无机金属锂离子筛材料制备方法较多，也是最有潜力进行工业化制备生产并实际应用的吸附提锂材料。由于不同制备方法具有各自的技术特点与局限性，所制备出的离子筛材料在形态、选择性、吸附容量及结构稳定性等方面也各有不同，总结归纳出这些制备方法的技术优势与不足及离子筛材料的特点，对设计制备综合性能优异的离子筛材料具有重要的意义。本文综述了固相反应法、溶胶-凝胶法、共沉淀法、水热法等几种常见方法制备无机金属锂离子筛的研究工作进展，主要探讨了这些制备方法所制备的无机金属锂离子筛的微结构、性状、结晶度、吸附容量等综合性能，并重点论述了对应制备方法的技术优势与不足，还分析了不同制备方法制备吸附性能优异无机金属锂离子筛材料的技术瓶颈，并结合技术方法特点提出了针对不同方法制备吸附性能优异离子筛材料可采取的一些方法措施，以期推动无机金属锂离子筛材料规模化生产制备并实际应用。

叶片式分离元件是一种主要依靠惯性进行气液分离的元件，因其高处理量、高分离效率和低压降的特点而广泛应用于气液分离领域。本文从叶片式分离元件分离机理、结构及性能影响因素两个方面进行了详细的调研。论述了叶片流道内的液滴惯性分离、液滴撞击以及液膜破裂导致的二次夹带问题等分离机理研究进展，从机理层面分析了二次夹带现象的成因并提出了抑制思路。归纳了叶片式气液分离元件的主要结构特征，分析了曲级数、弯折角度、间距以及疏水钩等结构参数对分离性能的具体影响。通过对比现有不同叶片结构的优缺点与适用场合，提出了增加拦截面积及开辟排液通道的叶片结构设计优化方向。分析了波形板叶片式分离元件及静态起旋转元件的应用现状，为叶片式气液分离技术应用选择及优化提供了参考。归纳了气流速度、压力以及入口湿度等操作工况对波形板叶片式分离元件性能的内在影响规律。最后，结合分离机理、结构研究与性能影响规律对波形板叶片式分离元件的结构设计与性能优化方向进行了总结与展望。

为了了解火星上的气固流态化行为，本文应用计算颗粒流体力学方法对不同重力条件下的气固流化床反应器中的流态化现象进行了数值模拟研究。分析了火星环境条件下气固流化床内的流体速度分布特性，探索了床层压力波动特性与环境重力和表观气速等因素间的关系。结果表明，在火星环境条件下，提高表观气速可以促进气固流态化的形成和充分发展；但是较高的表观气速会使流化床内的气固流场紊乱程度增加，不利于维持稳定的气固流态化状态。研究结果对于未来在火星上开展物质和能源等就地生产用气固流态化单元操作具有一定的指导意义。

相变蓄热技术在利用工业余热、太阳能等解决热能与用户之间的供需不平衡问题方面起着重要的作用，然而受相变材料自身物性的限制，蓄热熔化时仍存在蓄热速度低、熔化不均匀等问题。本文以三套管式相变蓄热单元为基本结构，利用FLUENT软件模拟研究了在考虑自然对流情况下添加纵向肋片的不同参数（肋片数量、长度、厚度、偏心距及肋片排布方式）对三套管式相变蓄热单元蓄热性能的影响。结果表明，三套管式蓄热单元内外双壁面共同加热，与普通套管式蓄热单元相比，换热面积增大，相变材料全部熔化需要的时间缩短；加装纵向直肋片的三套管蓄热单元的熔化速度进一步加快，相同数量肋片下，肋片的长度和厚度是影响蓄热单元蓄热量与平均蓄热速率的主要因素，肋片长度占相变材料区域径向长度的50%时，蓄热单元的熔化速度加快幅度明显且蓄热量与平均蓄热速率较高。通过优化设计，发现内管向下偏移距离e对相变材料的熔化过程作用显著，偏心距离较短时相变材料完全熔化所需时间最少，相比光滑管蓄热单元，相变材料的熔化速率提升了48.5%，偏移距离过长则会延长蓄热时间；通过加密蓄热单元底部外层肋片的排布，蓄热单元的熔化进程有不同程度的加快，总体蓄热速率较原肋片结构有所提高。

超音速分离器内流场参数的准确测量对其结构与性能优化至关重要，电容层析成像（electrical capacitance tomography，ECT）能够实现非侵入式参数测量，其逆问题求解的数学模型主要通过线性化近似得到，忽略了非线性、“软场”效应等对结果的影响，使得当场域内介质分布的介电常数差异较大时，图像重建质量不高。针对上述问题，本文通过引入模型推导误差对ECT逆问题数学模型修正，在此基础上，根据目标函数的可分离特性，设计结合正则化与Split Bregman（RASB）的求解算法，分别对模型误差和待重构介质进行交叉迭代求解。最后通过仿真和实验手段对比分析了RASB算法、Tikhonov正则化算法、L1正则化算法和Landweber算法重建图像效果，结果表明所提算法RASB可以减小线性化近似产生的误差，削弱噪声对图像重建结果的影响，重构的介质分布更加准确，图像中伪影更少。RASB算法对几种模型重建图像的平均相关系数为0.8964，高于Tikhonov正则化算法的0.8353、L1正则化算法的0.8496和Landweber算法的0.8681。

盐酸萘甲唑啉（NPZ）是一种作用于循环系统的血管收缩类药物。针对原料药平均粒径偏小及粒度分布不均的问题，本文提出运用间歇动态法对NPZ在甲醇-乙酸乙酯体系中的结晶动力学进行研究，并系统考察了不同结晶工艺条件对晶体析出率、粒径以及变异系数的影响规律。结果表明：随着溶液过饱和度的增大，NPZ晶体成核机制由非均相成核转为均相成核，晶体表面生长符合连续生长模式；NPZ生长动力学模型、成核速率与生长速率方程分别为B_{\mathrm{0}}=\mathrm{9.591}\times {\mathrm{10}}^{\mathrm{4}}{G}^{\mathrm{2.10}}、B=\mathrm{2.031}\times {\mathrm{10}}^{\mathrm{20}}\mathrm{e}\mathrm{x}\mathrm{p}\left(\frac{-\mathrm{4.796}\times {\mathrm{10}}^{\mathrm{5}}}{RT}\right)M_{\mathrm{T}}^{\mathrm{0.309}}\mathrm{\Delta }{C}^{\mathrm{1.40}}{\omega }_{\mathrm{r}}^{\mathrm{1.37}}和G=\mathrm{4.094}\times {\mathrm{10}}^{\mathrm{7}}\mathrm{e}\mathrm{x}\mathrm{p}\left(\frac{-\mathrm{8.358}\times {\mathrm{10}}^{\mathrm{5}}}{RT}\right)\mathrm{\Delta }{C}^{\mathrm{1.36}}。优化的结晶工艺参数为：晶种加入量1.5%（质量分数）、结晶温度313.15K、搅拌速率200r/min、溶液过饱和度1.04、乙酸乙酯滴加速率7.037×10^-4L/min、乙酸乙酯与甲醇质量比4∶1、陈化时间2h。该条件下制得的NPZ晶体较原料药平均粒径增大30.49%、变异系数降低32.30%、堆密度提高14.65%、休止角改善7.62%、卡尔指数提升30.76%、豪斯那比优化26.99%，晶体粒径、粒度分布及流动性均得到明显改善。

