己二腈作为生产聚酰胺（尼龙66）的主要原料之一，其生产工艺长期被国外公司垄断。近年来，随着尼龙66需求量的增加，己二腈的供需缺口逐渐增大，其高效的生产技术逐渐成为研究热点。本文介绍了己二腈的制备方法如丁二烯法、丙烯腈电解二聚法和己二酸氨化法的基础研究、工艺特点及发展方向等；从机理出发探讨了过程强化技术在丙烯腈电解二聚法和己二酸氨化法中的应用可行性，并对己二酸氨化法的动力学和热力学进行了总结。将过程强化技术应用于己二腈生产过程是推动己二腈高效绿色生产的关键，对己二腈生产技术的提升和自主化具有重要意义。

在国家“双碳战略”和油气管道“全国一张网”建设的新型背景下，油气输送正呈现出新的格局，油品顺序输送面临的工况更加多元化、复杂化。混油界面精准跟踪与混油长度精准预测对多样油品切割时间确定、混油量计算、混油处理方案制定等技术指标影响巨大，是实现高质量、高标准顺序输送的重要技术保障，相关研究成果颇多，但现有技术的适用性、模型计算精度等方面仍存在许多不足与挑战。本文围绕油品顺序输送过程中的几个关键问题发展现状进行综述，首先阐述了油品顺序输送过程中影响混油特性的主要因素，并对具体影响规律和机理进行了分析。进一步地，分析了当前的混油界面跟踪与监测技术发展现状，指出了存在的技术缺陷和未来的发展方向。系统阐述了混油长度计算模型发展情况，当前的混油长度普遍采用Austin-Palfrey经验公式进行计算，计算精度和普适性仍待提高，当前缺少综合考虑管道参数、流动参数及水热力耦合过程的混油长度计算模型，缺少对混油长度计算模型从形式和内容进行全面创新和攻关的研究成果。未来应围绕我国油品顺序输送新形势下的复杂问题进行油品跟踪与监测、混油长度计算方面的创新工作，突破现有范式，为实现油品安全、高效、低碳输送贡献力量。

离心萃取器是一种依靠离心力实现两相混合液分相的高效溶剂萃取设备，用于核燃料后处理具有许多优点，被公认是核用萃取设备的发展方向。为实现离心萃取器应用于我国将来核燃料后处理大厂，已研制出转筒直径为150mm且当转速为3000r/min时分离因数为755的ϕ150mm工业规模核用离心萃取器。采用30%TBP/煤油-硝酸溶液萃取体系系统开展了单级和五级串联ϕ150mm工业规模核用离心萃取器的水力学和传质性能的实验研究。结果表明，在一定实验条件下，ϕ150mm工业规模核用离心萃取器最大处理能力达到1532L/h，且萃取级效率>96%。因此，ϕ150mm工业规模核用离心萃取器具有良好的水力学性能和传质性能。同时，其级存留体积为6.33~6.53L。结果表明，ϕ150mm工业规模核用离心萃取器基本满足核燃料后处理厂对萃取设备的要求，有良好的应用前景。

微细颗粒不仅是造成雾霾的主要原因，还会携带可吸附有毒物质进入人体肺部，危害人体健康。异质凝结技术作为最有前景的除尘技术之一，通过在颗粒表面形成液膜有效提高了气固分离效率。然而，目前对微米级湿颗粒的碰撞和聚并机制尚未完全明确。本文针对微米级可凝结湿颗粒，基于Fluent软件构建了耦合两相流动、连续表面张力模型和重叠网格的模型，研究微米级湿颗粒碰撞过程中颗粒和液桥的动态变化过程。通过分析表面张力系数、液膜厚度和碰撞前相对速度对颗粒碰撞行为的影响，总结了碰撞过程颗粒动力学变化规律及能量耗散情况，为改善湿颗粒的聚合效果和提升除尘性能提供了理论基础。结果表明，湿颗粒在法向碰撞中遵循液膜变形、反弹和聚并或分离的运动模式。同时，减小液膜表面张力系数、减小液膜厚度、提高碰撞前相对速度都会使液桥高度增加。在动能耗散方面，压差阻力和表面张力引起的能量损失是主导因素，而黏性阻力的能量损失可忽略不计。

脉动热管是一种应用于电子元器件冷却和能源利用等领域的高效传热元件，影响其启动和运行特性的因素有很多，如结构、工质、充液率等。本文从整体结构出发，通过调整脉动热管结构中局部管道的长度，实现脉动热管形成非对称、高低交错式的结构形态，同时设计了相应的非对称结构脉动热管换热装置。在热源为60℃下，从不同充液率角度对非对称结构脉动热管进行研究，结果表明：非对称结构脉动热管的最低启振热源温度变化趋势随着充液率的增大而升高。在极低和较高的充液率下，脉动热管不易出现启动和持续振荡现象，振荡流动频率和能量强度都较低。较低的充液率由于工质较少，在管内无法形成有效的工质运动。较高的充液率液体工质过多，工质运行阻力较大，不易在管内循环振荡流动，并且脉动热管蒸发段和冷凝段之间的温差较大，温差都在15℃以上，热阻较大，当量热导率较低，传热性能差。在30％充液率和50％充液率下脉动热管两端温差较小，温差都在3℃左右，且热阻较小，当量热导率较高，脉动热管更易实现等温传热，而最佳充液率为50％左右。

工业废水中悬浮的细微颗粒不仅本身是主要的污染物，并且极易为其他形式存在的污染物提供附着位置。对于工业废水处理中细微颗粒的去除问题，基于微通道分离的深层过滤满足分离精度要求的同时对污染物的容纳上限高，具有高效稳定、运行周期长、成本投入低的明显优势。然而深层过滤过程的运行性能往往受多方面因素的影响，不合理的床层结构设计容易造成出水水质恶化及运行能耗过高。本文利用非单一介质设计多层结构的床层，利用各层微通道之间的组合形成区别于任意单一介质的微通道形式，同时搭建相关设备并开展批量实验。结果表明，所提多介质分层床层调控的改进方案将总床层高度降为原高度的2/3，分离效果没有显著降低，同时总压降降低为改进前的33%。相对于单一介质的床层降低25%的过滤能耗，各级床层更接近上限状态，减少反洗过程无用功损失，调控方法可以显著降低完整运行周期内的设备能耗。因此，利用多介质设计分层床层以调控床层内微通道结构的改进方案有助于提升深层过滤设备运行性能，使其更具有经济性和轻量性。

