目前，我国大部分油藏已进入了开发中后期，需通过三次强化采油技术来提高原油的采收率。由于深层超深层油藏普遍存在高温高盐特征，单一驱油体系已难以适应当今油田开采的需要。基于此，本文综述了国内外各类耐温抗盐型驱油体系的研究进展及应用现状，包括表面活性剂驱、聚合物驱、泡沫驱以及纳米流体驱油等。通过阐述这几种驱油体系的结构与性能，剖析其作用机理与驱油效果，并结合矿场实际应用成效，对深层超深层油藏耐温抗盐驱油体系进行了详细总结，为未来的重点研究方向打下基础。结果表明：对于深层超深层油藏而言，开展耐温抗盐驱油体系研究，能够有效提高油藏开发后期采收率，保证剩余油的全面动用。未来对耐温抗盐驱油体系的研究方向应重点放在以下几个方面：一是能够更大程度地降低界面张力；二是降低成本，采用最低的成本最大程度地达到更好的生产效益；三是研究不同类型驱油剂之间的协同性能。

二氧化碳的管道输送是碳捕集、封存及利用技术的关键环节，加快二氧化碳管道输送技术发展、推动二氧化碳输送管道建设是实现“双碳”战略的必由之路。本文从二氧化碳管道工程发展概况、二氧化碳管道输送技术现状及发展建议三个方面展开论述。首先，对比分析了国内外二氧化碳输送管道的建设情况。接着，针对二氧化碳流组分、管输工艺、管道材料、腐蚀与防护、泄放与扩散及标准与规范探究了二氧化碳管道输送技术的发展现状。最后，在此基础上结合我国国情提出了未来发展建议。

离散油滴在变截面管道内的运动及变形特性是揭示两相流动机理的核心问题之一。以突缩突扩圆管内的离散油滴为研究对象，采用数值模拟与高速摄像实验相结合的方法，针对不同入口雷诺数条件下突缩突扩圆管内的油滴运动行为及变形特性开展研究。结果表明：在突缩突扩圆管内，当入口雷诺数相同时，随着离散油滴粒径的增大，管内入口端及突缩区压力增大，突扩区压力回升加快，且油滴最大变形量在细管段。当油滴粒径不变时，随着入口雷诺数的增大，管内离散油滴变形量越大，油滴在管道内初始破碎位置越靠近突扩双肩且破碎程度越剧烈。当Re=6.3×10³时，油滴的变形量达到最大值0.84，初始破碎位置在距离突扩双肩33.2mm处。得到了不同入口雷诺数及油滴粒径条件下突缩突扩圆管内离散油滴的运动、变形及破碎规律，为地面原油集输管网中油水两相流混输强化提供了理论参考。

基于计算流体力学（CFD）中的大涡模拟方法对穿流-四斜叶组合桨槽内流动特性进行了模拟研究，并采用粒子成像测速（PIV）技术进行了实验验证。研究了不同转速、离底距和桨叶开孔直径对流场的影响。结果表明，转速的增加可以提升下桨叶的轴流作用进而增强流场的混合效果，但转速过高会使流场内流型变得混乱，模拟结果显示较优转速为N=100r/min；离底距的增加会改善槽内顶部区域的速度分布，当离底距与液位高度比为0.29时，流场内形成了有利于混合的涡旋，搅拌槽顶部及下层区域流场速度分布合理，为较优的离底距；穿流孔径主要影响两桨叶之间的连接流，当穿流孔径为4mm时，搅拌槽内的连接流更稳定，整体高速区面积分布更为合理，能促进搅拌槽内整体的循环效果。研究结果可为穿流-四斜叶组合桨的实际工业生产应用提供数据参考。

将“分液冷凝”应用于板式冷凝器中，并采用非共沸工质R134a/R245fa作为制冷剂，分别研究了工质流量、泡点温度以及工质组分（质量比）对分液板式冷凝器换热性能的影响，并与普通板式冷凝器进行对比，揭示非共沸工质在分液板式冷凝器中的热力性能。研究结果表明：低沸点工质在非共沸工质中的占比越高，气液分离的效果越好，分液效率最高可达到99.74%；“气液分离”可有效调节非共沸工质的组分，经过“气液分离”后低沸点工质在非共沸工质中的占比会提高；与普通板式冷凝器相比，分液板式冷凝器传热系数提高了5.6%~46.9%，并且与工质流量成反比，与泡点温度成正比；压降降低了12.6%~44.3%，且受工质流量、泡点温度的影响较小，低沸点工质在非共沸工质中的占比越高，压降越小。

根据实际实验装置建立了三维、瞬态的气固两相固定床微波加热模型，对4种不同的催化剂颗粒堆积方式（简单、菱形、立方、六方）下的微波加热效果进行了模拟计算，且考虑了入口气速以及微波加热功率的影响。结果表明：微波加热下固定床反应器的传热效果得到了强化，在4种堆积方式中菱形堆积的升温速率及所达温度都明显高于其余三种堆积方式。微波场的作用效果具有一定方向性，沿z轴方向的电场强度最高，在颗粒接触点之间的热点效果明显。在水平方向上，垂直于微波馈入口的y轴方向未形成强电场。以菱形堆积模型为基准对入口气速和微波功率的计算结果表明：入口气速会改变加热速率及达到平衡温度的时间，而微波功率则仅对最终温度产生影响，随着入口气速的增大，颗粒之间的温度差异降低。为解决常规固定床反应器在强吸热反应中传热效率差的问题提供了基础支持。

以磷石膏为原料，采用D-葡萄糖酸钠浸取磷石膏中Ca²⁺，再以该浸出液固定CO₂制备碳酸钙微粉。研究了液固质量比、反应温度对Ca²⁺浸出率的影响，以及氨水添加量、碳化时间对Ca²⁺转化率的影响。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、粒度分析等方法分析了不同氨水添加量、碳化时间下碳化产物的形态特征及生成机理。结果表明，随着液固质量比增大，Ca²⁺浸出率增加；反应温度由85℃降到25℃时，磷石膏Ca²⁺浸出率由91%增至100%。在反应温度20℃、CO₂体积分数为20%下，随氨水添加量、碳化时间增加，碳酸钙粒径分布区间呈减小趋势，且Ca²⁺转化率不断增加。氨水添加量为20mL、碳化时间为150min时，碳酸钙的转化率可达92.7%，碳化产物为圆角菱形方解石，峰值粒径以及中值粒径分别为1.5μm和5μm。反应溶液中氨水添加量增加更有利于方解石的形成，而碳化时间增加会促进球霰石的形成，但随着反应溶液中Ca²⁺减少，碳化产物数量骤减，由于已生成的球霰石稳定性较差以及有机溶剂D-葡萄糖酸钠溶液作用，反应产物会发生溶解重结晶，形成粒径小且均匀的圆角菱形方解石。本研究为磷石膏综合利用以及CO₂的捕集并制备碳酸钙微粉提供了一种新的工艺方法。