针对熔融结晶技术分离锂电池电解液添加剂存在缺少基础理论数据的问题，本文采用差示扫描量热法（DSC），测定了氟代碳酸乙烯酯（FEC）-碳酸亚乙烯酯（VC）二元固液平衡数据，实验数据表明该二元物系为低共熔型物系。在此基础上采用活度系数法进行分析计算，得到了二元体系活度系数数据。借助Aspen Plus流程模拟软件的数据回归功能，使用van laar、NRTL、Redlich-Kister模型对固液平衡数据进行回归，得到了各模型的回归参数。根据模型计算二元固液平衡数据，并绘制出相应的低共熔型二元固液相图。对各模型回归结果进行对比，结果显示van laar模型回归结果偏差较大，Redlich-Kister模型回归所得结果与实验数据较为相符，其平衡温度标准差小于0.005、平均偏差小于1.0K。为FEC-VC的结晶分离技术提供了固液平衡数据和热力学参数。

在流化床中利用准东煤灰负载在钙基载氧体上，对钙基载氧体进行原位改性，从而制备改性的CaSO₄-Ash复合载氧体。借助TG-MS实验中的CO₂离子流量强度曲线，考察准东煤灰负载量对载氧体还原反应过程中炭沉积特性的影响规律，并通过固固反应与气固反应定量耦合实验，探究炭沉积的来源。结果表明：炭沉积量随原位改性制备过程中煤灰比例升高先减少后增加，添加质量分数为10%的准东煤灰制备的CaSO₄-10Ash复合载氧体能够最大程度降低炭沉积问题，减少了79.5%的炭沉积。固固反应中随煤灰负载比例升高，煤焦炭残留量减少，气固反应中煤灰负载比例大于5%时，复合载氧体性能开始呈下降趋势，积炭量开始增多；当煤灰负载比例大于10%时，随负载比例继续升高而增多的炭沉积的量主要来自于CO分解产生的积炭。

为克服传统管式反应器混合效率差和传统加热方式传热速率低而导致的反应器性能限制，本文提出了一种基于混沌对流强化的管式微波反应器，即采用混沌C型几何管道，通过COMSOL软件对流体混合过程和微波加热过程分别进行多物理仿真模拟，探究低雷诺数（Re）下流体混合特性和电磁热特性。分析得出：当Re≥15时，混沌C型管道内出现明显混沌流动，通过增加雷诺数可以提高涡流强度，以促进均匀混合；混沌C型几何周期数的增加会产生更多的扰动数，不断改变流体运动方向，从而提高传热性能；混沌管道内电场分布较平面管道更复杂，微波能量利用率更高；依据雷诺数和功率分析混合和电磁热特性二者耦合的相关性，初步揭示了二者耦合机理。

为研究正己烷（n-C₆H₁₄）的常压热解特性，提出了正己烷热解（NHP）模型，该模型使用基于误差传播的直接关系图（DRGEP）简化方法和色散校正密度泛函理论的B2PLYP/def2-tzvp方法，得到了一个包含33种物种和134个基元反应的简化机理。利用该模型计算了n-C₆H₁₄在不同温度下主要热解产物乙烯（C₂H₄）、丙烯（C₃H₆）和丁炔（C₄H₆）的相对摩尔分数，并对n-C₆H₁₄的热解过程进行了反应路径分析。利用同步辐射真空紫外光电离质谱法（SVUV-PIMS）结合射流搅拌反应器（JSR）在温度为673~1103K、压力为1atm条件下对n-C₆H₁₄进行了热解实验，并与NHP模型进行了对比分析。结果表明：n-C₆H₁₄热解过程中最主要的产物是C₂H₄，促使C₂H₄生成较为重要的两个反应的指前因子分别为6.01×10¹³s^-1和2.18×10¹³s^-1。在673~1023K温度范围内，结合量子化学计算得到的NHP模型对n-C₆H₁₄主要热解产物的相对摩尔分数进行了预测，与JetSurF 2.0模型相比，C₂H₄和C₄H₆的最大误差分别减小了27.9%和47.9%。反应路径分析表明，C₂H₄主要来源于己基的一系列β位断裂。

为了探究转速和安装高度对不同搅拌桨直径混合性能的影响程度，以弧叶搅拌器为研究对象，采用Realizable k-ε湍流模型和欧拉多相流模型进行数值计算，对比分析了不同搅拌桨直径在不同安装高度和转速下的混合时间、单位体积混合能、功率、固相颗粒分布、湍动能以及速度流场分布情况。结果表明：当搅拌桨直径增加时，转速对混合时间和固相颗粒运动的影响程度先减小后增加，对功率、湍动能以及介质流速的影响程度增加，对单位体积混合能无明显影响；当搅拌桨直径增加时，安装高度对混合时间和固相颗粒运动的影响程度先减小后增加再减小，搅拌桨直径为400mm时影响程度最大，对功率、湍动能以及介质流速无明显影响；当安装高度低于H/3时，随着搅拌桨直径的增加，高度对单位体积混合能的影响程度先增加后减小，反之，高度对单位体积混合能的影响程度增加。该研究可以在一定程度上说明搅拌桨直径在设计参数发生变化时对流场的影响程度，能够为机械搅拌提供理论指导，具有一定的工程应用意义。

脱液型管式气液分离器旋流分离段内液膜流动特性是影响分离性能的关键因素，掌握液膜流动与分离效率之间的关系对结构改进和性能提升至关重要。本文改变液气比、入口气速、分流比和旋流叶片出口角等因素开展室内实验测试，获得不同工况下液膜流动的高速摄影图像和分离效率，基于Matlab编程建立液膜表面波速度和角度的图像分析方法，确定液膜流动特性与分离效率之间的关系。结果表明，液气比在0.12~0.3L/m³范围内，液气比和分流比对分离效率和液膜表面波速度的影响不明显；入口气速对分离效率和液膜表面波速度的影响最为显著，随着入口气速逐渐增加，分离效率先增大后减小，在入口气速18.82m/s时出现拐点；旋流叶片出口角分别为30°、45°、60°时，分离效率由大到小依次为30°>45°>60°，液膜表面波速度由大到小依次为60°>45°>30°。总的来说，旋流分离管段内液膜表面波速度0.98m/s为临界值，液膜表面波速度大于该值时，环缝排液口处液膜更易发生破碎，部分破碎的大液滴在重力和气流作用下进入气相出口，导致气液分离效率显著下降；液膜表面波速度小于0.98m/s时，分离效率基本保持在98%以上。

低品位余热高效深度利用是促进燃煤电站进一步节能减排的关键之一，湿法脱硫后的低温饱和湿烟气蕴含大量潜热和水资源，大量脱硫浆液吸收烟气热量后温度升高。烟气与浆液具有巨大的余热利用和水资源回收的潜力，若直接排放烟气，直接排出浆液，不但造成资源浪费，还容易引发“白色烟羽”污染环境。本文以湿法脱硫后饱和湿烟气和脱硫浆液为研究对象，针对目前湿法脱硫技术余热回收效率低、利用难以匹配冷源等困境，总结了国内外针对脱硫后烟气水热回收和浆液余热回收技术及发展方向，研究中针对浆液余热利用仍待发展。其中，直接冷凝烟气和浆液技术和热泵技术成熟，应用广泛；溶液吸收技术能源利用率高，烟气腐蚀性低；烟气膜分离技术、浆液闪蒸、热泵技术清洁环保，回收质量高。直接冷凝烟气、浆液技术和膜分离技术需要进一步提高抗腐蚀性和转换效率；浆液闪蒸、热泵技术能耗较高，吸收式热泵技术仍需寻找高效安全环保无毒的吸收溶液。最后，探讨了目前脱硫浆液余热利用的主要方式及存在问题，回收余热主要用于供暖和电厂内部热利用，以期进一步推动湿法脱硫后烟气与浆液余热回收利用，实现燃煤电站的深度节能减排。