为探究啮合型双螺杆挤出机内固液两相物料的流动方式、颗粒受力及两相混合过程，本文采用光滑粒子流体动力学（SPH）与离散单元法（DEM）耦合的方法进行了仿真模拟。由于其无网格特性，SPH方法能够有效克服有限元方法在针对啮合型双螺杆这一特殊结构上划分网格困难的问题。基于所建立的流体单元模型、流体黏度模型和固体颗粒模型、颗粒接触模型等，对啮合型双螺杆的螺纹段和捏合块段内固液两相物料的流动混合过程进行了模拟，分析了固液两相物料分别在挤出机输送段和混合段的受力行为以及流动过程中的相互作用。模拟结果表明：流体包裹固体颗粒的混合物料在挤出机中的流动方式为随螺杆作周向转动的同时沿轴向方向缓慢推进，在加料12s后混合物料到达出口；混合物料在捏合块段的受力明显大于螺纹段，颗粒受到的法向力、切向力和流体力最大值均出现在第一个捏合盘区域；固液两相物料在捏合块段的填充程度和混合效果均高于螺纹段，混合后物料的Lacey混合指数高达0.9。

以聚乙烯亚胺（PEI）为晶型控制剂、甲醇为分散剂、氢氧化钙溶液和CO₂为原料，采用超重力-微界面法进行类球形纳米碳酸钙制备研究。利用高速摄像机对反应器中气泡粒径进行分析；考察反应温度、CO₂流量、氢氧化钙溶液质量分数、甲醇体积分数、PEI添加量对碳酸钙产物形貌的影响；应用正交实验方法优化氢氧化钙碳化反应条件；利用扫描电子显微镜、X射线衍射和傅里叶变换红外光谱分析方法对反应产物的形貌进行表征。结果表明，超重力-微界面碳化反应器可以将CO₂气泡由毫米级高效转化为微米级，增大了气液相界面积，提高了气液传质；氢氧化钙与CO₂碳化反应最佳反应条件是氢氧化钙质量分数为8%、PEI添加量为氢氧化钙质量的4%、甲醇体积分数为20%、CO₂流量为2.5L/min、反应温度为12℃，所制备的类球形纳米碳酸钙粒径为40~60nm。

通过降速法与视频观测相结合的方式，本文对气固摆动流化床内气固流动随摆动过程的变化规律、床层压降和起始流化速度的变化特性等进行了研究，并与静止直立床、倾斜床进行了对比，分析了摆动对起始流化的影响，建立了摆动流化床起始流化速度预测模型。结果表明：摆动床降速至小于起始流化速度时，床面几乎垂直于壁面，不再随床体摆动而产生倾斜；起始流化速度随着摆动幅度增大或摆动周期减小而减小，在初始装料高度相同的情况下，起始流化速度从大到小依次为直立床>倾斜床>摆动床；通过受力分析建立了摆动床起始流化速度预测模型，其拟合程度良好。

针对摇摆流化床内气固分布不均所致流化质量降低问题，本文设计了一种新型纵向内构件，对添加纵向内构件的摇摆流化床（LIMRFB）内气固流动规律及内构件作用效果等进行了实验研究，并与未添加纵向内构件的摇摆流化床（RFB）进行了对比。结果表明：与RFB相比，纵向内构件能够在一定程度上抑制气泡向边壁区域的聚集行为，进而达到提高床层流化质量的目的。在LIMRFB内，气含量增加，壁面区域气泡尺寸减小、上升速度降低、分布更加均匀，沿摇摆方向两侧料位高度差降低；在内构件安装高度所对应的区域（Z₁~Z₃截面间），压降(\mathrm{\Delta }{P}_{Z_{\mathrm{1}}-Z_{\mathrm{3}}}) 随摇摆幅值的增加而降低，随表观气速的增加而增加，摇摆周期影响不大；除颗粒静压外，流体与内构件壁面摩擦、帽孔对气泡剪切破碎作用能耗是LIMRFB压降的另一来源，附壁大气泡及其上部颗粒与床体壁面之间的摩擦能耗是RFB压降的另一主要来源。

基于梯度多孔表面定向输运原理，采用烧结与电镀耦合的方法在不锈钢换热管内壁面制备一层轴向三梯度微-纳多孔镀层，以R245fa为工质进行管内流动沸腾传热实验，并同光滑管对比。两测试管内径均为10mm，有效加热长度800mm。实验工况为：饱和压力维持在0.6MPa；质量流速为200~700kg/(m²·s)；热通量为5~75kW/m²；实验段入口干度为0.01~0.9。得益于三梯度强化管内镀层具有的定向输运及较强的表面再润湿特性，管内流动沸腾换热系数显著提升，相较光滑管最大可达1.71倍。同时通过控制调节实验段热通量、入口干度、质量流速等工况参数，得出了一系列传热系数随工况参数变化的规律，揭示了不同工况下沸腾传热效率的变化趋势。

可再生能源，尤其是氢能，通过与电能耦合可以减少碳排放，并且促进电网实现能源转型。燃料电池和电解槽是氢电耦合系统中关键的能量转换装置，其中基于质子交换膜技术的设备因运行时优异的波动适应性和很高的电流密度受到广泛关注，但成本高和耐久性差是制约其进一步商业化的关键因素。本文首先简要介绍了质子交换膜燃料电池和电解槽中关键组件，如质子交换膜、催化层、气体扩散层（多孔传输层）和双极板的组成和作用。然后，分别阐述了各个组件的衰减机理，分析认为化学衰减是更为常见的机理，机械衰减和热衰减次之。其中，电解槽阳极处于高电位、高温、强酸性和强氧化性的恶劣环境中，碳材料耐久性大幅下降，金属材料需要涂覆贵金属涂层，进一步使成本提高。最后，本文总结了针对各组件的衰减缓解措施，并对未来材料调整优化的方向进行展望。