乙酸乙酯、乙醇和水体系能够形成三个二元和一个三元的共沸体系。本文旨在以离子液体（IL）为萃取剂打破这些共沸，实现该三元体系的有效分离。基于COSMO-RS模型和黏度预测模型，计算了65种ILs的选择性、溶解度和黏度，发现1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐（[BMIM][Ac]）是65种ILs中最符合要求的萃取剂。进行了乙酸乙酯（1）+乙醇（2）+水（3）+IL（4）的四元汽液相平衡（VLE）实验，证实[BMIM][Ac]能够打破所有共沸体系，验证了筛选结果。NRTL和UNIQUAC方程关联四元VLE数据的均方根误差分别为1.69%和2.20%，关联结果可靠。通过量化计算定性和定量分析了IL分离该三元体系的机理，表明[BMIM][Ac]与乙酸乙酯发生弱氢键作用（-8.22kcal/mol，1kcal≈4.186kJ），与乙醇和水分别发生强氢键作用（-15.83kcal/mol和-16.14kcal/mol）。基于方程关联所得参数，模拟并优化了以IL为萃取剂分离乙酸乙酯+乙醇+水体系的萃取精馏过程，显示乙酸乙酯、乙醇和水的产品纯度均可达到0.999。研究结果验证了[BMIM][Ac]作为萃取剂分离该三元共沸体系工业化可行性。

基于场协同理论，提出了一种针翅式多孔倾斜射流微通道热沉用于电子元件的高效冷却。通过数值模拟研究了倾斜射流角度（θ）、翅片相对高度比（α）和通道横流对微通道内流动与传热特性的影响。研究发现：泵功随着射流角度的增加先减小后增大，热阻随着射流角度的增加单调减小，当射流角度θ=150°时热阻最小；针翅片具有破坏射流引起的螺旋流并强化横流区传热的作用，且针翅片与倾斜射流的组合能实现更好的传热性能。最后，为了获得综合性能更优的微通道参数，采用径向基神经网络与NSGA-Ⅱ遗传算法对热阻和泵功进行了多目标优化。与同水力直径下射流雷诺数（Re_j）为1000的光滑垂直多孔射流微通道相比，在相同泵功下优化后的热阻下降了26.0%；在相同热阻下，优化后的泵功下降了94.6%。通过结合熵权法TOPSIS选取的热阻与泵功最优折衷解分别为0.55K/W和0.56W。

甲醇制烯烃（MTO）工艺中，因原始设计的缺陷，工艺水中的芳烃和重组分不能被汽提出来，导致污水汽提塔底部的净化水中仍含有一定量的悬浮态和胶体态污染物，化学需氧量（COD）含量较高，成为实现废水回用的障碍。针对当前MTO废水处理的这一技术短板，本文以现场实验为基础，提出了一种新型的旋流再生型微通道分离器串联流程用以分级处理MTO净化水，一级分离器用于去除净化水中的非溶解态污染物，降低部分COD含量，二级分离器用于深度去除COD。其中吸附剂选择一级MC-1、二级MC-4具有最佳的吸附效率，床层截面流速控制在2.5mm/s最为合适。经处理后的净化水平均浊度由18.3NTU降低至2NTU，悬浮物含量由进口的18mg/L降至2.79mg/L，分离效率基本高于80%，化学需氧量COD含量平均降低了318mg/L，分离净化效果明显，经处理后的净化水可替代透平凝液用于烯烃分离水洗塔或回用至其他用水单元。该工艺具有低成本，对悬浮态颗粒、胶体态颗粒、小分子有机物去除效率高，分离媒质再生彻底等特点，有效解决了甲醇制烯烃（MTO）工艺中废水回用难的问题，对减少环境污染节约水资源有着重要意义。

提出了一种基于分子交换流效应的新型串联式多级气体分离系统，采用“管网法”和有效能（㶲）分析法建立了描述其分离性能及能耗的数学模型，并开发了相应算法。以Ne-Ar混合物为分离对象，研究了工况参数温差、努森数和产品率及结构参数分离单元串联级数对分离性能和能耗评价指标终端产品气体中目标组分的摩尔浓度和回收率、最小分离功和总能耗的影响。结果表明，目标组分的摩尔浓度和回收率、最小分离功和总能耗随温差的增大而增大，随努森数的增大先增大后减小，并在努森数约为1.5时取得极大值；目标组分的摩尔浓度随产品率和串联级数的增加而降低，但回收率却与之相反；最小分离功和总能耗随串联级数的增加而增大，但随产品率的增大而降低。该系统在60K温差下可使目标组分的摩尔分数达98.55%；当产品率为0.1时，该系统仅需5级串联即可使目标组分回收率达到90.29%，对应的最小分离功为1.56GJ/t Ne、总能耗为1.62GJ/t Ne。该系统为模块化结构，具有较强的气体分离场景适应性，加之可直接利用低品位热能以实现能量梯级利用，代表了一种符合当今绿色发展要求的新型气体分离技术。

质量交换网络是过程系统高效经济回收污染物或杂质的重要途径，其中组分浓度的小尺度特征对于其求解域和全局优化性能存在一定限制。基于质量传递和能量传递比拟理论，本文假设了单位高度塔板提供有效传质的塔板质量，建立了非连续传质的板式塔和广义换热器的比拟关系；在此基础上，将小尺度质量交换网络比拟为广义换热网络，进而采用节点非结构模型和强制进化随机游走算法对广义换热网络进行全局优化；最后，将优化所得的广义换热网络回归为质量交换网络，使其满足传质可行性约束。算例分析表明，该方法可有效拓展质量交换网络搜索空间，提升流股匹配的多样性和全局优化性能。同时，灵活调整比拟尺度和协调系数能够进一步丰富优化路径，提升最优解的质量，获得了R2S3算例和R2S2算例优于文献最优的结构。

短路流是影响水力旋流器分离效率的重要因素，然而针对动态水力旋流器中短路流的形式和计算方法鲜有研究。本文通过数值模拟的方式对动态水力旋流器溢流管口处径向速度变化和流线分布规律，提出了一种基于数值模拟的动态水力旋流器短路流流量计算方法。将量纲为1的动态水力旋流器高灵敏度结构参数作为输入指标，以数值模拟所得的短路流率作为响应目标，通过响应曲面法建立了量纲为1的结构参数与短路流率间的计算模型。基于所建立的模型，使单管处理量为120m³/h的动态水力旋流器进行结构改进，改进后短路流流量减少了59.6%，分离效率提高了10.4%，基于该方法改进的单管120m³/h处理量动态水力旋流器中试样机通过了海上石油平台上的试验验证，且试验分离性能与模拟预测分离效率间的平均误差仅有4.9%。

使用Fluent软件对氧热法气流床电石反应器的烧嘴布置参数和操作参数进行优化。首先在反应器反应段中只加载煤粉非预混燃烧模型，对反应段内温度场均匀度进行研究。在烧嘴数量为4、煤粉粒径为120μm的条件下，以温度场均匀度最高为目标，采用响应曲面法对烧嘴布置参数（轴向夹角、切向夹角和烧嘴高度）进行优化。最优布置参数为轴向夹角46°、切向夹角32°、烧嘴高度0.56m；计算得温度场均匀度为61.25%，比原始模型提高了28.79%，优化效果明显。然后在最优结构反应段中，加载煤粉非预混燃烧和电石合成耦合反应模型，以电石产率最高为目标，采用响应曲面法对操作参数（进料粒径、进料温度和氧气温度）进行优化。最佳操作参数为：进料粒径138μm、进料温度1432K、氧气温度769K，计算得电石产率为58.36%，比优化前提高了16.68%。