以甲烷为燃料的化学链制氢是一种耦合CO₂捕集的高效制氢技术。在Fe₂O₃/Al₂O₃载氧体的基础上，通过浸渍法分别添加Ni、Ce、Zn和Cu形成双金属载氧体，以提高其晶格氧传递性能、制氢性能和抗积炭性能。本文通过热力学计算、材料表征和实验研究，研究了不同双金属载氧体还原阶段和制氢阶段的反应性能，获得了不同双金属载氧体晶相结构与反应活性、制氢性能间的构效关系；并针对筛选出的最佳载氧体，进一步研究了其循环反应稳定性。研究表明，Cu是最合适的金属添加剂。Cu在Fe₂O₃/Al₂O₃双金属载氧体中形成了结构稳定的尖晶石相CuFe₂O₄，提高了晶格氧活性，促进了载氧体中Fe₂O₃的深度还原，同时有效抑制积炭的生成，显著提高氢气产量和纯度，其中氢气产量由245mmol/100g载氧体提高到288mmol/100g载氧体，氢气纯度由88.3%提高到95.7%。Cu修饰Fe₂O₃/Al₂O₃载氧体在循环中表现出良好的稳定性，Fe³⁺和Cu²⁺的迁移使其微观结构得到改善，循环反应性能得到提高。研究验证了双金属载氧体在甲烷化学链制氢反应中的可行性，研究结果为铁基载氧体的设计和筛选提供了理论和实验依据。

低温环境会较大地限制锂离子电池的容量及输出功率。为维持低温条件下电池在适宜的温度范围内工作，本文利用GPU加速的基于焓法的多松弛时间格子玻尔兹曼方法（MRT-LBM）模拟研究了-20℃、-10℃和0℃的环境温度下，五次充-放电循环过程中不同相变温度的相变材料（PCM）对电池的保温效果。结果表明，当环境温度为0℃、相变温度为26~30℃范围内的PCM能使电池在第2次循环后处于20.0~45.0℃的最佳温度范围内工作，且令电池温差小于4.6℃。当环境温度为-10℃，使用相变温度为22~28℃的PCM使电池在30min后达到0℃，且整个过程电池温差小于4.3℃。此外，经历3次充放电循环后，电池平均温度在20.0~28.9℃区间内，相同相变温度下最高温度的波动幅度小于1.0℃。当环境温度为-20℃时，仅依靠PCM保温作用，电池组在运行140min后工作温度才能达到0℃，故需要结合其他预热系统使电池在短时间内达到适宜工作温度。

针对强制进化随机游走算法优化换热网络时，换热单元过早消去和新生成换热单元难以存活，导致结构固化的问题，本文提出以换热单元数和年综合费用为双重评价指标的定向协调策略。首先，通过智能摄取换热单元数确定目标单元数域和平行种群数量；其次，将不同的目标单元数分配给平行种群；最后，以实际单元数与目标单元数的离散程度为评判标准，设计动态优化路径。该方法旨在避免优化算法在优化过程中因换热单元数限制而陷入局部极值陷阱，使每个平行种群内的个体可以充分搜索和优化目标单元数下的换热网络结构，从而同时兼顾算法的局部搜索能力与全局搜索能力。采用15SP算例和20SP算例进行验证，分别得到1496744USD/a和1396596USD/a的结果，均优于文献所得结果，证明了方法的有效性。

综述了双金属催化剂在生物质焦油及其模型化合物催化蒸汽重整领域的研究现状，梳理了常用双金属催化剂的类型及不同催化剂催化焦油重整的性能，总结了影响双金属催化剂性能的主要因素，探讨了焦油催化重整的反应机理，并阐释了催化剂失活-再生反应机制。文中指出：双金属催化剂丰富的活性位点和双金属之间的协同作用促进了催化剂性能的提升，双金属活性相和载体之间适宜的相互作用增强了催化剂的稳定性；双金属催化剂在焦油蒸汽重整方面具有潜在的应用前景。目前双金属催化剂的活性、稳定性仍然无法满足焦油催化重整的产业化应用需求。下一步需开发催化剂的精准调控技术，深入阐释其催化反应机理，为焦油催化蒸汽重整产业化发展提供技术指导。

炔烃选择性加氢制烯烃是石油化工领域重要的反应过程。传统的热催化方法在过去的几十年中被广泛研究，而新兴光/电催化方法的研究仍处于初级阶段。得益于催化剂合成方法、结构表征技术和理论计算等的快速发展，逐步揭示了炔烃选择性加氢过程中的催化剂活性位点和反应机理。本文介绍了近年来各类催化剂在炔烃选择性加氢方面的研究进展，总结了设计高性能催化剂的相应调控策略。对比了传统热催化加氢与光/电催化选择性加氢技术路线的不同特点，重点分析了不同类型的催化加氢反应出现的问题及解决策略。最后，对该领域的研究现状进行了简要的概述，提出了该领域面临的主要挑战和未来发展趋势，并展望了未来催化剂设计和调控目标产物选择性等方向。

链状MFI型分子筛是由大小均一的晶粒沿b轴方向通过表面羟基缩合而成，在保留传统分子筛独特的三维孔道结构、耐酸性、水热稳定性、高催化活性的同时，具有较高的孔道择形性，在吸附、分离、催化等领域展现出独特的性能。本文系统介绍了链状MFI型分子筛合成及其应用领域的最新研究进展，重点综述了常规水热合成与微波辅助水热合成两种方法，深入分析了链状MFI型分子筛的形成机理，对诱导表面羟基缩合的各种因素进行了详细阐述，总结了其在物理吸附及催化方面的优异性能。最后对链状MFI型分子筛的绿色合成及潜在应用进行了展望，提出硅配位环境的动态变化过程分析对于揭示其合成机理至关重要，将为拓展链状MFI型分子筛的应用奠定重要理论基础。

渣油加氢为扩散限制反应，当活性组分集中分布在催化剂颗粒外层，能有效减少反应物在催化剂中的扩散阻力，提升催化活性。本文利用氧化铝载体表面性质差异，调变活性金属在载体上的吸附强弱。采用X射线衍射、红外、钼平衡吸附法、接触角等表征手段分析载体表面性质。实验结果表明，含有更多碱性羟基的载体会对活性金属产生强吸附，降低浸渍过程活性组分在孔内的扩散速率。通过调控吸附与扩散速率，促进了蛋壳催化剂的形成，实现活性组分可控分布。模型化合物二苯并噻吩的脱硫反应性能评价结果表明，蛋壳催化剂上金属-载体相互作用更弱，利于形成高活性的Ⅱ型Ni-Mo-S活性相，同时蛋壳结构减少了扩散阻力，催化剂表观脱硫率为79.3%，比活性为均匀分布催化剂的1.2倍。