氢能是实现“双碳”目标的重要支撑，而有机液态储氢载体（liquid organic hydrogen carriers，LOHCs）技术是发展氢能的重要研究内容，芳杂环储氢载体是目前研究的热点。迄今为止，国内外对加氢过程效率低的问题尚缺乏深入的研究，为了完成加氢过程的科学设计与优化，储氢体系相关的溶解行为与相平衡研究不可或缺。LOHCs加氢反应涉及气液固三相体系的物理溶解-化学反应串联过程，加氢所需氢气来自液体中溶解的氢，而由于氢气在液相中的溶解度与相平衡数据的缺失，现有的LOHCs加氢反应动力学计算并不准确，这需要氢气在不同LOHCs中的溶解度数据修正。本文对氢气在有机液体中溶解度的研究现状进行了阐述，涉及单一氢气的溶解度和混合气体在有机液体中的溶解度。本文详细描述了研究氢气溶解度时所采用的实验方法的种类及优缺点，依据实验方法的不同搭建了实验装置，对数据的关联模型及预测模型进行了讨论。

在加氢裂化原料油中掺炼劣质蜡油，既实现了劣质蜡油的高效利用，又增加了加氢裂化装置的原料来源；而实现劣质蜡油超深度加氢脱氮是劣质蜡油进入加氢裂化装置的主要技术难点之一。本文以直馏蜡油、沸腾床蜡油和浆态床蜡油为代表，分析了3种蜡油的基本性质、氮化物分布及结构，比较了3种蜡油氮化物的脱除难度，并探究了氮化物在加氢过程中的转化规律。结果表明：与直馏蜡油和沸腾床蜡油相比，浆态床蜡油的氮含量和稠环芳烃含量更高；但3种蜡油氮化物的分布与分子结构相近，其中碱性氮化物不饱和度（DBE）主要分布在9~16，中性氮化物DBE则集中分布在9、10、12和13。氮化物的脱除难度顺序为：浆态床蜡油>沸腾床蜡油>直馏蜡油。在加氢转化过程中，碱性氮化物优先脱除，当蜡油总氮量脱除至100μg/g时，产物的剩余氮化物主要以DBE分布在10~14、碳数分布在19~29的中性氮化物为主。

为了实现塔河油田超稠油高效乳化降黏，本文对8种表面活性剂（阴离子、阳离子、非离子、两性离子）进行筛选复配，构建了一种高效降黏的超稠油降黏体系。通过旋转流变仪在宏观尺度对超稠油进行物性分析，对单一、复配表面活性剂进行降黏效果评价；通过偏光显微镜、扫描冷冻电子显微镜（SEM）在微观尺度对表面活性剂微观形貌、粒径尺寸及交联结构进行了表征，获得了宏观和微观尺度下复配体系乳化性能与稠油降黏性能的关系。实验结果表明：十二烷基硫酸钠（SDS）与辛基酚聚氧乙烯醚（OP-10）的复配体系，在质量比1∶1、复配浓度1.0%、油水比3∶7、掺稀比0.5∶1条件下降黏效果最佳，降黏率最高达到98.81%；表面活性剂微观交联网状结构、微观OP-10聚氧乙基长链和SDS硫酸根基团可与超稠油分子充分结合，促进油水界面膜形成，最终乳化超稠油降黏，本文构建的超稠油降黏体系为塔河油田的高效降黏提供了技术支持。

石油焦基碳材料成本低，储钠性能优秀，最具工业应用潜力，研究开发与石油焦基碳材料相容性更好的电解液，进一步发挥碳负极材料的储钠性能，已得到科研人员越来越多的关注。在实验室开发石油焦碳材料的基础上，从量子力学和分子动力学计算、电化学分析测试等角度，开展石油焦基钠离子电池负极材料与有机电解液的相容性研究，结果表明：实验室开发的石油焦基负极材料具有显著的无定形碳结构特征，有助于Na⁺的嵌入/脱出；0.01~2.5V内完成充放电测试，在首圈充放电循环中，酯类、醚类电解液中放电比容量分别为406.00mAh/g、381.91mAh/g，库仑效率分别为85.04%、90.42%，在(0.1~3)C倍率范围内，醚类电解液的电池倍率性能更好；探究了电极材料在酯类、醚类电解液中电化学性能存在差异的原因，相对酯类电解液，醚类电解液的最低未占据分子轨道（LUMO）能级较高，还原稳定性较好，在电极表面更易形成薄而稳定的固体电解质界面（SEI）膜，有助于减小Na⁺的迁移阻抗，此外在本体电解液中，醚类电解液中Na⁺迁移速率约为酯类电解液的2倍；电解液的红外、拉曼光谱结果表明，与酯类电解液相比，醚类电解液中PF₆^-更容易进入溶剂化壳层与Na⁺形成配位，这与醚类溶剂弱溶剂化特性有关。系统研究石油焦基钠离子电池负极材料在典型电解液中的储钠行为，有助于推动石油焦基负极材料的应用，为低成本、高比容量钠离子电池技术的发展提供理论及实验依据。

单地热井同轴换热器只取热不耗水，解决了抽灌采热方式面临的回灌困难、地表热污染和化学污染等问题，在废弃油气井改造地热井等领域具有广阔的应用前景。地下水渗流影响储层温度场，进而影响单井换热器的取热特性，本文构建了中深层单地热井同轴换热器的热渗耦合模型，以大庆油田一废弃油井改造的地热井为例，探讨了不同渗流参数下储层的温度分布，揭示了渗流作用下工质回注参数对同轴换热器取热特性的影响规律。井下换热过程受岩体导热和渗流热质传递的协同影响，当渗流速度低于10^-6m/s时，井下传热以岩体导热为主，换热器出口温度较无渗流时仅升高1.1℃，取热功率增加4.3%；渗流速度达10^-5m/s时，储层内热流密度提高，换热器出口温度可升高9.7℃，取热功率提高65.2%。井筒取热的热影响半径在渗流速度为10^-5m/s、孔隙度为28%时最大，约为无渗流时的4.5倍。在回注温度低、循环水流量大时，系统对回注参数变化的响应幅度大，换热器取热功率提高，但出口温度降低。