随着绿色可再生能源的快速发展，质子交换膜（PEM）水电解制氢技术作为连接可再生能源和氢能的关键环节而备受关注。本文综述了PEM电解槽阳极的工作原理、技术现状及低铱催化剂的研究进展。PEM电解技术前景广阔，但铱资源稀缺且价格高，制约了PEM电解技术的推广。开发低铱、高活性且稳定的析氧反应（OER）催化剂成为了PEM电解技术发展的关键。目前低铱催化剂主要集中在掺杂型和负载型两类催化剂。这两类低铱催化剂相较铱氧化物表现出更高催化活性。本文阐述了最近报道的几种低铱催化剂，如双钙钛矿、Gd掺杂IrO₂、IrNiO _x 核壳结构、IrO _x /ATO等。并总结了现阶段低铱催化剂在活性和稳定性方面的主要挑战，如掺杂型催化剂存在晶相不稳定的问题，负载型催化剂的Ir利用率有待进一步提高等。最后，本文总结并展望如何进一步推动高活性、高稳定性的低铱催化剂研发，以期为PEM水电解技术的未来发展提供强有力的支持。

固体氧化物燃料电池分布式热电联供技术是建设“清洁、低碳、安全、高效”现代能源体系、提高能源供给、保障能源消费安全的重要途径。氢是固体氧化物燃料电池最主要且最适合的燃料，然而，固体氧化物燃料电池分布式热电联供技术的应用受限于氢储运技术的发展。采用液态甲醇作为储氢载体现场重整制氢，有望在氢源供应问题上实现突破。为研究国内外固体氧化物燃料电池用甲醇水蒸气重整反应器进展，本文概述了氢源供应方式，着重总结了现场重整制氢的核心设备——甲醇水蒸气重整反应器的结构功能和供热方式，分析了影响反应器重整性能的操作参数和结构参数，并介绍了甲醇水蒸气重整反应器与固体氧化物燃料电池集成发电的特点，提出固体氧化物燃料电池用甲醇水蒸气重整反应器未来发展方向包括大功率甲醇水蒸气重整反应器的设计、大功率甲醇水蒸气重整反应器制氢机理及传热传质特性研究，以及采用甲醇水蒸气重整反应器直接为中温固体氧化物燃料电池供氢发电的性能。

硫醇类化合物是酸性天然气中普遍存在的有害组分，相较于硫化氢和二氧化碳，硫醇类化合物的酸性和反应活性较低，难以通过传统的胺洗脱硫工艺实现深度脱除。本研究采用基于COSMO-RS理论的溶解度预测方法筛选了对甲硫醇具有理想溶解性能的溶剂，然后在小试吸收实验装置上评价了其对甲硫醇的脱除效率，进一步借助量化计算揭示了其高效吸收溶解甲硫醇的机制。结果表明，烷氧基丙胺化合物对甲硫醇具有较好的溶解性能；在气液比不高于250的吸收条件下，使用质量分数不低于20%的烷氧基丙胺溶液可将原料气中5%的硫化氢和933mg S/m³（标准状况）的有机硫分别脱除至0和20mg S/m³（标准状况）以下，净化气硫含量满足《天然气》（GB17820—2018）一类气指标要求；溶剂-溶质间弱相互作用分析表明，烷氧基丙胺通过较强的氢键作用和大面积范德华作用可高效捕获甲硫醇分子。

水合物法在分离瓦斯混合气体方面具有清洁、高效、安全的优势，为突破水合物储气效率的瓶颈问题，在磁力搅拌体系中考察了水合物法分离30% CH₄/70% N₂混合气（摩尔分数）的动力学规律与储气效率。四氢呋喃（THF）、环戊烷（CP）与四丁基溴化铵（TBAB）、四丁基氟化铵（TBAF）二元混合体系作为水合物形成热力学促进剂，0.06% L-色氨酸（Trp）作为动力学促进剂。结果表明：与THF或CP单一添加的实验体系相比，THF-TBAF或CP-TBAB、CP-TBAF体系均能延续水合物形成、提高储气量、降低形成速率，其中CP-TBAF改善效果最为明显，3h内的储气量提高了1.33倍，而水合物初期形成速率下降3倍以上。THF-TBAB-Trp、THF-TBAF-Trp体系增大了N₂在水合物相的储集量，使CH₄/N₂的分离效果低于THF-Trp体系；CP与TBAB或TBAF在瓦斯水合分离过程中具有耦合促进作用，CP-TBAF使水合物储气量、分离因子、CH₄回收率等关键指标全面提升，其中平均CH₄回收率最高可达68.5%，CP-TBAF组合为突破瓦斯水合分离效率提供了参考。

以ZIF-8为基底并在其框架结构中原位引入金属Mo，进行高温煅烧处理，成功得到多孔富缺陷碳基底耦合的Mo₂C和Mo₃P异质结(Mo₂C/Mo₃P@NC)催化剂，Mo₂C/Mo₃P@NC呈现出较大的比表面积和充分的活性位点，更重要的是诱导Mo向低价态δ（0<δ<4）过渡，改变材料表面电荷分布，增强的局域电荷位点Mo ^δ+显著增加缺陷和活性位点，双价态Mo ^δ+-Mo⁶⁺位点构建出有利于CO₂吸-脱附，锂离子及电子迁移输运路径，在CO₂RR过程中稳定两电子产物Li₂C₂O₄，并防止歧化成四电子产物Li₂CO₃。Mo₂C/Mo₃P@NC优异的催化特性驱动锂-二氧化碳电池遵循两电子反应路径（2Li⁺+2CO₂+2e^-→Li₂C₂O₄），电池充电电位和极化情况显著缓解，全放电容量高达10538mAh/g，可逆充电容量为10521mAh/g，库仑效率提升到99.8%；在电流密度为100mA/g下充电-放电电位差仅为0.7V，能以较小的电位差稳定循环1100h。

“双碳”目标下液氢正在快速由航天领域向民用领域渗透。为了准确把握我国液氢领域的研究动态和发展趋势，采用文献可视化分析工具CiteSpace开展了文献计量研究。以“液氢（liquid-hydrogen）”为主题，分别在中国知网（CNKI）、Web of Science（WoS）核心数据库获取了1994—2023年间中国学者所发表的论文数据集，以此为研究对象，分别从发文量、研究团队和机构、研究热点与前沿分析等方面进行了文献计量和可视化分析。结果表明：2020年开始发文量快速增长，液氢研究逐渐向民用领域渗透，研究成果呈现“井喷”态势，英文论文年发文量逐渐超过中文论文；高产作者集聚明显，但研究机构之间的合作仍有较大发展潜力；研究热点呈现显著的迁移和集聚规律，近5年来液氢研究热点主要集中在液氢推进剂在轨热管理、储罐高效绝热技术、氢液化技术等方向，同时液氢安全也正在得到越来越多的重视；30年间绝大部分研究前沿处于航天领域，2019年至今民用领域“氢能”“制氢”“氢液化”“储氢”等方向成为液氢研究前沿。本文的研究成果对进一步推动我国液氢领域研究蓬勃发展具有积极作用。

二元醇（包括乙二醇、丙二醇和丁二醇等）在化工、医疗、生物以及农业等许多领域都有广泛的应用，市场需求量大。目前，二元醇主要以化石资源为原料制备，但是化石资源有限的储量和使用过程中存在环境污染的问题，寻找一条可持续的、绿色的二元醇生产途径受到了越来越多的关注。生物质资源是自然界中唯一可再生的有机碳资源，以生物质基多元醇为原料制备二元醇有望克服化石资源的短缺并实现绿色可持续性发展。本文综述了国内外生物质基多元醇（甘油、赤藓糖醇、木糖醇和山梨醇）催化转化制备二醇催化剂的最新进展，总结了近年来多元醇催化氢解制备二醇的催化类型（外源氢体系和原位氢源体系）、催化效率、反应溶剂、反应途径、催化机制和催化稳定性，并对其未来的发展进行了展望，以期为生物质基多元醇高效催化转化为二元醇提供参考。