通过对石墨相氮化碳（g-C₃N₄）和氧化硼（B₂O₃）进行高温煅烧制备硼元素掺杂改性石墨相氮化碳（BCN），对其微观结构、形貌和光学特性进行表征。再以多孔水泥混凝土为光催化剂载体，研究掺杂g-C₃N₄和BCN的水泥基材料的力学性能和光催化降解NO性能。结果表明，B元素的引入会增大g-C₃N₄比表面积，改善水泥基材料对可见光的吸收，对NO的降解率达到40.7%。当掺杂BCN的质量分数达到水泥的6%时，水泥混凝土的7d抗压强度和28d抗压强度均达到最佳，分别为8.25MPa和14.4MPa；在可见光照射条件下，7d和28d光催化降解性能均达到最佳，分别为47%和63%。

作为一种重要的化工原料和氘代中间体，氘代甲醇（CD₃OD）广泛用于核磁共振试剂、氘代药物中间体和光电材料改性，但其在CO-CO₂体系的催化合成效率仍有待提高。本研究采用浸渍法掺杂稀土元素对CuO/ZnO/Al₂O₃（CZA）催化剂进行改性，评价了其在CO-CO₂体系加D₂制氘代甲醇的催化性能，并表征了催化剂。结果表明，稀土元素成功掺杂并均匀分散于CZA催化剂中，La和Ce的掺入能有效提高催化剂的比表面积和孔容，增加表面CuO的数量；而Pr的掺入降低了催化剂活性。其中，CZA-3%La催化剂具有最大的比表面积（46.69m²/g）和最大的孔容（0.26cm³/g），催化活性最好，其氘代甲醇时空产率相比CZA催化剂提高了7.96%。稀土掺杂改性的CZA催化剂对提升CO-CO₂体系合成氘代甲醇的反应效率有重要意义。

以UiO-66为前体，在N₂气氛下焙烧制备了ZrO₂@C，以其为载体，利用浸渍法制备了Pd/ZrO₂@C催化剂。以Pd/ZrO₂@C+SO₄^2-/ZrO₂为催化剂，对以甲酸（FA）为氢源、硝基苯（NB）转移加氢合成对氨基苯酚（PAP）的反应进行了研究。通过表征发现，Pd/ZrO₂@C载体中的ZrO₂为四方相ZrO₂，包埋在无定形C中。随着ZrO₂@C在空气中焙烧温度的升高和焙烧时间的增加，其C含量和比表面积随之下降，同时Pd颗粒尺寸变大。Pd/ZrO₂@C催化剂中Pd以Pd⁰和Pd²⁺两种形式存在，且随着C含量的减少，Pd⁰含量增加，Pd²⁺含量减少；当Pd⁰含量明显高于Pd²⁺，其对PAP的选择性明显下降。在140℃、反应6h的条件下，Pd/ZrO₂@C-200-4+SO₄^2-/ZrO₂具有较好的催化性能，NB转化率为63.7%，PAP选择性为42.3%。

随着计算机技术的飞速发展，分子模拟方法已被广泛应用于各个领域。本文总结了沥青分子模型、老化沥青模型、集料模型的构建方法以及基质沥青模型的验证方法。通过分子动力学（MD）模拟，探讨了沥青的性质与性能、沥青的扩散现象、改性剂对沥青的改性作用、沥青老化与再生以及沥青与集料的界面相互作用。MD模拟方法能够预测沥青材料的性能，包括基质沥青的力学性能、低温性能、抗老化性能、自愈合性能，基质沥青与改性剂的相容性以及沥青与集料界面的力学性能、黏附性等性能，架起了宏观和微观行为之间的桥梁，为MD模拟在沥青材料的广泛应用提供了指导。但MD模拟在沥青体系中还需要进一步完善，如初始模型的建立、力场的优化和模型验证等，目前分子动力学模拟只关注沥青材料与改性剂之间的物理作用，缺少对两者之间化学作用的研究。此外，分子动力学在沥青混合料中的应用目前只限于沥青与集料界面之间的研究。最后，对MD模拟在沥青体系中的未来发展方向进行了展望，在未来需要使用MD方法来研究沥青的高温流变性能、沥青与改性剂的界面模拟以及多种改性剂与沥青之间的相互作用。此外，还需要探究多种因素（如裂缝宽度、改性剂、温度和再生剂）共同作用下对沥青自愈合性能的影响，为了探究沥青与改性剂之间的化学相互作用，建议结合量子力学等其他模拟方法进行研究，在沥青混合料方面建议结合有限元等模拟方法来研究沥青混合料的性能。

受自然界荷叶、玫瑰花瓣等植物超疏水现象启发，超疏水涂层在自清洁、油水分离、防冰等领域被广泛应用。然而，传统超疏水涂层依赖于其表面微观粗糙结构和特殊涂层材料，制备工艺复杂，耐久性差，防腐蚀性能不足。超疏水纳米涂层由于其独特的形貌和功能，使超疏水涂层变得多功能、通用、耐用、高效。本文综述了近些年来不同纳米材料超疏水涂层的设计与制备，针对不同超疏水纳米涂层的优缺点进行了评述，并简述了其在各个领域的潜在应用，如防菌、传感器、微流体、催化等。最后，本文指出了关于使用纳米技术的超疏水涂层的最新发展和未来趋势，通过对其新颖的制备策略和对其独特性质的研究为该领域的研究人员提供一定的理论和技术参考，推进超疏水纳米涂层在诸多领域的应用。

绿色环保型材料环糊精（CD）因其独特的空腔结构和外壁亲水、内壁疏水的两亲性，在水处理分离膜的构筑上受到广泛关注。CD膜具有优异的理化性质和结构特征，在污废水净化、染料/盐混合溶液分离和有机溶剂纳滤等水处理领域备受青睐。在水处理中，CD膜可以同时实现分子和离子的精确分离，并提高膜的渗透性。本文从CD膜的设计及制备方法（界面聚合法和相转化法）出发，围绕CD膜的不同构筑方法，综述了近年来基于环糊精构筑水处理薄膜复合膜的研究现状，探讨了CD引入对膜分离层界面结构、渗透性、污染物截留和抗污染能力等方面的影响。最后对基于环糊精构筑薄膜复合膜的发展方向，如提高CD的反应活性、优化反应条件、开发新型CD衍生物以及新型CD膜的制备工艺进行了分析和展望，以推动CD薄膜复合膜在水处理中的应用发展。

肥料行业的发展正从传统化肥向新型肥料转变。肥料使用在保障粮食安全方面发挥了重大作用，但传统肥料利用率低、养分损失大、环境风险加剧，大多数肥料产品不能按照作物的营养需求规律实现养分精准供应。而智能肥料的研发与创新为解决该问题提供了有效途径，在时空上更精准匹配作物对养分的需求。本文系统综述了pH响应材料的类型、来源及响应机理，探讨pH响应材料的化学结构对pH响应行为的影响，提出pH响应材料促进根肥互馈的观点，剖析pH响应材料在智能肥料中的应用前景，进一步明确pH响应材料在绿色智能肥料创制领域的应用潜力、未来的研究方向及面临的挑战。文章以根肥互馈理念为核心，综合考虑pH响应材料与作物根际酸化效应，设计并利用pH响应材料把根分泌物与智能肥料有机连接，提出开发pH响应肥料的创新思路，指出根肥互馈是协同肥料养分释放和作物养分吸收的关键，提出基于根肥互馈原理匹配作物养分需求规律且具有环境友好性的绿色智能肥料将成为新型肥料的发展趋势。