以典型焦油组分甲苯与苯的混合物为模型化合物，于介质阻挡放电反应器上开展等离子体部分氧化焦油研究。考察O₂添加量、放电功率、焦油混合物组成对甲苯与苯转化特性的影响。结果表明，介质阻挡放电部分氧化可高效转化甲苯与苯的混合物，300℃下可取得最高100.0%的甲苯转化率和98.2%的苯转化率，相应的总能量效率达34.2g/kWh，产物中CO与CO₂选择性之和可达74.8%。提高O₂添加量与放电功率可提高甲苯与苯混合物的转化率，并促进气相产物生成。焦油混合物中甲苯与苯比例的变化对气相产物生成和甲苯脱除影响不大，但苯脱除率随其中苯比例的降低而下降。苯基和苄基自由基是甲苯和苯转化过程中的重要中间产物，可与分子碎片反应生成液相产物，与含氧活性物质反应生成气相产物。

选择性催化还原（NH₃-SCR）技术是当前广泛应用的脱硝技术，其关键在于研发高效稳定的催化剂。Cu-SSZ-13分子筛脱硝催化剂因其优异的N₂选择性和良好的催化活性备受研究人员关注。然而，Cu-SSZ-13分子筛催化剂存在的抗硫性和水热稳定性不足等问题严重限制了其工业应用。为了克服硫氧化物和水热老化对Cu-SSZ-13催化剂脱硝活性的影响，可通过向催化剂中引入不同的自由态金属离子来进行改性。本文综述了近年来有关碱（土）金属离子、过渡金属离子和稀土金属离子改性Cu-SSZ-13催化剂在NH₃-SCR反应中的应用，并阐述了其抗硫机制和水热稳定性强化方法。展望了未来研究方向：综合利用不同金属离子的特点并结合离子之间的协同作用，制备具有优良抗硫性和水热稳定性的新型Cu-SSZ-13催化剂，明确金属离子在SSZ-13分子筛中的存在形式和相互作用机制，以及通过实验和计算相结合制备高效的金属离子改性Cu-SSZ-13催化剂以满足工业化应用。

概述了SSZ-39分子筛的合成技术现状，特别是改性后在柴油车尾气处理氨气选择性催化还原（NH₃-SCR）反应中的应用研究进展。从合成策略、NH₃-SCR催化机制、催化剂的水热稳定性及抗失活性能等多个角度进行了深入探讨。详细梳理了SSZ-39分子筛的多种合成途径，包括转晶法、直接水热合成法、无溶剂法以及晶种辅助合成法等，并对这些方法的优劣进行了客观评价。此外，本文还总结了近年来关于Cu-SSZ-39催化剂活性位点[Cu(OH)]⁺及Cu²⁺的研究进展，深入剖析了水热老化、磷中毒、碱土金属中毒等因素导致其失活的内在机制，进一步揭示了分子筛结构与催化性能之间的紧密关联。为了提升催化剂性能，本文提出了通过选择特定金属掺杂和创新性的制备方法来实现对活性位点的精准调控。然而，当前研究主要聚焦于单一有毒物质对催化剂性能的影响，对真实工况下多种有毒物质共存时催化剂抗中毒失活策略尚需深入研究。尽管对失活机理的研究已取得一定进展，但如何提高催化剂的抗硫性能、耐碱金属性能等关键问题仍未能得到全面有效的解决。未来仍需进一步探索这些领域，以推动SSZ-39分子筛在柴油车尾气处理领域的广泛应用。

气相催化脱氟化氢合成C₂氢氟烯烃是一种经济高效、可实现连续化放大生产的工艺路线，其核心技术是开发高效稳定脱氟化氢催化剂。本文总结了国内外C₂氢氟烯烃合成用气相脱氟化氢催化剂的研究进展。首先，介绍了气相脱氟化氢反应的E1机制和E2机制，在此基础上探讨了酸性、氟离子亲和力以及多活性位点协同对催化剂活性与稳定性的影响。接着，归纳了脱氟化氢催化剂在氟乙烯、偏氟乙烯、1,2-二氟乙烯、三氟乙烯等重要C₂氢氟烯烃合成中的应用情况。虽然已有研究表明，开发Lewis酸位点强度适宜且具有多活性位点的催化剂可以显著提升脱氟化氢反应效率和催化剂寿命，但仍需克服高温烧结和积炭等挑战。未来需结合工艺条件优化催化剂设计，提高催化剂再生能力，推动含氟化合物的可持续生产。

废聚乙烯（PE）通过催化氢解制取燃料产品是实现塑料绿色循环的重要途径之一。本文探究了Al₂O₃晶型对负载型Ru基催化剂在PE催化氢解中反应性能的影响。通过浸渍法制备4种不同晶型的Ru/Al₂O₃催化剂，采用TEM、H₂-TPR和XPS对Ru/Al₂O₃催化剂进行表征，以揭示活性金属Ru与Al₂O₃载体之间的相互作用差异。PE氢解实验的结果表明，Al₂O₃晶型的差异对Ru/Al₂O₃催化剂催化氢解性能产生显著影响。在相同条件下进行PE氢解反应时，Ru/(δ+α)-Al₂O₃上产物总产率低于10%，甲烷的产率低于5%；而其他3种催化剂的产物总产率均高于90%，其中Ru/(θ+α)-Al₂O₃的甲烷产率（>90%）和选择性（>95%）最高。调控氢气反应压力，发现不同的*H覆盖率导致Ru/Al₂O₃催化剂上不同的反应行为。采用H₂-TPD和CO-DRIFTS对Ru/Al₂O₃催化剂进行表征，发现Ru/γ-Al₂O₃上活性位点Ru⁰上的*H的过量吸附，导致了氢中毒；在Ru/(θ+α)-Al₂O₃上，活性位点Ru⁰上的*H吸附和C－C长链吸附达到了平衡；在Ru/(δ+α)-Al₂O₃上，由于Ru ⁿ⁺的含量过高，导致*H在金属Ru上的吸附较弱，从而Ru/(δ+α)-Al₂O₃上产物总产率低于10%。

电解水制氢中的阳极析氧反应（OER）因反应能垒较高，降低了电解水的效率，因此研发高效的析氧催化剂是推动电解水产业化的重要途径。本文通过高温热解聚苯胺、硝酸铁和硝酸镍制备了一系列不同Fe和Ni含量的FeNi/CN催化剂。通过X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）和X射线光电子能谱（XPS）等分析手段表征了催化剂的结构，采用线性扫描伏安法（LSV）和计时电位法（CP）等方法在碱性电解液中评价了催化剂的电化学析氧性能。结果表明，所制备的催化剂中含有FeNi₃和Fe₃O₄纳米颗粒，这些颗粒很好地分散在聚苯胺衍生的碳上。随着铁含量的逐渐降低，OER过电位表现出先减小后增大的趋势。其中，Fe1Ni1/CN催化剂具有最低的OER过电位，在10mA/cm²下的过电位仅为339mV，Tafel斜率为87mV/dec，表现出最好的OER催化活性，优于文献中报道的大多数铁基和镍基催化剂。