高级醇（HA）可作为重要的能源化工基础原料。CO₂加氢制备高级醇（CO₂-HAS）具有流程短、效率高、操作简便等特点，该技术兼具碳减排和高附加值利用的双重意义。Fe基催化剂的低成本和高活性优势使其具备工业应用潜力，但仍存在反应网络复杂、C—C键生成难控制、高级醇收率不理想等问题。本文从热力学角度分析了CO₂-HAS的固有限制和适宜的工艺条件，简述了高级醇生成的转化路径和Fe物种演变。进一步阐述了反应条件、助剂、制备方法和载体等因素对Fe基催化剂反应性能的影响，并揭示了Fe基多功能催化反应偶联的构建策略以及对性能的促进机制。基于此，指出中间物种的定向转化和C—C偶联的精准调控是Fe基催化剂设计的关键考量。预测3D打印自催化技术将助力Fe基催化剂的大规模制备，多元化的技术整合可能是CO₂-HAS产业化开发的可行方式之一。廉价的绿氢制备技术与CO₂捕集技术的突破与耦合将推动CO₂-HAS的高质量发展并成为主流趋势。

为了提升Ce-V-W/Ti催化剂耐碱（土）金属中毒性能，本文使用溶胶-凝胶法制备了TiO₂载体并进行了SiO₂掺杂改性，通过浸渍法制备了Ce-V-W/Ti-Si催化剂。采用浸渍法模拟了CaCO₃、K₂O等碱物种中毒，探究了SiO₂改性载体对催化剂的脱硝活性和抵御碱（土）金属中毒性能的影响，并使用X射线光电子能谱、N₂吸附-脱附、H₂-程序升温还原、NH₃-程序升温脱附等表征手段对催化剂进行了表征分析。实验结果表明，对Ce-V-W/Ti催化剂载体进行SiO₂改性会降低其中低温段的脱硝活性，但能明显提升催化剂对碱物种的耐受性，总体上，Ce₁V₁W₇/Ti-Si₄对碱物种的耐受性最好，各类碱物种对其脱硝活性的毒害程度为K₂O>Na₂O>CaCO₃>CaO>CaSO₄。表征结果显示，SiO₂改性削弱了催化剂表面Ce氧化物活性，但显著增加了催化剂的比表面积和酸性位点数量，并在催化剂碱中毒时保护了活性金属氧化物的还原性。

利用可再生的电能将CO₂转化为高价值产品乙醇是解决燃料的储存和减少碳排放的一种重要途径。合成Cu基双活性位点电催化剂实现催化CO₂还原制C₂产物是当前的研究热点，在此将Au纳米粒子负载在海胆状CuO/Cu₂O上，合成出不同Au负载量的Au _x -CuO/Cu₂O催化剂，以提高电催化CO₂还原为乙醇的选择性。在以1mol/L KOH为电解液的流动池中进行电催化CO₂还原性能评价，Au₅-CuO/Cu₂O在150mA/cm²的电流密度下，二碳产物（C₂）的总法拉第效率达到了73.4%，其中乙醇法拉第效率达到40.0%，分别是Au₂-CuO/Cu₂O和Au₈-CuO/Cu₂O的4.2倍和2.2倍，并且乙烯和乙醇法拉第效率的比值为1.35，分别是另外两种催化剂的1.6倍和3.46倍。Au₅-CuO/Cu₂O对电催化CO₂还原为C₂和乙醇选择性的显著提高归因于CuO/Cu₂O表面上适宜的Au载量，实现了有效的串联催化过程，即Au活性位点促进CO中间体生成，Cu活性位点加速CO分子的C—C偶联反应生成C₂产物，这为设计和制备具有高乙醇选择性的电催化CO₂还原反应的催化剂提供了重要参考。

环境中残留的四环素会对水生生物产生慢性影响，四环素随着生活水体排入景区水体，影响景区水中的水质，本研究采用煅烧法和水热法以橘子皮粉末为原材料制备类石墨烯（GBO），通过氮掺杂优化GBO（NGBO）提高其电子传输速率，将NGBO作为固态电子介质在g-C₃N₄/BiVO₄界面构建Z型三元光催化剂。通过在光催化基础上引入氧化剂H₂O₂，构建Z型催化剂/光类芬顿催化复合体系，将类芬顿催化降解技术和光催化技术相耦合。将10mg的催化剂和5mmol/L的H₂O₂加入50mL的10mg/L四环素溶液中，结果表明Z型催化剂光类芬顿催化降解TC的性能，在光照90min后，所制备的CN/NGBO/BV复合材料的光类芬顿催化降解TC能力最强。降解TC的催化能力得到提升的原因是光照和H₂O₂会促进催化降解TC体系中生成更多的·OH和·O₂^-，同时实验结果表明光催化技术与类芬顿催化技术存在相互协同作用。

电解水制氢是最具潜力的绿氢制备技术，而高效析氢反应（HER）催化剂的开发对其大规模推广意义重大。本文以硫脲为硫源，在泡沫镍（NF）上原位生长Ni₃S₄，制备了一系列NiS(x)@NF过渡金属硫化物纳米片催化剂（x代表硫脲用量），对催化剂进行了结构、形貌以及金属价态等表征，并于1mol/L KOH碱液以及模拟海水中研究了催化剂的HER性能。催化剂制备采用简单的水热法，且直接利用NF上的Ni，无需额外加入Ni源，不仅制备方法简单、成本低，且活性相与NF基底结合牢固，稳定性好。HER性能测试结果表明，与NF相比，NiS(x)@NF催化剂在碱性电解液中HER性能得到明显提升，这归因于NF上原位生长Ni₃S₄纳米片。其中，NiS(0.14)@NF催化剂具有最小的过电势（η₁₀=0.091V，η₁₀₀=0.102V）、最高的内在催化活性，且Tafel斜率只有105.23mV/dec。催化剂在模拟海水中的HER活性明显降低，表明海水中的干扰组分对HER活性影响较大。但值得注意的是，在不同的电流负载下（10mA/cm²、40mA/cm² 以及100mA/cm²），NiS(0.14)@NF催化剂在碱液及模拟海水中均显示出了较高的稳定性，这是由于采用原位生长法直接在NF上生长Ni₃S₄，使活性相与NF基底结合牢固，不易脱落的缘故。

碳点杂化水凝胶是以碳点和辅助物质为基础，形成具有各组分综合性能的凝胶材料。将碳点嵌入水凝胶中不仅可以解决其聚集引起的荧光猝灭效应，还可以提升水凝胶的性能并赋予其更丰富的特性。目前有关碳点的结构特性，碳点杂化水凝胶的性能增强机制、应用领域及存在的问题缺少详细的综述。因此，本文介绍了碳点的结构特性及常见的表面修饰技术，简述了碳点杂化水凝胶的制备方法，重点分析了碳点对水凝胶的性能增强机制，全面总结了碳点杂化水凝胶在废水处理、仿生智能器件等领域的应用并提出了其在不同领域应用时的研究趋势，指出面临广阔的复合水凝胶材料设计空间，应优先采用计算模拟和理论预测，再进行实验验证的新材料研发策略，进一步提升碳点杂化水凝胶的应用价值。