环境中蕴含着大量的低品位能，利用这种绿色能源开发离网分散式发电系统是补充日常用电的有效途径之一。湿气发电技术是一种利用功能材料与湿气相互作用从中收集能量的技术，近年来受到广泛关注和研究。本文回顾湿气发电技术发展历程，从湿气与发电材料的相互作用原理出发，汇总讨论了目前湿气发电机理的主流解释，包括离子扩散和流动电位等，并介绍了相关的验证工作；整合分析了吸湿发电层材料及其优势与不足，总结归纳了湿气发电机的结构及潜在应用领域；随后阐述了提高湿气发电机能量转换效率和输出功率的方法；最后，对湿气发电技术面临的主要挑战，提出了一些建议以解决存在的问题。湿气发电技术的不断发展将为绿色能源领域带来新的可能性，并推动离网分散式发电系统的可持续发展。

水合盐热化学储热技术具有储热密度高、长期储存热损失小等优点，有望解决太阳能供给与能源需求间不平衡的问题。CaCl₂具有快速水合反应动力学、高储热密度、低成本、原料广泛的优势。然而，纯水合盐存在膨胀结块、热导率低、稳定性差等问题。目前，研究者主要通过高热导率的多孔基质担载使水合盐均匀分散，实现稳定性的提升，并通过微纳米孔增加气体扩散通道，加快反应速率。本文分析了CaCl₂复合热化学储热材料性能的主要影响因素，分别从储/放热机理分析、性能评价指标、复合材料物性的调控三方面展开。研究发现，多孔基质的孔隙特性、CaCl₂的担载量是影响复合材料储热密度的主要影响因素，介孔结构的多孔基质更适宜作为水合盐热化学反应的载体。同时，加入镁基盐类形成二元盐复合材料是另一种有效的物性调控方法，其中，MgCl₂能有效提高CaCl₂的循环稳定性，在50次循环测试后仍保持良好性能。最后，指出了未来研究的重要技术方向，即开发以介孔结构为主的多孔基质，包括提高多孔基质的孔道开放度和稳定性、探索构建新的二元盐复合材料以及储热系统与储热材料的匹配等。

基于SiO₂粒子共混喷涂与浸渍方法，研发了一种在SiC膜上制备超疏水-高疏油表面的工艺。通过喷涂不同粒径的SiO₂颗粒，在SiC膜表面构造具有双疏性能的微纳双重粗糙结构，然后通过浸渍将十七氟癸基三甲氧基硅烷接枝至SiC膜表面，成功制备了具有超疏水-高疏油特性和优异自清洁性能的SiC膜。通过改变含氟量、粗糙度，分析了各参数对表面润湿性的影响。经改性后所得超疏水-高疏油SiC膜表面上水和正十六烷的静态接触角分别为152.6°和146.3°，滚动角分别为5.2°和10.2°，这归因于SiC膜表面的微纳结构和低表面能物质降低了其与其他物质的黏附力。在强酸和强碱溶液中，超疏水-高疏油SiC膜表现出稳定的双疏性。本研究为在无机膜上构建具有优异耐酸碱性的超疏水-高疏油表面提供了一种简便的工艺。

以钛白副产硫酸亚铁净化除杂所得硫酸铁溶液为铁源，采用液相沉淀法合成电池级磷酸铁，研究了铁磷投料比、反应温度、pH、CTAB添加量对磷酸铁Fe/P、粒径及产率的影响，并通过响应面分析得到高产磷酸铁的较优合成条件为：投料比1.33、温度80℃、pH为1.6、CTAB添加量为2%。通过响应面优化实验，在保证90.98%的高产率的同时，降低了原料投料比，节省了用料成本。所得产物为无定形二水磷酸铁，经煅烧后转变为α-石英型。二水磷酸铁的一次颗粒粒径在100nm左右，二次颗粒平均粒径D₅₀为8.4μm。根据晶核形成与晶体生长理论分析了无定形磷酸铁的形成机理：磷酸铁的成核速率远大于其生长速率，体系中形成大量微小晶核，这些微小晶核因半径小于临界晶核半径而发生无规则的聚集，进而形成无定形磷酸铁。所得二水磷酸铁的元素质量分数符合电池级磷酸铁的技术指标。

随着球形石墨在锂离子电池负极材料的应用，天然鳞片石墨球化过程中产生了大量的球形尾料，其利用率及附加值较低。本文将球形石墨（SG8）、球形尾料与羧基化纳米纤维素按不同比例混合，制备了6种柔性电热膜。通过调控球形石墨和球形尾料添加量、电压等参数，研究电热膜的电阻、电阻率和升温速率的演变规律。研究表明，在10V电压下，球形尾料含量为15%的加热膜电阻率为8.57mΩ/mm，达到发热最高温度为59.3℃，前30s的升温速率为0.50℃/s，水洗后球形尾料含量为15%的加热膜电阻率为9.30mΩ/mm，达到发热最高温度为58.6℃，前30s的升温速率为0.46℃/s，表明球形尾料电热膜水洗后仍具备良好的柔性和发热性能，证明了利用天然石墨球形尾料可制备柔性电热膜。相比于球形石墨，球形尾料具有更好的电热性能，为天然石墨球形尾料的高质化利用提供了解决途径。

设计并合成了氨基三乙酸酐改性的聚(丙烯酸-丙烯酰胺)/壳聚糖双网络水凝胶，其具有较好的力学性能、吸附性能及较快的吸附速率。十二烷基硫酸钠的加入有助于水凝胶构筑多孔结构，氨基三乙酸酐作为交联剂和改性剂，增强了水凝胶的机械强度、抗溶胀性能和吸附性能。以CrCl₃为模型污染物，考察其吸附性能。结果表明，Langmuir等温吸附模型和拟二阶动力学模型更适合拟合Cr³⁺在水凝胶上的吸附数据，说明改性水凝胶具有非均匀表面和不同结合位点。改性双网络水凝胶对Cr³⁺的最大吸附容量为570.6mg/g，在pH为4时吸附效果最佳。在经历5次吸附-解吸循环后，Cr³⁺的去除率为83.3%。改性双网状水凝胶的设计为废水中重金属离子的吸附提供了良好的性能和发展潜力。

陶瓷膜分离技术因具有高通量、抗污性能好、易清洗、生命周期长等优点而得到广泛应用。然而，受限于对陶瓷膜的特点、优势和用途等方面的认知，该技术在飞速发展的生物制造领域应用相对有限。本文首先介绍了陶瓷膜分离技术及分类，简述了陶瓷膜的优势以及陶瓷膜组件和国内外生产厂家。此外，重点综述了生物制药、生物基材料、生物能源、大宗发酵产品和发酵食品饮料等生物制造领域的产品特点以及陶瓷膜的应用实例，并根据发酵液的分离目的，从膜的材料、结构、孔径、操作和清洗方法等方面分析了陶瓷膜的选择策略。最后，指出了低成本和高分离精度的陶瓷膜研发是拓宽其在生物制造领域应用的重要方向，同时，进一步积累陶瓷膜在生物制造领域的应用案例和数据，提高产品质量和膜的使用寿命，降低成本，将促进陶瓷膜技术在快速发展的生物制造领域更加广泛的应用，落实“双碳”战略目标。