面对能源短缺与温室效应加剧的全球性挑战，开发基于分子筛分原理的气体分离技术对降低能源消耗和缓解温室效应具有重要意义。这种筛分技术在烟气中实现CO₂捕集以及从天然气中脱除N₂方面展现出较大潜力，由于CO₂、N₂和CH₄分子之间的物理性质相似，实现这3种气体的有效分子筛分充满挑战。本文基于沸石骨架（包括刚性骨架和柔性骨架）的灵活性及其筛分特征，将分子筛分归纳为3种分离机制：尺寸筛分机制（基于分子尺寸差异最常见的筛分方式）、分子陷阱门机制以及骨架呼吸-门控阳离子协同机制。本文全面阐述了沸石骨架类型、骨架刚（柔）性以及孔隙阻塞基团（包括平衡阳离子的类型、数量和位置）和其与CO₂、N₂和CH₄气体筛分分离性能之间的构效关系。

水下/湿润材料的粘接一直以来是一项重大挑战。通过海洋生物贻贝丝足分泌黏附蛋白对水下物体表面黏附性能的研究发现，黏附蛋白中邻苯二酚结构对湿表面粘接起关键作用。本文分别从胶黏剂对湿表面黏附性和胶黏剂材料内聚固化两个方面介绍邻苯二酚基湿胶黏剂的黏附机制，以及依据此机理研究湿胶接用胶黏剂的工作进展，包括湿胶黏剂结构设计和邻苯二酚基团与胺基、阳离子、金属离子配位及其他化学反应等因素的协同作用，分析水下/湿润材料粘接用胶黏剂开发的关键因素，指出未来开发新型性能优异湿粘接用胶黏剂材料应重点关注胶黏剂材料对湿表面水分子的“清除”功能、对被粘材料表面的黏附性能以及胶黏剂材料固化后内聚强度；今后应重点朝向材料绿色环保、生物相容以及简便制备工艺等方向发展。

核裂变产物中的放射性气态碘是污染环境的主要核素。核电厂采用固体吸附的方法捕集废气中的放射性碘。浸渍活性炭作为工业用碘吸附材料，具有吸附效率高、制造成本低的优点，但存在吸附容量低、易老化、高温易分解等问题。共价有机框架（covalent organic frameworks，COFs）作为一类共价键连接的新型晶态多孔材料，具有比表面积高、孔道结构有序、结构可设计性以及物理化学稳定性强等特点，展现出优异的碘吸附性能。本文探讨了不同种类碘化合物在COFs内的吸附机理，概述了不同种类COFs的碘吸附性能，系统总结了影响COFs碘吸附性能的多种因素，提出了高碘吸附性能COFs材料的设计策略。最后，总结了COFs实现工业应用的主要挑战及发展前景，指出需开发具有普适性的低成本COFs制备方法并加强其在实际工况条件下吸附性能的研究。

钙钛矿氧化物是非常有潜力的析氧反应（OER）催化剂。然而，通过有效掺杂稳定钙钛矿氧化物中B位元素以实现高催化活性仍然是一大挑战。本文通过在A位引入缺陷，促进了电解液中Fe离子的强吸附，进而在施加电压下实现B位金属的高效掺杂及钙钛矿表面稳定结构的构筑。制备的La_1-x Ni_1-y Fe _y O_3‑δ 具有粗糙纳米球形貌，这提供了更大的电化学活性表面积。外部Fe源（FeCl₃）具有较小离子半径，更容易实现高效掺杂和结构稳定。A位缺陷的引入和B位Fe掺杂增加了La_1-x Ni_1-y Fe _y O_3‑δ 中的氧空位，有利于提升其析氧活性。在10mA/cm²的电流密度下，该催化剂仅需要345mV的过电位，就展示了超过68h的长期稳定性。这种通过A位缺陷工程与B位金属掺杂协同的调控策略，为设计高效碱性OER催化剂提供了新的方法。A位缺陷增强了关键氧中间体的吸附，B位Fe掺杂加强了Ni-O共价性。这种通过A位缺陷工程与B位金属掺杂协同的调控策略，为设计高效的碱性OER催化剂提供了新的方法。

煤热解制备高比表面积和高微孔率碳纳米管（CNT）复合材料过程中，KOH相比于Ba(OH)₂和NaOH催化剂具有更强碱性，能够释放煤中大量碳源和促进CNT的生长和开口状结构形成。为了减少强碱性对CNT结构的崩解，以尿素协同掺杂改善碱性和孔结构，以提高微孔率和CNT表面氮氧官能团的吸附位点。本文以烟煤为碳源，利用不同碱性金属作为催化剂制备碳纳米管复合材料，研究了碱性金属对CNT生长的影响以及碱金属与尿素协同作用对罗丹明B去除的影响，探讨了动力学模型、等温吸附模型和热力学模型。吸附过程符合伪二阶动力学模型和Freundlich等温吸附模型。基于范霍夫方程计算表明该吸附是一个吸热的、自发的、不可逆的过程。最佳复合材料NCNT-K在323K时可达到最大吸附量，为598.09mg/g。

甘蔗尾叶（ST）是可再生大宗农业副产物和潜在重要工业原料，有效预处理是其高值化利用的关键步骤。对比分析ST和pST1、pST2、pST3（3种干法预处理甘蔗尾叶）的化学组分和微观结构，发现干法预处理能够有效去除半纤维素并保留纤维素，以pST3效果最佳，半纤维素去除率和纤维素保留率分别为89.51%和90.58%。分别以pST3和ST为底物，利用乙酸酐-硫酸体系进行乙酰化，分析乙酰化反应效率的差异，采用扫描电镜（SEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）、热重分析（TGA）等表征产物，结果表明干法预处理有效增加乙酰化反应活性，Ace-pST3（pST3乙酰化产物）产率为Ace-ST（ST乙酰化产物）的2.07倍，Ace-pST3为含木质素的醋酸纤维素，具有良好热塑性，可制备紫外光屏蔽膜。因此，甘蔗尾叶在干法预处理后直接制备热塑性醋酸纤维素是可行的。