针对目前矿用聚氨酯注浆材料在工程应用中潜在的反应热失控隐患问题，探索创新高效的聚氨酯材料改性技术具有重大的现实意义。本文分析了引发聚氨酯注浆材料反应热失控的原因，重点阐述了聚氨酯材料的本征性能缺陷，如固化反应放热量大、体系蓄热温度高以及阻燃性能差等内在因素，同时对环境、制度和人员等外在因素也进行了介绍。聚焦引发反应热失控的内在因素，综述了近年来国内外研究者围绕聚氨酯材料反应放热控制、体系蓄热温度控制和阻燃性能改性等领域取得的研究进展。最后围绕聚氨酯材料改性方法创新和产品安全准入制度管理两个方面进行总结，并结合目前材料改性研究存在的技术问题，对深化矿用聚氨酯注浆材料在煤矿井下的安全和绿色环保应用进行了合理的展望。

由于工业原料中硫化物的毒性与腐蚀性会对工业生产和生态健康带来不利影响，采用最优的脱硫技术实现硫化物的深度脱除意义重大。本文以吸附脱除复杂有机硫为调研范围，首先概述了吸附脱硫的优势与涉及的物理、化学吸附过程；随后以具有丰富孔结构和大比表面积的分子筛为调研对象，按照其孔道尺寸的不同，综述了微孔（FAU、MFI、β）、介孔（MCM-41、SBA-15、KIT-6、MCM-48）和多级孔分子筛在吸附脱除有机硫中的应用现状；进一步分析了分子筛脱硫性能的影响因素，包括活性组分种类、含量与分散度的影响，分子筛微观形貌与孔结构的影响，分子筛酸性位的影响等。分析可知，最后指出了分子筛脱硫剂的脱硫性能与分子筛载体自身的微观结构和表面性质密切相关，通过精确设计与可控制备脱硫剂使其具备硫容大、脱硫精度高、选择性高、孔结构稳定、寿命长、可再生利用等优良特质将是今后研究的重要方向。

二氧化钛（TiO₂）是典型的氧化物半导体材料，广泛应用于光催化领域，但其较宽的能量带隙限制了其在实际中的应用。黑色TiO₂（B-TiO₂）纳米材料通过在TiO₂表面构筑结构缺陷降低带隙宽度，能够有效提高其可见光响应性能和量子效率。本文总结了B-TiO₂的基本特性，包括光学性质、晶型、缺陷与微观结构性质，并对近年来B-TiO₂的制备与缺陷构筑方法（如气氛焙烧法、溶胶-凝胶法、化学还原法等）进行了系统总结。同时，本文梳理了黑色TiO₂性能提升策略及其在水体净化、有机物降解、能源转换及医疗等领域的应用现状。最后指出B-TiO₂研究领域未来需要重点关注的几个方面为：结合理论和实验深入探讨其结构-性能之间的构效关系是合理设计B-TiO₂表面缺陷、开发高效合成方法的基础，先进的表征和分析手段有待加强；在保持高活性的同时，开发结构更加稳定的B-TiO₂是将其推向实际应用的重要前提；此外，交叉学科的发展应推动B-TiO₂的应用范围向更多领域延伸。

针对传统吸附剂对放射性元素的去除，存在吸附时间较长以及吸附效果不理想等不足之处；新型多孔吸附材料如共价有机框架（COF）、金属有机框架（MOF）和共轭微孔聚合物（CMP）等，由于优异的物理化学特性，高比表面积、高孔隙率、快速的电荷载流子迁移率和可调的功能性，对于放射性核素的分离有着更高的分离效率。本文针对多种新型多孔吸附材料COF、MOF和超高交联聚合物（HCP）等对放射性元素的去除，通过总结新型多孔吸附材料用于放射性核素吸附分离的最新研究进展；着重讨论了新型多孔吸附材料的设计制备、放射性元素去除性能以及放射性元素去除机理；最后基于上述分析，提出目前新型多孔吸附材料用于放射性核素吸附分离存在的问题，如难以处理粉末状的新型多孔吸附材料，以及在极端化学条件下容易出现结构不稳定的问题，并对未来的相关研究方向进行了展望，例如将研究从纯粹的基础研究扩展到更实用的方面和大力开发有效的合成方法，以获得高产率且无副产物的产品。

地层孔隙、微裂缝、裂缝发育会导致井壁坍塌频发，严重阻碍了安全、高效地钻井。封堵理论的成熟性是研发高性能封堵剂的重要保证。通过封堵剂高效封堵孔隙、微裂缝及裂缝，是稳定井壁的关键。本文综述了不同封堵理论（刚性封堵理论、柔性封堵理论、成膜封堵理论）以及各类封堵材料（沥青类、聚合醇类、硅酸盐类、纳米材料类）研究现状，指出了现有封堵理论和封堵材料所存在的不足，总结了目前封堵理论及封堵材料研发面临的难点，并提出应通过数值模拟等方法深入研究储层孔喉尺寸分布规律以及储层形貌结构，且应试图从树枝状聚合物、刚性外壳与柔性内核复合材料、生物质基纳米材料改性沥青、纳米材料分散稳定性等方面开展研发高效封堵材料。

利用静电纺丝技术和高温碳化法制备氮掺杂碳纳米纤维（NCNF），通过两步溶剂热法在NCNF表面原位生长镍钴氢氧化物（NiCo-LDH）纳米片阵列，制备出NCNF/NiCo-LDH/NiCo-LDH复合电极。采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和拉曼光谱（Raman）观察和分析复合电极的微观形貌和结构组成，并通过循环伏安（CV）、充放电（GCD）和交流阻抗（EIS）等技术研究复合电极的电化学性能。结果表明，两步溶剂热法在NCNF上构成由大片和小片交错连接的纳米片阵列，不仅有效提高了活性物质负载量，而且抑制了NiCo-LDH的团聚，增加了NiCo-LDH在NCNF上的分散性和电化学活性面积，所形成的NCNF/NiCo-LDH/NiCo-LDH复合电极在1A/g电流密度下的比电容为2898.7F/g；在10A/g高电流密度下，电容保持率可达到78.4%；连续充放电循环6000次后，电容保持率高达92.3%。以NCNF/NiCo-LDH/NiCo-LDH和活性炭（AC）组装的非对称超级电容器（NCNF/NiCo-LDH/NiCo-LDH//AC）在743.6W/kg功率密度下，具有69.1W·h/kg的高能量密度，10A/g下充放电循环6000次后，比电容能够保留初始值的93.4%。综合表明，NCNF/NiCo-LDH/NiCo-LDH复合电极是一种极具潜力的超级电容器电极材料。

以月桂酸（LA）和石蜡（PS）为原料制备了月桂酸-石蜡（LA-PS）二元共晶混合物，通过真空吸附法将二元共晶混合物吸附到纳米SiO₂气凝胶中形成复合相变材料月桂酸-石蜡/纳米SiO₂气凝胶。泄漏实验表明，纳米SiO₂气凝胶对LA-PS的最大吸附率为70%；傅里叶红外光谱的结果显示，LA-PS/纳米SiO₂气凝胶具有优异的化学相容性；DSC测试结果显示，LA-PS/纳米SiO₂气凝胶的相变温度为35.19℃，相变潜热为115.89J/g。此外，LA-PS/纳米SiO₂气凝胶的储能效率为98.99%，说明LA-PS/纳米SiO₂气凝胶具有良好的蓄热性能。因此，制备的复合相变材料在玻璃窗透明围护结构利用方面，具有合适的相变温度、较高的相变潜热和较好的热稳定性和耐久性，从而具有较好的应用前景。