CO₂化学吸收法吸收剂及其降解产物的逃逸会导致吸收剂成本变高以及胺类排放污染大气，带来运行成本增加和环境污染。本文主要介绍了胺逃逸类型、原理及逃逸控制方法。文中指出：水洗和传统除雾器为目前常用的控制方法，可高效率去除气体和物理夹带逃逸，但气溶胶由于粒径小、逃逸量大带来的问题还未得到很好的解决。目前较为常用的控制方法有加大分离设备、控制运行参数、添加助剂、中间冷却法等方法，未来的发展趋势仍将放在物理方法上，如急冷、高频电场等，在不改变前期反应条件的基础上，在吸收塔或水洗塔后对逃逸气体进行控制。在兼顾CO₂吸收法捕集效率的前提下提高经济效益和环境效益，为工业发展提供技术支持。

海水淡化是缓解全球淡水资源匮乏的重要途径，但传统的海水淡化技术存在高成本、高能耗、低效率的问题。利用太阳能作为唯一能源输入的界面太阳能光热蒸发技术（interfacial solar steam generation，ISSG）因其低成本、可持续、高效率的优势引起了人们极大的关注，ISSG在气-液界面通过高效光热转化将水分子蒸发冷凝收集得到淡水。本文介绍了近年来利用二维光热材料设计的界面太阳能吸收器结构的演变，重点分析了膜（涂层）-气凝胶-水凝胶（泡沫）的发展历程，指出基于水凝胶（泡沫）的光热蒸发系统具有高效热定位、高效光热转换、高效抗盐沉积、快速输水和水活化的独特优势。在此基础上，对ISSG的发展前景及挑战进行了总结，提出了开发自动调节蒸发速率、蒸汽温度的新型智能蒸发系统，并将其与能源、农业、工业等领域互联的新策略，旨在启发从实验室到实际大规模太阳能驱动清洁水生产的光热蒸发系统的科学设计及工程应用。

全氟或多氟烷基化合物（PFASs）是一类具有难降解性、生物蓄积性和潜在毒性的持久性有机污染物，广泛存在于各类环境介质中。水环境是PFASs最重要的归趋之一，然而水处理常规技术难以去除PFASs，近年来，基于紫外线的高级氧化或高级还原技术在PFASs的降解中表现出巨大的发展潜力和良好的应用前景。本文针对目前对于直接紫外光降解、紫外高级氧化技术和紫外高级还原技术降解PFASs的相关研究，重点从降解机理（包括活性物种产生机理和反应机理）、降解效率（包括降解率和脱氟率）和影响因素（包括光波长、pH、溶解氧、无机离子和腐殖酸等）三个维度对比了不同反应体系下PFASs的去除效能，并总结了基于紫外线的高级氧化或高级还原技术应用于去除实际水体中PFASs时需克服的难点，以期为该类技术在PFASs降解方面的发展提供参考。

锂离子电池的广泛使用带来了越来越多的电池废弃物，如何环保、安全、低成本地处理这些废旧锂离子电池成了该领域的热点问题。本文以废旧锂离子电池的危害和资源利用价值为背景，重点介绍了废旧锂离子电池拆解回收的工艺流程，其中包括了预处理、主流回收方法、金属分离回收和再生利用等部分，以相关技术原理为基础，重点归纳了近几年湿法回收为主的废旧锂离子电池回收利用各环节工艺流程的学术成果，并对工艺过程中各个方法进行了优势与不足的分析，其次对于物理回收和火法回收等方面作了简要介绍。最后，在现有的回收现状上，对锂离子电池未来进行展望，提出建立大型预处理生产线、在相邻领域再利用回收材料、重复使用化学试剂等合理的发展方向。

为了降解毒性强的含酚工业废水，本文将微纳米气泡与臭氧氧化法相结合，探究了处理温度、溶液pH、苯酚初始浓度和臭氧浓度对苯酚降解的影响。结果表明，相较于传统气泡，微纳米气泡破裂可诱导产生更多的·OH，弥补了臭氧传质效率低和氧化性不足等缺点，使反应体系的氧化还原电位明显提高，并在苯酚降解过程中起到主要作用；相比于臭氧氧化法，苯酚降解效果得到显著提升；提升臭氧浓度、溶液pH及降低苯酚初始浓度均可促进反应体系中生成更多的·OH，进而提升除酚率。通过气相色谱-质谱法（GC-MS）检测苯酚降解的中间产物，分析了苯酚降解的可能路径。总体而言，微纳米气泡结合臭氧氧化法是一种有潜力的除酚技术，研究结果对此技术在工业废水降解中的应用和推广具有指导意义。

以胶原纤维为代表的生物质基多孔材料因其具有可再生、储量丰富等特点且保留胶原纤维独特的多尺度孔隙结构以及具有优异的分离能力、可重复使用和可生物降解等优势，近年在含油废水处理等领域备受关注。针对胶原纤维多孔材料存在着油水分离效率低等问题，本文利用单宁酸与金属离子（铝和锆）掺杂锂藻土纳米片的协同交联体系来改性胶原纤维，制备了一种具有油水分离性能的胶原纤维基多孔材料。结果表明：该协同交联体系可提高胶原纤维多孔材料的自支撑性、成型性和多孔性，同时未改变胶原的三股螺旋构象并可起到稳定胶原微结构的作用；协同交联改性后胶原纤维多孔材料的收缩温度提升至90℃以上，接触角提升至98°以上，油水分离效率提升至68%以上，表明其热稳定性、疏水性以及油水分离性能均得以改善。

以水葫芦为原料、CaCl₂为改性剂，通过一步热解法制备了钙改性水葫芦基生物炭（CWHBC），基于表征技术分析了其表面形貌、比表面积、孔径分布、官能团组成等物化性能，并探究了其吸附去除水中敌草隆的效能与机理。结果表明，CWHBC比未改性生物炭（WHBC）具有更大的比表面积、更丰富的孔隙结构、更多的含氧官能团、更强的亲水性，这些物化性能的改变增强了生物炭的吸附能力。CWHBC对水中敌草隆的吸附符合准二级吸附动力学模型和Langmuir吸附等温线模型，表明该吸附以单层化学吸附为主，主要吸附机理为氢键作用、π-π作用和表面络合。单因素试验结果表明，CWHBC在各种条件下均具有良好的吸附性能，采用0.2mol/L HCl对其进行5次吸附/解吸循环后的吸附容量仍高达初次吸附容量的94.62%。因此，使用一步热解法制备的CWHBC可有效去除水中敌草隆，且具有较好的环境适应能力和重复使用性能。该研究提供了一种低成本、高效的吸附材料，能有效实现水葫芦的资源化利用，具有良好的工程应用前景与潜力。

