过添加纤维素降解辅助蛋白破坏纤维素结构可以有效解决酶对底物的可及性问题。基于文献报道糖苷水解酶家族4（GH4）成员中α-葡萄糖苷酶对纤维素酶有协同作用，以及α-葡萄糖苷酶与苹果酸脱氢酶（MDH）的蛋白同源性和蛋白结构分析，本文提出MDH也具有协同作用的功能猜想，并开展了MDH协同纤维素酶水解滤纸纤维素的理论以及实验研究。通过分子对接模拟MDH与结晶纤维素的相互作用，理论分析发现MDH可能通过氢键和疏水的作用来降低纤维素的凝聚。实验考察了MDH添加量、纤维素酶量、水解时间等条件对MDH协同纤维素酶水解纤维素的影响。结果表明，在(50±0.50)mg滤纸体系中添加0.06FPU纤维素酶、150μg苹果酸脱氢酶，50℃水浴震荡24h，测定的还原糖产量是纤维素酶单独作用时的(3.47±0.28)倍，MDH对纤维素酶的增效活性为247%±28%。利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）以及傅里叶变换红外光谱（FTIR）等手段对MDH作用前后的滤纸进行分析，所得结果表明MDH对纤维素的结晶区域具有破坏作用，协同促进了纤维素酶对纤维素的水解。作为一种有效的纤维素降解辅助蛋白，MDH为提高纤维素的酶法水解效率提供了更多选择。

目前采用多孔陶瓷膜进行膜蒸馏的技术已有不少研究，但由于膜本身的亲水特性，需要在使用前进行疏水改性，这增加了工序和成本，且疏水性随着使用过程逐渐减弱。因此，提出一种基于多孔陶瓷膜的脱硫废水负压式膜蒸馏方法，直接采用亲水性多孔陶瓷膜，通过泵的抽吸作用使膜内溶液形成负压，以防溶液渗出膜外。为探究负压式膜蒸馏的传热传质机理，通过实验对比了亲、疏水多孔陶瓷膜在不同工况下的传递特性。实验结果表明：当膜内负压值小于膜孔内溶液毛细力时，亲、疏水多孔陶瓷膜的膜孔内分别为溶液输运和水蒸气输运；当空气流量为22L/min、废水温度和流量分别为50℃和11L/h时，亲水膜的渗透通量在1.9~3.9kg/(m²·h)之间，而疏水膜的渗透通量仅为0.13~0.25kg/(m²·h)；亲、疏水多孔陶瓷膜的热效率分别在92%和55%左右，说明亲水性多孔陶瓷膜有着更高的热效率，陶瓷膜的较高热导率有利于提升亲水膜的膜蒸馏性能；脱硫废水流量对热质传递性能影响不大，随着空气流量或者废水温度的增加，膜渗透通量随之增加。

为探究硫酸盐有机废水厌氧处理合成聚羟基脂肪酸酯（PHAs）的可行性，利用五隔室厌氧折流板反应器（ABR）以硫酸盐有机废水为底物富集PHAs产生菌合成PHAs，考察不同进水COD/SO₄^2-比值（12.5、9.3、4.0）对ABR产酸-硫酸盐还原相（第1、第2隔室）颗粒污泥PHAs合成效果的影响，进而探讨该体系中PHAs合成模式。结果表明：随进水COD/SO₄^2-比值降低，产酸-硫酸盐还原相的COD与SO₄^2-去除沿程后移，第1隔室呈现丁酸型代谢类型为主，第2隔室由乙酸型转为丁酸型代谢类型为主；颗粒污泥PHAs的高含量隔室由第1隔室后移至第2隔室，其中COD/SO₄^2-比值为9.3时，产酸-硫酸盐还原相中颗粒污泥PHAs产生菌大量富集、PHAs合成效果最好；在颗粒污泥中PHAs产生菌个体大，PHAs颗粒密集地布满整个菌体细胞；产酸-硫酸盐还原相中存在产酸菌（APB）、脂肪酸型硫酸盐还原菌（FSRB）、乙酸型硫酸盐还原菌（ASRB）生物链式协同代谢模式，并且在菌体内形成大量PHAs。该研究为硫酸盐有机废水的资源化利用提供理论支持。

为实现生物质资源的无害化处理与多级利用，本研究旨在探究纤维素水热炭化液相和玉米秸秆混合发酵过程中有机物转化及产气特性。为探究水热反应条件对混合发酵过程的影响，开展了不同条件水热炭化液相与玉米秸秆混合发酵实验。结果表明，与秸秆单发酵相比，在200℃（保温30min、60min、120min）和230℃（保温60min）条件下制备的水热液相和秸秆混合发酵的产气分别提升了7.32%、4.42%、22.08%、21.76%，其中甲烷最大累积量为1387mL。水热时间的延长和水热温度升高对最终产甲烷量都具有正向的促进作用；液相中的呋喃及其衍生物等抑制物并未对混合厌氧发酵产生明显的负面效果，反而被微生物分解为糠基醇等有机物，促进产气。水热炭化液相的加入促进了氢还原二氧化碳途径产甲烷菌的生长，协同乙酸产甲烷途径，促进了甲烷的生产。本研究结果可为优化水热炭化有机废液与秸秆混合发酵工艺提供理论基础。

通过简单共沉淀法合成了类普鲁士蓝化合物（CoFe-PBA），用于活化过一硫酸盐（PMS）降解有机污染物双酚S（BPS）。使用扫描电镜、X射线衍射、X射线光电子能谱等手段对CoFe-PBA进行表征，结果表明CoFe-PBA由紧密结合的Co₃[Fe(CN)₆]₂构成，为纳米级，表面均匀分布着C、Fe、Co、O元素，具有丰富的活性位点。催化剂投加量300mg/L、PMS投加量400mg/L、pH=5.89条件下，CoFe-PBA/PMS降解体系40min内去除73.77%的BPS，对酸性和共存离子（SO₄^2-、NO₃^-和Cl^-）敏感，碱性环境能促进PMS快速活化，重复实验显示该体系具有良好稳定性，使用4次后仅下降26.70%，活化性能优于其他材料。机理分析表明，CoFe-PBA与PMS相互作用，作用过程中改变了金属位点价态，发生电子转移，产生各种活性物质降解BPS，其主要作用活性物种为¹O₂；产物分析表明，在CoFe-PBA活化PMS系统中，BPS可历经三种路径最终转化为开环产物及CO₂和H₂O。本研究通过低耗能、低成本、快速简易的方法制备CoFe-PBA，可为活化PMS绿色降解BPS提供思路。