以均苯四甲酸酐（PMDA）、4,4'-二氨基二苯醚（ODA）为原料，合成聚酰胺酸齐聚物（PAA），后与异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、聚四氢呋喃醚二醇（PTMG）和1,4'-丁二醇（BDO）合成的聚氨酯预聚体进行嵌段，合成聚酰胺酸聚氨酯嵌段共聚物（PAA-PU），通过平板硫化仪热亚胺化，制备聚酰亚胺-聚氨酯嵌段共聚物（PI-PU）弹性体。采用红外光谱（FTIR）、核磁共振波谱（NMR）、热重分析（TGA）、X射线光电子能谱（XPS）、力学性能测试、动态热机械分析（DMA）、差示扫描量热分析（DSC）、凝胶渗透色谱（GPC）对齐聚物PAA、嵌段聚合物PAA-PU、PI-PU及PU进行结构表征和性能测试。结果表明，相较于拉伸强度23.8MPa的PU，引入PAA的嵌段聚合物拉伸强度提高到63.7MPa，亚胺化后的聚合物拉伸强度进一步提高到86.4MPa，聚合物最大热分解温度提高到352.6℃，残留质量上升。DMA测试结果表明，随着PI的嵌段引入，嵌段聚合物T_g由37.2℃提升至91.6℃，随着PI含量增加，T_g进一步提升至128.5℃。此外，嵌段聚合物的储能模量增大，损耗模量降低，橡胶平台变宽。

共混基质膜是提升聚合物膜分离性能的有效策略，其中ZIFs材料被视为理想的填充颗粒。为了获得性能更好的渗透汽化膜，希望通过在PDMDES聚合物内添加ZIFs颗粒制备高分离性能的共混基质膜。首先，制备了ZIF-8、ZIF-90及ZIF-8-90颗粒，并通过红外光谱表征方法证实了ZIFs颗粒的成功合成，随后，在PDMDES聚合物中填充ZIFs颗粒，制备了三种不同的ZIFs/PDMDES共混基质膜，并考察了这些共混基质膜的形貌、表面疏水性能以及渗透汽化特性。研究发现，ZIFs颗粒的加入不仅增加了膜的厚度，还显著提升了膜表面的疏水性能，与纯PDMDES膜相比，这些共混膜在渗透汽化性能上得到了显著的提升。在新制备的三种膜中，ZIF-8-90/PDMDES共混基质膜表现了最佳的综合性能，在60℃条件下分离5%（质量分数）乙醇水溶液时，展现出了卓越的分离效果，渗透通量达到8651.7g/(m²∙h)，分离因子达到8.87。

磁流变介质在服役过程中受温升、磁场、持续剪切的多场耦合作用，其作用引起流变学行为规律不明并难以准确预测。由于反向传播（BP）神经网络存在容易收敛于局部极值的问题，通过建立麻雀搜索算法（SSA）优化BP神经网络的高温热效应磁流变脂流变性能预测模型，用于表征和预测实验温度、磁场、热效应时间、剪切速率与磁流变脂流变学性能之间的关系。结果表明：高磁场下，磁链大量聚拢受到皂纤维的阻碍较小，磁流变脂剪切应力大幅增加。高温热效应对磁流变脂复合结构造成了一定破坏，表现为MRG-24h在各实验条件下的剪切速率曲线整体较低。BP预测模型在评估局部离散性较大的数据时，出现R²为负值的低泛化性能表现，而SSA-BP预测模型对于整体不同数据集和局部离散性较小、较大的数据进行预测性能评估时，仍具有较高的预测精度。SSA-BP预测模型可以为磁流变脂流变性能预测，并为磁流变器件的设计和研发提供数据支持。

采用L-谷氨酸（L-Glu）对氧化石墨烯（GO）进行改性以提高GO的分散性，改性后的氧化石墨烯（L-GO）作为填料掺杂至环氧树脂（EP）中，制备L-GO/EP涂层。采用X射线衍射仪（XRD）、傅里叶红外光谱仪（FTIR）和扫描电镜（SEM）等分析改性前后GO的形貌结构和表面特性；识别涂层的硬度、耐磨性和附着力等指标的变化，评价涂层的物理性能；利用热重分析仪（TG）、电化学交流阻抗（EIS）和极化曲线（Tafel）考察L-GO/EP的热稳定性和防腐性能。结果表明：与GO相比，改性后的L-GO纳米片层间距增加0.115nm，I_D/I_G由0.98增加至1.01，L-GO具有更高的无序水平；L-Glu附着于GO表面，增加了GO在环氧树脂中的分散性，解决了GO的团聚问题，提高了涂层的稳定性。与EP和GO/EP相比，L-GO/EP涂层具有最高的硬度（5H）、耐磨性（0.9L/μm）、柔韧性（3mm）、耐冲击强度（50cm）和附着力（1级）。与EP相比，L-GO/EP涂层的腐蚀电流密度由2.85×10^-6A/cm²下降到7.65×10^-8A/cm²，极化电阻由2.06×10⁴Ω·cm²增加到5.79×10⁵Ω·cm²。L-GO/EP涂层的防腐性能提高与L-GO分散性和物理阻隔性能增加紧密相关。

稠油开采需要高温、高压条件，采出液为水包油型乳状液。传统破乳剂难以对这种乳状液进行高效破乳。针对水包油型稠油乳状液破乳难题，本研究采用化学共沉淀法制备CuFe₂O₄磁性纳米材料，并与多壁碳纳米管（MWCNT）复合制备一种新型、可重复使用的磁性纳米稠油破乳剂（WD-03），探讨了该新型稠油磁性纳米破乳剂的破乳性能。结果表明：WD-03对水的浸润接触角近乎0°，呈高度亲水性；当WD-03投加量达2g/L，破乳反应时间30min左右时破乳剂效果能达到最优效果，pH、温度（20~80℃）对破乳影响较小。对于含水率为90%~98%、含油量大于2000mg/L的新疆克拉玛依油田稠油乳状液，经过WD-03破乳处理后，上层稠油含水率小于5%、下层含油废水中的石油烃含量小于5mg/L；磁性纳米破乳剂回收并重复使用3次后，上层稠油含水率小于10%、下层含油废水小于50mg/L；回收并重复利用5次后其对水包油型稠油乳状液的破乳率仍然能够达到95%，表明WD-03有稳定的磁性和可回收重复利用特性。基于扫描电子显微镜、X射线衍射、红外光谱等现代分析手段表征，推测WD-03对水包油型稠油乳状液的破乳机制为：高度亲水性的WD-03利用碳纳米管材料MWCNT表面形成的大π键体系与石油中的沥青与胶质的π键结合作用反应，促进了油滴的聚合和与水的分离；由于WD-03具有磁性材料特性，使得其在外加磁场条件下与水极易分离，从而表现出极高回收效率；同时，WD-03还有较强的吸附性，能吸附微小乳状油粒并聚集成为大油滴。

人类工业活动造成大气中CO₂含量逐渐增加，形成温室效应，导致全球气候异常。碳捕集、利用与封存（CCUS）技术，尤其是CO₂化学吸收过程，是实现大规模CO₂减排和遏制全球气候变化的最有效的方法之一。然而，由于CO₂捕集技术的高能耗高成本是导致CCUS技术无法大规模推广和商业化应用的瓶颈之一。近年来，胺吸收剂催化再生技术作为一种具有大规模应用潜力的CO₂捕集节能新技术引起了国内外研究者的广泛关注。本文综述了胺吸收体系中CO₂催化解吸再生技术的研究现状，详细介绍了非均相催化剂的种类、特点、优缺点和面临的挑战，阐述了胺溶液中CO₂催化解吸反应机理以及Lewis酸、Brønsted酸和碱性活性位点等在催化反应过程中的作用机制，总结了影响催化剂解吸再生性能的主要因素。最后，全面分析了催化解吸再生技术用于燃烧后CO₂捕集的现状，并对未来的研究趋势进行了展望。