随着工业和餐饮服务业的快速发展，含油碱性盐水的排放日益频繁，给生态环境造成了严重威胁。为了应对复杂水况下的油污去除，发展一种低廉、可降解且高效的油水处理材料迫在眉睫。本文通过低温水热和化学液相还原技术将疏水铜/碳酸钙（Cu/CaCO₃）结构层沉积到滤纸表面，制备得到一种具有双疏性（油下疏水/水下疏油）的改性滤纸。通过接触角测量仪、扫描电镜（SEM）、红外光谱（FTIR）、X射线光电能谱（XPS）等分析了改性滤纸的润湿性、表面形貌和组成结构。改性滤纸的油下水接触角和水下油接触角分别为142°和145°。在碱性盐水中浸泡不同时间后，改性滤纸的双疏性没有明显改变。通过油或水润湿，该滤纸仅在重力驱动下可实现碱性盐水中高密度油或低密度油的有效分离，分离效率达到97.7%以上。20次反复分离后，改性滤纸的分离效率仍然保持稳定。双疏性滤纸制备过程简易、成本低且可降解，在碱性高盐废水中的油污分离方面具有潜在的应用前景。

利用荧光材料显现具有背景荧光客体表面的潜在手印存在对比度差、灵敏度低、显现效果不佳等缺陷，而磷光碳纳米材料的长寿命发光特性能够在潜在手印显现中有效避免背景荧光干扰。因此，开发一种制备简便快捷且能实现潜在手印无荧光干扰高质量显现的磷光碳纳米材料具有重要意义。本研究以二乙烯三胺和磷酸为前体，通过低温热分解反应并结合硼酸基质辅助合成法制备了磷光碳纳米颗粒（CNP）粉末。利用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）、紫外可见（UV⁃vis）吸收光谱和光致发光光谱对制备的CNP粉末进行了表征。结果显示，CNP粉末具有类石墨结构，形貌为类球形颗粒，分散良好，表面含有丰富的官能团。CNP粉末在365nm紫外灯照射下呈现明亮的蓝色荧光，关闭激发光源后，立即呈现长达10s的绿色室温磷光。基于合成的CNP粉末的磷光特性，将其应用于荧光客体表面潜在手印的显现研究。对强荧光发射客体表面潜在手印的显现结果表明，单一手印和复杂的重叠手印经CNP粉末显现后都呈现出清晰明亮的磷光手印图谱，手印纹路连贯、背景反差大、细节特征显著。利用磷光CNP粉末进行手印显现能有效消除强烈的背景荧光干扰，实现潜在手印的无荧光干扰显现。

以商品活性炭为原料，采用双氧水、硝酸、氨水、乙二胺四乙酸二钠对其进行改性，研究了改性活性炭对模拟废润滑油的净化性能，探讨了活性炭孔结构及表面化学性质对其净化性能的影响机制；进一步研究了活性炭复配聚氨酯制备碳基滤清器对模拟废润滑油的净化性能。结果表明：氨水（NH₃·H₂O）和乙二胺四乙酸二钠（EDTA-Na₂）改性可显著增强活性炭对废润滑油的净化性能，特别是0.03mol/L EDTA-Na₂改性，磨损金属元素吸附量和氧化污染物去除率较未改性活性炭提高了28%和97%，且2次再生后净化性能仍高于未改性活性炭。活性炭对废润滑油的净化性能与其微孔、中孔和表面含氮官能团有关，中孔增加有助于有机污染物和磨损金属元素去除，微孔增加有助于有机污染物去除，表面掺杂吡啶氮增强其净化性能。活性炭与聚氨酯经复配、成型、封装制得碳基滤清器，对废润滑油净化效果显著，具有用于废润滑油再生及汽车发动机滤清器的潜力。

低密度聚乙烯（LDPE）具备优良的耐腐蚀性、耐磨性和疏水性，但加工流动性差，熔体成纤困难。以聚乙烯蜡（PEW）为添加剂，与LDPE共混改性后可制备出具有优异加工性能的高熔融指数纺丝原料。本文研究了不同原料配比下LDPE/PEW共混物的流动性能和热结晶性能，进一步采用熔喷工艺制备了LDPE/PEW非织造布，并对非织造布的微观形貌、纤维直径、防水透湿性能和过滤性能进行了研究和分析。结果表明，随着PEW含量的增加，共混物的熔融指数不断提升，熔体表现出良好的流动性和可纺性，熔喷纤维的直径显著细化，纤维平均直径最小可达5.7μm。在PEW的质量分数为70%时，熔喷非织造布的水接触角为144.8°，呈现优异的疏水性能。在32L/min测试流量下，非织造布的过滤性能为80.67%，滤阻仅为23.1Pa，表现出良好的高效低阻特性。

以椰壳为生物质碳源，磷酸为磷源和造孔剂，硫酸锰为锰源，通过水热处理和一步热解法合成磷掺杂硬碳/MnO _x 复合材料，并将其用于超级电容器中。分析了磷酸和硫酸锰的添加对复合材料结构和电化学性能的影响，并对复合材料电化学性能提升的机制进行了研究。磷酸的刻蚀作用有助于形成微孔-介孔复合的多级孔结构，这不仅可为复合材料提供双电层电容，也可为MnO _x 的生长提供空间，减少其团聚，从而暴露出更多的赝电容活性位点。磷掺杂不仅可以增加硬碳的层间距，增加其结构中的缺陷，也会引入C—P\stackrel{}{̿}O、C—P—O和C/P—O—P等含磷官能团，与MnO _x 发生协同作用，进一步提升其电化学性能。复合材料的比电容高达302F/g，在10A/g条件下循环10000次后，电容保持率为70.5%；组装成对称超级电容器，在能量密度为156Wh/kg时，功率密度可达400W/kg，表明其在超级电容器领域具有巨大的应用潜力。