为研究陈腐垃圾掺烧对焚烧炉焚烧特性的影响，以四川省资阳市某垃圾焚烧厂375t/d机械炉排焚烧炉为研究对象，在生活垃圾热值为7315kJ/kg的基础上，利用FLUENT与FLIC软件模拟分析了不同陈腐垃圾的掺混比和热值条件下垃圾焚烧炉的焚烧特性并进行了现场测试。结果表明：当陈腐垃圾掺混比在0~30%范围内变化时，随着陈腐垃圾掺混比的增加，焚烧炉出口O₂质量分数增加，不同高度截面的烟气温度降低，垃圾床层表面水分蒸发、挥发分热解和固定碳燃烧速率分别下降了19kg/(m²·h)、29kg/(m²·h)和25kg/(m²·h)，垃圾焚烧结束位置滞后了0.69m。当陈腐垃圾热值在2110~5156kJ/kg范围内变化时，随着陈腐垃圾热值的增加，焚烧炉出口O₂质量分数减少，不同高度截面的烟气温度升高，床层表面水分蒸发、挥发分热解和固定碳燃烧速率分别提高了14kg/(m²·h)、14kg/(m²·h)和11kg/(m²·h)，垃圾焚烧结束位置提前了0.85m。在满足焚烧温度大于1123K及焚烧炉热值设计的前提下，掺混垃圾的热值应控制在6849~8374kJ/kg范围内。模拟结果可为实际工程中掺烧陈腐垃圾提供解决方案。

以炼化污水为研究对象，对比了中温和低温条件下的水解酸化性能、微生物群落结构和功能。中温（35℃）水解酸化更利于COD去除（40.51%）和水质可生化性提高（BOD₅/COD提高至0.53），而低温（15℃）COD去除率和BOD₅/COD仅为20.96%和0.26。中温条件有助于难降解化合物（O₃S₁和O₄S₁）的水解转化，与低温水解酸化相比，中温条件能够产生更多种类的小分子有机物。水解酸化微生物的宏基因组测序结果表明中温条件更利于微生物生长，有机物降解菌unclassified_p_Chloroflexi和可分泌水解酶的unclassified_o_Bacteroidales丰度较高。中温水解酸化富集了ko00643（苯乙烯降解）、ko00633（硝基甲苯降解）、ko00622（二甲苯降解）、ko00364（氟苯甲酸酯降解）、ko00642（乙苯降解）和ko00365（糠醛降解）等功能基因，促进了芳香类及含氮污染物的降解和出水可生化性能的提高。本研究揭示了炼化污水中低温水解酸化的水质变化及微生物特性。

锂电负极废涂布浆料含水率高、胶态分散稳定性强，难以过滤。本文研究了废涂布浆料的胶态特性，分析了废浆料的高效破胶分离机理，并对其资源化进行了初步探索。羧甲基纤维素钠（CMC-Na）解离产生的羧基负离子（R-COO^-）提供的静电斥力及苯乙烯-丁二烯橡胶（SBR）在颗粒间形成的空间位阻力是废浆料胶态稳定性的根本原因。酸度的降低能够抑制浆料中CMC-Na的解离，减少吸附于石墨颗粒表面的带电基团R-COO^-，削弱静电斥力，造成颗粒团聚，并破坏SBR的架桥作用。pH=2.0时，废浆料破胶过滤效率较佳，过滤常数为0.0741m²/s，含水率降低48个百分点；X射线三维显微成像分析（X-CT）表明细微颗粒团聚破胶的同时，保留的静电斥力能够降低过滤阻力，促进滤饼孔道结构的发育，生成大孔隙半径，长喉道的渗流网络减少滤饼孔道吸附水的量；分离所得固相碳材对亚甲基蓝、铬（Cr⁶⁺）、COD的吸附量分别为435mg/g、0.645mg/g、87mg/g，满足《工业水处理用活性炭技术指标及试验方法》（LY/T 3279—2021）优级品标准。

页岩气采出水中小分子有机物通过反渗透膜处理往往也难以达标，为了解决这一问题，研究对比了臭氧催化氧化、活性炭吸附、臭氧催化耦合活性炭吸附三种工艺处理页岩气采出水的效果，考察了前两个工艺对采出水中小分子有机物深度处理的影响因素及耦合工艺的处理效果，结果表明：臭氧催化氧化工艺在pH为8左右、反应时间120min、臭氧投加量0.8g/L的最佳反应条件下，臭氧消耗量m(O₃)∶m(COD_Cr)=3.58，COD_Cr从143mg/L降低至68.6mg/L，去除率52.03%。活性炭吸附工艺在pH为8左右、反应时间90min、活性炭填充比30%的最佳反应条件下，COD_Cr从143mg/L降低至103.2mg/L，去除率只有27.83%。臭氧催化耦合活性炭工艺在最佳反应条件下臭氧消耗量m(O₃)∶m(COD_Cr)=2.78~2.88，COD_Cr从143mg/L稳定降低至25~34mg/L，去除率在76.2%~82.5%，可见臭氧催化耦合活性炭工艺对小分子有机物的处理效果最好。

以海藻酸钠（SA）和微晶纤维素（MCC）为原料，合成海藻酸钠/微晶纤维素复合水凝胶（SA/MCC），对制备的复合水凝胶进行结构表征，并研究其对水中甲基橙（MO）和亚甲基蓝（MB）的吸附性能、模型和机理。结果表明，SA/MCC-20去除MO和MB的最佳pH分别为2和12，吸附模型更符合拟二级模型和Langmuir模型，最大吸附容量可达331.25mg/g、253.31mg/g。通过改变水溶液的pH，MO和MB均可在SA/MCC-20表面实现有效的吸附和解吸从而回收利用。经过5次吸附-解吸循环后，在最佳pH下SA/MCC-20对MO和MB的解吸率仍达91.52%和85.41%。SA/MCC对MO和MB具有较强的吸附能力，吸附机理主要包括静电吸引、范德华力、氢键作用、π-π堆积、孔扩散、孔填充等，并以化学吸附为主，物理吸附为辅。

脱硫石膏的高效利用可以有效缓解一系列环境问题，变废为宝。本文利用二水石膏在含有微量无水硫酸钠的乙二醇水溶液中制备α-半水石膏，探究温度（94~98℃）、乙二醇体积分数（25%~35%）、硫酸钠浓度（0.1~0.3mol/L）对二水石膏向α-半水石膏脱水转化过程的α-半水石膏摩尔分数和动力学参数变化。研究发现，在乙二醇水溶液中，二水石膏向α-半水石膏脱水转化过程符合分散动力学模型。随着温度和乙二醇浓度的增加，动力学参数α基本保持不变，而参数β显著增加，导致活化熵∆S*增大，进而导致能垒E_a降低，促进了二水石膏向α-半水石膏脱水转化。微量无水硫酸钠的添加，显著缩短了α-半水石膏的成核诱导时间。通过分子动力学模拟，增加硫酸钠的浓度，Na⁺与SO₄^2-的配位数增加，扩散系数绝对差值∆D降低，从而导致配位能力增加，解耦能力降低。本研究对高效利用脱硫石膏、掌握其向α-半水石膏的转化特征具有重要意义。