生物脱氮除磷（BNR）工艺在氮磷等营养物生物去除过程难免受到盐度变化的冲击，掌握细菌的应对机制，策略性调控系统运行方式，对经济、高效地维持系统的稳定至关重要。本文汇总简述了以下最新研究成果：①耐盐微生物能根据环境中盐度的变化，快速地与环境交换水、小分子氨基酸、甘油、多糖类有机物以及钾、钠离子等无机物来平衡细胞渗透压；②极端嗜盐菌具有特殊的细胞结构，能够充分利用各类能源（光、电以及化学势比脂肪酸更低的电子供体），促进高能量贮存物（聚糖、聚磷、聚羟基烷酸酯、聚硫）的积累；③利用交替厌氧/缺氧/好氧生物膜工艺，接种高盐污泥并同步利用海水驯化生物膜菌群，且借助各种高能物质存储与消耗的偶联反应，可驱动高盐环境中同步硝化/反硝化(除磷)过程的高效运行。最后指出，如何高效地在维持系统稳定性同时设计出合理的工艺与反应器形式，如何通过外源性能源（光、电、化能物质）的输入来调控微生物高盐环境的适应性，是生物脱氮除磷系统的理论研究以及工程实践中亟待解决的问题。

当前，我国制药产业蓬勃发展且增速迅猛，其工艺过程会不可避免地产生大量药渣，主要分为中药渣和抗生素菌渣两类，具有资源和废物双重属性。实现药渣的清洁高效资源化，在保护环境和节约资源层面，对于国家、行业和企业均具有积极意义，能源化利用是目前技术水平下最直接有效的途径。本文围绕热化学转化策略，以固、气、液燃料为目标产物，综述了目前两类药渣的热化学转化特点与影响因素、过程组分演化机制、产物特性规律等相关研究进展。现有研究结果表明，药渣的高水、富氮和丰氧等缺陷属性，是制约其清洁高效能源化的主要障碍。脱水、烘焙等预处理手段，通过基于水、碳、氮组分迁移演化调控的提质降氮机制，可强化药渣衍生固体燃料性能，但效果有限，同时会带来二次副产物的处置问题；热解、气化或水热液化等手段，可将药渣转化为具有更高能量密度的气液燃料，但反应中如氮、氧、灰等有害/无用组分在各相的演化和赋存机制，会不同程度地降低相应衍生燃料的品质或产率。因此，未来的研究应从探索更经济环保的热化学策略角度来解决上述缺陷属性，以实现药渣到衍生高值燃料的清洁高效转化。此外，通过现有结论的对比，提出了水热与后续热化学手段的耦合联用，可作为药渣全质清洁资源化的潜力方向。

以有机胺为吸收剂的化学吸收法具有吸收容量大、吸收速率快、CO₂捕集效率高等优点，但传统热解吸再生面临着能量利用率低、氨逃逸、吸收剂氧化降解等难题严重影响其发展，有必要对当前有机胺富液解吸再生工艺的研究进行改进与优化，以降低能耗与损耗。本文介绍了热解吸耦合催化解吸再生工艺和热解吸耦合膜解吸再生工艺，并对新兴的微波解吸再生、矿化再生、电化学介导胺解吸再生工艺方法的基本原理和研究现状进行总结，对比分析了各工艺的优缺点和适用的有机胺类型。选择合适的有机胺富液解吸工艺有利于降低解吸能耗：催化解吸适用于大多有机胺吸收剂；膜解吸适用于单胺类吸收剂；微波解吸再生适用于极性基团较多、介电常数大的有机胺；矿化再生适用于叔胺类吸收剂；电化学介导胺解吸再生适用于多胺类吸收剂。

还原材料在卤代溶剂污染地下水修复中具有重要应用价值，但实际应用中仍存在迁移性差、修复效率低及成本高等问题。本文介绍了卤代溶剂污染现状、不同类型还原修复材料的研究进展及其在卤代溶剂污染修复中的应用。简述了这些材料在提升修复效率、降低成本方面的潜力与挑战，旨在分析当前技术的优缺点并探讨未来的改进方向。指出为进一步提升卤代溶剂污染修复效果，应深入研究改性还原药剂以增强其反应活性和迁移能力，同时加强材料技术之间的耦合研究与施工工艺的优化，降低修复成本并提高工程实施的可行性。此外，还应关注修复过程中的环境影响，确保技术的绿色可持续发展。通过这些综合措施，有望推动卤代溶剂污染修复技术迈向更高效、更环保的新阶段。

吸附剂喷射脱汞技术是一项除现有设备协同脱汞外的单项脱汞技术，本文主要回顾了现有的活性炭类和磁性金属类两类吸附剂在喷射脱汞应用研究中的问题和优点，介绍了两类材料的性能特征，阐述了喷射位置应用差异，总结了脱汞后样品的性能和回收处置差异。重点讲述了活性炭类吸附剂脱汞的理论和实验研究发展，以及脱汞后汞的化合物稳定性分析；详细介绍了磁性金属类吸附剂的发展、实际应用和磁选回收汞的流程及参数。结果表明，硫化物和硒化物类的吸附剂展现出了优越的能力和低的浸出性，是一项非常有前景的吸附剂。最后对单项脱汞技术在应用中需要解决的问题、不足和技术应用前景进行了展望。

垃圾填埋场中陈腐垃圾的过量积累会对周边土壤、地下水和空气造成环境污染。由于陈腐垃圾与原生垃圾组分的相似性，将陈腐垃圾与原生垃圾共气化是高效清洁处理陈腐垃圾的一种方法。本文通过在不同气化温度和掺混比下，探究共气化过程产物分布和合成气组分特点，分析陈腐垃圾与原生垃圾共气化协同效应。通过气化评价指标计算及响应面模拟，对掺混比及气化温度条件进行优化。结果表明，气化温度的升高促进固体残余物分解产气，提高产气率，700~1000℃气化温度下混合物的固体残余物实验值低于单一原料气化线性相加值，证明陈腐垃圾与原生垃圾共气化存在积极的协同作用促进固体焦的转化。合成气组分中H₂和CH₄高含量说明陈腐垃圾具有良好的气化特性，合成气各组分产率的实验值在900℃和1000℃条件下均大于计算值，说明较高气化温度促进合成气生成。气化评价指标中气体产率和碳转化率随陈腐垃圾掺混比和气化温度的升高增幅明显，在1000℃气化温度条件下，合成气热值和气化效率分别在陈腐垃圾掺混比为60%和80%时达到最大值。通过响应面方法模拟优化实验结果发现，陈腐垃圾在1000℃下单一气化可以得到H₂、CH₄产率最大值（188.44mL/g和104.22mL/g），但CO产率也达到最大值。陈腐垃圾掺混比在60%~89%范围内，气化温度接近1000℃，混合物共气化的合成气产物中H₂、CH₄含量较高，且可以获得较高的合成气热值、碳转化率和气化效率。本研究为陈腐垃圾与原生垃圾共气化技术研究与应用提供了基础。