为解决海水液压传动介质存在的腐蚀和抗磨减摩性差等问题，向海水基载液中分散纳米材料改善其理化性质。以海水为基础液，硅烷偶联剂（KH550）表面改性SiC纳米颗粒和MoS₂纳米片为分散相，制备海水基SiC、MoS₂以及MoS₂/SiC二元纳米流体，采用场发扫描电镜和红外光谱分析纳米材料微观结构及改性情况，通过直接观察法和失重法评估纳米流体的分散稳定性及腐蚀速率，从多角度对纳米流体的摩擦学特性进行研究，并探究其润滑机理。结果表明：在KH550修饰后，选择羧甲基纤维素钠（CMC-Na）作为表面活性剂，MoS₂与SiC质量比为1∶2的纳米流体表现出最优的分散稳定性；SiC和MoS₂的加入能在铜片表面形成保护膜，降低海水的腐蚀速率；摩擦磨损实验数据表明，MoS₂与SiC质量比为1∶2的纳米流体平均摩擦系数最优为0.119，且瞬时摩擦系数平滑，测试钢球表面磨痕直径为1.88mm，质量磨损率为0.0223g/(N·cm²)，相较于一元MoS₂和SiC纳米流体分别降低了22.9%和69.7%；通过XPS对磨痕表面元素化学状态分析，表明MoS₂与SiC协同参与磨痕表面的摩擦反应，在摩擦基底形成复合润滑膜，具有高效协同润滑作用。

针对短玻纤增强聚丙烯为外层、聚丙烯为内层的水驱动弹头辅助共注塑（W-PACIM）管件，通过实验手段探究弹头直径（9~12mm）对管件玻纤取向、残余壁厚大小及均匀性和耐压性能的影响。实验结果表明：外层玻纤在不同层取向度呈现差异，外侧近界面层玻纤沿流动方向取向度高，中间层玻纤取向度次之，近模壁层玻纤分布杂乱无章，大多与流动方向呈锐角或垂直分布；随着弹头直径的增大，靠近模具壁面层玻纤断裂严重，各层玻纤取向度也逐渐变低；随着弹头直径的增大，W-PACIM管件总壁厚与内层壁厚逐渐减小，而外层壁厚小范围下降；W-PACIM管件的耐压性能随着弹头直径的增大逐渐降低。当弹头直径为10mm时，W-PACIM管件综合质量最佳。

采用聚四氢呋喃醚二醇（PTMEG）、1,4-丁二醇（BDO）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）和六亚甲基二异氰酸酯（HDI）等为主要原料，制备出硬段中含有不同IPDI/HDI配比的醇溶性聚氨酯胶黏剂（AS-PU）。采用傅里叶红外光谱（FTIR）、紫外-可见吸收光谱、水接触角分析仪、热重分析仪（TGA）、电子万能试验机等，研究了IPDI/HDI配比对AS-PU结构、醇溶性、耐水性、热稳定性及粘接性能的影响。结果表明，随着硬段中HDI含量的提高，AS-PU分子链间的氢键作用强度增加，胶液在波长390nm处的透光率由94.1%降低至77.3%，即醇溶性有所降低；随着HDI的引入，AS-PU的水接触角由83.61°升高至95.05°，浸泡24h的吸水率由5.31%降至1.37%，T_初始由285℃升高至298~308℃，提高了胶黏剂的耐水性和热稳定性；AS-PU对木材、玻璃、铁片、聚丙烯塑料的最大搭接剪切强度分别可达2.78MPa、2.33MPa、2.08MPa和0.51MPa，表现出对不同基材的优异粘接性能。

开发高选择性、高灵敏度的Cu²⁺传感器在化学、生物和环境等领域具有重要意义。本研究利用ICT机制设计并合成了一种基于萘酰亚胺-菲并咪唑的新型Cu²⁺比色和荧光比率探针NP，并通过¹H NMR、¹³C NMR和HR-MS进行了表征。在Cu²⁺加入后，探针NP由“亮黄色”荧光变为“蓝色”荧光，肉眼可观察到颜色由“亮黄色”变为“无色”。UV-vis和荧光光谱研究表明，探针NP对Cu²⁺具有较高的选择性和灵敏度，并且响应时间短。根据荧光滴定实验，计算得到探针NP与Cu²⁺的结合常数为3.04×10⁴L/mol，NP对Cu²⁺的检出限为5.35×10^-8mol/L（53.5nmol/L）。Job曲线、¹H NMR和质谱数据分析显示，探针NP是通过菲并咪唑N原子、亚胺上的N原子与Cu²⁺结合的，二者结合的化学计量比为1∶1，DFT计算显示NP-Cu²⁺的HOMO-LUMO能带能隙差低于NP的能隙差，表明NP与Cu²⁺的配位是有利的。NP已成功应用于实际水样中Cu²⁺的定量识别；此外，制备了基于NP的试纸条，与智能手机结合，可实现Cu²⁺的快速视觉半定量检测。

随着全球气候变化问题的日益严重，降低大气中的二氧化碳（CO₂）浓度已成为急需解决的重要问题。然而，现今最具应用潜力的有机胺化学吸收工艺的大范围推广仍受到高能耗问题的阻碍。以电化学介导胺再生CO₂捕集技术为代表的电化学碳捕集技术避免了高温蒸汽的使用，具有灵活、高效的特点，为低能耗碳捕集技术的发展开辟了新路径。本文介绍了电化学介导胺CO₂捕集技术在反应体系选择、系统模拟计算和高效反应器设计方面的最新进展，分析其研究现状并指出其发展方向。随后进一步分析了电化学体系与碳捕集、利用与封存（CCUS）技术领域更广泛交叉应用的潜力，提出电化学CO₂压缩机、电化学碳捕集还原一体化工艺流程。本综述将为推动电力驱动的低能耗碳捕集技术的研究和发展提供新的发展方向与策略。

近年来，传统电吸附（capacitive deionization，CDI）这一新型电化学技术以其节能、无污染等优势发展迅速，这种技术主要利用电极吸附水中的离子，通过施加电压来实现水的净化。但传统电吸附（CDI）存在需要倒极、吸附效果差、脱附不彻底等问题。为解决这些问题，流动电极电容去离子（flow electrode capacitance deion，FCDI）技术应运而生。FCDI在传统CDI的基础上引入流动电极和离子交换膜，液态电极在装置内连续运行、无须脱附的特点，解决了倒极脱附的控制与脱附不彻底等问题。此外，离子交换膜的应用进一步提高了离子的迁移效率，大大提升了电吸附的工作效率。本文介绍了传统CDI和FCDI技术工作原理，对比了各自技术特点，总结了FCDI技术在水处理领域的应用前景，并且概述了FCDI技术的最新研究成果，对水处理行业研究者提供了有价值的参考。