氯代有机磷阻燃剂（chlorinated organophosphate flame retardants，Cl-OPFRs）已在环境中被广泛检出，由于其稳定、易迁移及具有生物毒性，因此已成为不可忽视的新兴有机污染物。本文选择环境中检出率较高的磷酸三(2-氯乙基)酯[tris(2-chloroethyl) phosphate，TCEP]为研究对象，以硫化零价铁（S/ZVI）和TCEP耐受降解菌（缓生新鞘氨醇菌，Novosphingobium tardaugens，N₁）为研究材料，制备S/ZVI-微生物复合吸附剂（S/ZVI-N₁），并对其去除TCEP的性能和降解途径进行探究。结果显示，S/ZVI-N₁对TCEP的去除符合准一级动力学方程和Langmuir模型，表明该过程主要为单分子层的物理吸附作用，且根据准二级动力学方程的相关系数可知，在反应过程中同样存在化学吸附过程，S/ZVI-N₁作用于TCEP 12h，去除率达58.9%，显著高于仅依靠Novosphingobium tardaugens的去除率（32.9%）和仅依靠S/ZVI的去除率（31.2%）。产物分析表明，S/ZVI-N₁作用下TCEP较单独零价铁（zero-valent iron，ZVI）作用下降解更彻底，证明复合吸附剂中S/ZVI和Novosphingobium tardaugens之间存在协同作用，其最佳的反应条件为pH 5~7和30~35℃。微观分析显示，微生物和S/ZVI均参与了TCEP的降解。通过产物分析推导，S/ZVI-N₁对TCEP主要有2条降解途径，分别为S/ZVI主导的C—Cl键断裂和Novosphingobium tardaugens主导的O—P键断裂，最终生成磷酸三乙酯（triethyl phosphate，TEP）和磷酸（H₃PO₄）。

研究了垃圾焚烧典型工段5种灰/渣样品（余热锅炉灰/渣S1、半干法脱酸灰S2、布袋除尘灰S3、飞灰原灰S4和螯合剂稳定化飞灰S5）的表观特征、化学特性和浸出特性，并评估了灰/渣样品赋存重金属的环境风险。结果表明：S1呈现与其他灰样显著的表观特征差异，其表观颜色泛黄，颗粒大小不均，Si、Al含量较高，可资源化利用潜力较大；S3可溶性氯盐、高毒性重金属（Pb、Cd）含量较高，可进行单独脱氯、解毒处理；S5粒径级配在7~20μm和40~120μm存在两处波峰，其稳定化效果存在一定缺陷。S1赋存Cr（4.45%）和S3赋存Pb（3.04%）、Cd（4.28%）的可交换态和碳酸盐结合态占比相对较高，表明其潜在浸出环境风险较高，在其无害化处理和资源化利用过程中需重点关注，尤其是酸性（如酸雨或渗滤液浸沥）处置或应用场景。S1赋存重金属的潜在环境风险远低于其他4种灰样；模拟渗滤液浸提环境下，5种灰/渣浸出液重金属的综合性环境风险水平均高于模拟酸雨浸提环境，且S1、S3、S4和S5中Cd的浸出环境风险水平表现为“极强”等级。研究结果可为垃圾焚烧典型工段灰/渣的分类利用、精细化管理以及科学的环境风险评估提供理论依据。

磷铁渣是黄磷生产的副产物之一，化学性质稳定，常作为固体废物处理，不仅污染环境，也消耗了大量人力物力。如何合理利用磷铁渣中铁（Fe）、磷（P）元素是磷化工企业必须解决的问题。以磷铁渣制备磷酸铁（FePO₄）的传统技术存在能耗大、副产物安全隐患大、难以实现工业化生产等缺点。有鉴于此，本文采用磷铁渣、磷酸、盐酸、氨水为原料，通过高温活化浸出-沉淀法制备了电池级FePO₄。在高温活化浸出阶段，探究了浸出时间、浸出温度、盐酸浓度、液固比与磷铁渣浸出率的关联规律。并研究了反应温度、时间、pH、投料比等条件对制备FePO₄性能的影响。对浸出液中Fe、P元素浓度和FePO₄晶体结构、形貌和粒度进行了分析。实验结果表明，磷铁渣浸出的最佳条件是：浸出时间3h、浸出温度90℃、盐酸浓度5.5mol/L、液固比20mL/g，在此浸出条件下Fe元素浸出率可达93.55%，P元素浸出率可达82.21%，固体渣浸出率可达90.06%。沉淀反应过程的最佳条件为：反应温度70℃、反应时间2h、反应pH=1.2、Fe/P投料比为1，此条件制备的磷酸铁（FePO₄）材料结晶度高，形貌均匀，分散性好，一次粒径为100~200nm，铁磷比为0.97，杂质含量完全符合行业标准。以此合成的磷酸铁锂（LiFePO₄）正极材料电化学性能较好，在1C倍率下，放电比容量可达到151.62mA·h/g，表明所制备的FePO₄完全满足LiFePO₄正极材料前体的要求。

油基钻井液受地层土等劣质固相的不断侵入，流变性能严重恶化，采用溶剂萃取、热蒸馏等技术难以有效处理，会造成资源浪费。为实现对废弃油基钻井液的再生利用，本文选取超支化聚合物作为絮凝主剂，进行季铵化和疏水改性，制得具备良好选择性的油溶性絮凝剂；通过红外光谱、热重分析等方法测定了絮凝剂分子的结构与热稳定性，探究了絮凝剂加量对钻井液密度、固相含量和流变性能的影响，通过zeta电位和矿物组分分析，进行了絮凝剂的絮凝机理分析。结果表明：絮凝剂加量1.0‰时，可有效絮凝、沉淀钻井液体系中的劣质固相，对两种油基钻井液废液处理后固相清除率可达到80.6%和63.8%，处理后钻井液密度分别为0.733g/cm³和0.745g/cm³，其配伍性和流变性能满足钻井要求，可实现钻井液的再生循环利用。

为有效防治水体中的磷酸盐和有机磷污染，利用镧基金属氧化物结构灵活易调控和磷亲和力强等优势，本文在柠檬酸溶胶凝胶法制备的镧铁钙钛矿基础上，在镧位点掺杂铈成功制备了铈镧铁钙钛矿（LCFO），研究了LCFO吸附磷酸盐和植酸的热力学和动力学特征；考察了不同氯离子和腐殖酸根离子等因素对吸附过程的影响；采用扫描电子显微镜-能量色散光谱仪、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、X射线光电子能谱等表征探究吸附机理。结果表明，LCFO对磷酸盐和植酸吸附能力分别比原始钙钛矿提高了11.56倍和1.74倍，LCFO吸附量分别为57.86mg/g和98.71mg/g；两种形态磷吸附特征均符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附方程，腐殖酸根离子对LCFO对磷酸盐和植酸的吸附作用有一定削弱，但吸附量仍保持在80%以上；通过表征分析表明材料吸附磷酸盐和植酸的机理主要为内层络合。本研究为进一步改善镧铁钙钛矿对无机磷的吸附能力及对有机磷的去除提供参考。

通过正交实验研究生物炭-光-氧共同作用下不同环境亚硝酸盐净化规律，结合多重对照实验，解析光照、曝气、添加生物炭对亚硝酸盐降解的影响差异，揭示亚硝态氮迁移路径与降解机制。结果表明，亚硝酸盐净化效果主要受环境酸碱度和温度影响，其中酸碱度为主控因素。当亚硝酸盐浓度1.8mg/L、生物炭添加量0.4g、温度25℃、反应时间60min、pH=2时，净化率最高可达98.25%。多数情况下，曝气能够显著提升亚硝酸盐净化率，较之未曝气处理最高提升9.7倍。光照则更适合用于强酸、强碱环境中亚硝酸盐的去除，较之无光照条件净化率最高提升5.7倍。而单纯添加生物炭对亚硝酸盐降解助力效果有限，需配合光照和曝气共同作用。三种条件共存，产生生物炭光催化氧化-吸附协同作用，促使亚硝态氮经由氧化、光催化、吸附等路径降解、迁移，获得良好净化效果。