钒渣来自转炉钒渣，含有大量铁元素，它的二次利用具有重大的经济价值与现实意义。本文以H₂SO₄为酸浸液，利用响应面法优化酸浸工艺参数，后通过煅烧-水热法成功制备出ɑ-Fe₂O₃/Bi₂WO₆复合光催化剂，在模拟可见光作用下光降解染料废水甲基橙（MO）。结果表明，响应面优化酸浸实验的最佳工艺参数为H₂SO₄浓度2.8mol/L、酸浸温度98℃、酸浸时间138min、固液比1∶4.2，钒渣中Fe的浸出率为71.0%；以钒渣为铁源，采用沉淀-煅烧法制备出α-Fe₂O₃后，通过水热法合成VS-Fe₂O₃/Bi₂WO₆，其光降解性能明显优于商业Fe₂O₃/Bi₂WO₆，VS-Fe₂O₃的最佳掺杂量为10％，当H₂O₂投加量为19.58mmol/L、pH=6.5、催化剂投加量为0.4g/L、MO初始浓度为10mg/L、光反应6h时，MO去除率达96%，COD去除率为88.4%，出水COD为13.34mg/L，符合《污水综合排放标准》一级标准，光反应速率常数为纯相Bi₂WO₆的4.8倍；MO的降解机理主要为H₂O₂协同VS-Fe₂O₃/Bi₂WO₆作用下的光芬顿反应。本文可为钒渣高效、清洁的资源化利用及其在光催化领域的资源化利用提供参考。

络合铁法去除H₂S具有效率高、操作简单、可回收硫资源等优点，同时也存在脱硫液再生缓慢、配体降解以及硫黄产物不易分离等问题。本研究以乙二胺四乙酸（EDTA）为有机配体络合Fe³⁺用于H₂S的吸收氧化，以氧气为氧化剂再生脱硫液，考察不同因素对脱硫效果的影响并优化体系。结果表明，在Fe(Ⅲ)浓度为0.09mol/L、EDTA与Fe(Ⅲ)摩尔比[L ^n-]/[Fe³⁺]为1.4、pH=9时，H₂S去除率高达99.99%。X射线衍射仪、X射线光电子能谱和能量色散光谱结果证明固体产物主要为硫单质，扫描电子显微镜及粒度分析结果表明PEG600能促进产物硫的增大与团聚，产物颗粒粒径由10~100nm增加至100~1000nm。通过计算产率可得PEG600能增加硫的产率至90%以上。同时，PEG600抑制了EDTA的降解，6次循环实验后，EDTA的降解率不到10%。脱硫液中加入Ni(Ⅱ)可促进Fe(Ⅲ)的再生，当Ni(Ⅱ)的摩尔浓度为 Fe(Ⅲ)的5%时，再生时间由60min缩短至20min，氧气利用率提高。

以工业废渣——煤气化细渣（FS）、铝灰（AA）为原料，一步碱熔法制备介孔吸附材料。研究了上述介孔材料对水中亚甲基蓝的吸附性能，结果表明，FS的最佳处理条件为：m_FS∶m_NaOH=5∶10、煅烧温度450℃、处理时间5h；AA的最佳处理条件为：m_AA∶m_NaOH=5∶8、煅烧温度550℃、处理时间3h。经碱熔处理后，FS材料对水中亚甲基蓝（MB）的吸附容量由1.16mg/g（FS-0）提升到67.85mg/g（FS-2），增长了近58倍；AA对水中亚甲基蓝的吸附容量由1.4mg/g（AA-0）提升到23.95mg/g（AA-2），增长了近17倍。X射线衍射、扫描电子显微镜、比表面积分析及傅里叶变换红外光谱等表征结果表明，两种材料在碱熔过程中形成的介孔孔道、带有氧缺陷位的 Si—O—基团以及大量的Al—OH和Si—OH键是其对亚甲基蓝吸附性能得到大大提升的原因。本研究表明FS和AA可以应用为一种廉价的亚甲基蓝吸附剂，为二者的资源化利用和印染废水的处理提供了一种潜在的方法。

以泡沫镍为载体，采用乙炔黑粉末和纳米Fe₃O₄为催化剂，通过涂抹/压实/煅烧方式制备一种能够实现原位产生H₂O₂并在Fe(Ⅱ)存在条件下活化H₂O₂生成羟基自由基（·OH）的阴极材料。通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）对样品的晶格结构、形貌结构等进行表征；将制备所得阴极材料应用于电芬顿系统处理2,4,6-三氯苯酚模拟废水，探究乙炔黑/Fe₃O₄材料的电催化性能。结果表明，电芬顿体系中，Fe₃O₄/C为3∶7、电流强度50mA、初始pH为3的最佳实验条件下，电解120min时2,4,6-三氯苯酚的去除率为70.8%，且乙炔黑/Fe₃O₄电极有效拓宽了电芬顿系统的pH适用范围（3~11）。Fe₃O₄以多面体结构形式镶嵌在乙炔黑表面，为H₂O₂的原位产生和活化奠定了物质基础。

以剩余污泥为原料，在200℃的热解温度下，通过磷钼酸（PMA）改性和球磨法负载Fe₃O₄，分别制备原始生物炭（BC）、球磨污泥生物炭（FBC）、磷钼酸改性生物炭（PBC）、磷钼酸-Fe₃O₄球磨共改性生物炭（PFBC），用以吸附水体中的四环素（TC）。结果表明，PFBC具有更大的比表面积、孔体积和更小的粒径，共改性后表面含氧官能团含量明显增强，XRD和XPS表征结果表明PFBC成功负载Fe₃O₄。TC初始浓度为30mg/L、PFBC投加量为0.25g/L、pH=7时，PFBC对TC的去除率可达到88.7%。PFBC对TC的吸附可以很好地用Langmuir吸附等温线和准二级吸附动力学模型拟合，表明吸附过程为单分子层的化学吸附，饱和吸附容量在25℃达到500.0mg/g。在重复利用5次后，PFBC仍能去除溶液中63.3%的TC，其饱和磁化强度达18.1emu/g，可在外加磁场作用下简易回收。PFBC对TC的吸附包括孔隙填充、π-π交互作用、静电吸引、络合作用。本研究为改性污泥生物炭在废水抗生素治理中的应用提供了一种新策略。

采用一步水热法将片状CoW-LDH锚定在凹凸棒石（ATP）表面，制备了具有微纳米花簇片状结构的CoW-LDH/ATP复合材料，采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）等表征其微观形貌与物相组成，并对实验室条件下模拟含铅废水中Pb²⁺的吸附性能与机理进行了系统研究。废水中Pb²⁺吸附处理实验结果表明，Pb²⁺初始浓度为5.0mg/L、pH=6条件下，经20min吸附处理，Pb²⁺去除效率达约99%；CoW-LDH/ATP复合材料对Pb²⁺表现出显著的吸附选择性，分配系数K_d为938.51L/g，且水体共存阴离子对Pb²⁺吸附干扰小。CoW-LDH/ATP复合材料Pb²⁺饱和吸附容量为872.07mg/g，显著高于文献报道的凹凸棒石基材料。除此之外，经8次吸附-解吸后，Pb²⁺去除效率仍保持在94%以上，表明CoW-LDH/ATP复合材料具有较好的循环稳定性。Pb²⁺吸附机理研究表明，CoW-LDH/ATP复合材料对Pb²⁺的去除主要通过含氧基团与Pb²⁺之间的金属-氧键络合作用和配位截留作用。本研究制备的CoW-LDH/ATP复合材料，具有吸附速率快、选择性好、吸附容量高的优势，研究结果可为废水Pb²⁺污染规模化治理提供理论依据和技术支撑。

总结了2024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个二级代码的各类项目申请与资助情况进行了分析，为下一年度科学基金项目申报提出了建议。