热解是当前废塑料最具前景的处置技术之一，但混合废塑料中的聚氯乙烯（PVC）在热解过程中会导致产物氯含量严重超标及设备腐蚀问题，成为了废塑料资源化利用过程中的关键问题。本文首先介绍了PVC处置过程的危害，综合对比了现有PVC脱氯技术的优劣。其次，着重围绕PVC水热脱氯技术，剖析了PVC水热处理过程的脱氯机理及外源添加物的强化脱氯机制，列举了PVC水热产物的利用、水热处理反应器及规模化应用情况。最后，指出了当前PVC水热脱氯技术中存在的问题，并针对性地提出了解决思路及展望，以期为含氯混合废塑料无害化、资源化及高值化利用技术的开发提供指导。

室内甲醛、苯等气态污染物浓度超标、危害人体健康的问题日益严重。为实现室内空气高效净化，首先需要测定各污染物的存在特征。当前研究通常采用单一标准方法测定一种污染物的策略（例如使用分光光度法测定二氧化硫），并发展增加采样预处理、调整吸收溶液组分等方法提高测定准确性。然而，由于不同测定方法原理限制（例如分光光度法完全依靠样品吸光度的变化）、室内环境复杂多变（例如多污染物共存或特殊高温高湿环境等），单一标准测定方法通常难以实现较宽浓度范围内精确测定，并且常出现不同方法测定结果相差较大等问题，导致难以相互比对并为空气净化提供准确依据。针对上述问题，本文归纳了5类常用室内气态污染物测定方法并对相应优缺点进行了分析：①分光光度法简便准确，应用范围广，但稳定性差；②色谱法高效灵敏，具有一定的抗干扰性，但操作技术要求高；③传感器法便携易读，但重复性较差；④化学发光法等标准规范方法能实现实时检测，线性范围广，但抗干扰性差；⑤以电子鼻为代表的新型测定方法能够实现快速检测，但操作复杂、成本较高。同时，本文针对测定过程中的各类影响因素进行了归纳分析，发现测定温度和操作过程是造成误差的主要原因：高温下气态污染物与试剂加速反应导致显色不完全，测试人员不规范操作会导致测定结果不完整。本文总结了适用于不同存在特征下室内气态污染物的测定方法，归纳了各方法的优缺点、检出限/定量限和适用场景等特点，并且在测定操作层面给出了具体的影响因素及其相应的改进措施，可为最终选择合适的测定方法以提高室内气态污染物测定精度提供重要参考。

纳米材料因其高比表面积、良好的光催化以及吸附性能，在微囊藻毒素-LR（MC-LR）去除中得到广泛应用。通过掺杂、元素协同、功能化修饰以及多材料复合等手段，构建性能增强与功能增加的多元复合纳米材料，有望为MC-LR的绿色、经济、高效去除提供强力驱动。本文系统介绍了多元复合纳米材料在MC-LR去除应用中的最新研究进展，并对其去除机理与路径进行了阐述；同时，归纳总结了影响去除性能的主要因素以及MC-LR去除性能优化方法。通过研究构建得到MC-LR去除策略及其机制与性能之间的关系，为研究人员开发更加高效、经济、环保等优越性能的多元复合纳米材料以及构建更加有效的评价方法提供参考。最后，对多元复合纳米材料的研究方向进行了展望，借助多种技术与方法提升其光催化与吸附性能，拓展其实际应用场景。

含聚油泥是石油聚合物驱开发过程中形成的含有大量原油、聚合物、固体颗粒等的混合体系，黏度大、油水含量高、性质稳定。随着油田聚驱规模的不断扩大，含聚油泥产量逐年增多，其资源化和无害化处理已成为石油工业环境保护的关键问题之一。常规的焚烧、热解、热洗等方法对含聚油泥的处理难以达到理想效果，使聚合物的影响达到最小化，“除聚降黏”是实现含聚油泥有效处理的关键。本文总结了含聚油泥的来源、性质、特点和对环境的危害，探讨了含聚油泥的处理难点及其稳定性影响因素，总结了含聚油泥处理技术的研究现状并展望了其技术发展方向。

抗生素是水环境中一类典型的新兴微污染有机物，具有难降解、高风险、潜在未知毒性和普遍残留等特性。基于羟基自由基、超氧自由基、硫酸根自由基等活性物种的高级氧化技术，因其高效快速、适用范围广等特点，已成为抗生素废水处理领域的研究热点。本文从抗生素的结构特征出发，结合密度泛函理论，首次系统剖析了不同活性物种对常见五大类抗生素的攻击位点和降解机理。同时，综述了电催化法、光催化法、臭氧氧化法、芬顿及类芬顿法四种高级氧化技术在处理抗生素废水方面的优势及适用范围，并展望了未来的发展方向及趋势。

针对污泥中蛋白类物质厌氧转化率低的问题，研究对比了污泥与不同氮源基质（秸秆、鸡粪、大豆、牛肉）中蛋白类物质降解性能以及系统中微生态结构的差异。结果表明，易接触蛋白类物质（pr-A）在各组系统中的厌氧降解性能均优于难接触蛋白类物质（pr-B），其中，不含有pr-B的大豆和牛肉呈现出最佳的厌氧消化性能，非游离氨基酸的水解率、挥发性脂肪酸（VFAs）积累量和甲烷产量分别是污泥的1.44~1.56倍、3.34~3.35倍、1.61~1.76倍。五组厌氧消化系统中的微生物种群结构也呈现出显著差异，其中厚壁菌门（Firmicutes）、广古菌门（Euryarchaeota）在大豆和牛肉组厌氧系统中具有显著的丰度优势，并对部分氨基酸代谢模块（M00121、M00036、M00307）的贡献度更高。蛋白类物质与厌氧系统中优势菌属的相关性分析表明，pr-A比例的增加能驱动擅长分泌水解酶和产甲烷的菌属增殖（如Syntrophomonas、Methanobacterium、Clostridium等），而高含量pr-B作为底物存在时不利于大多数菌群的增殖代谢，只能促进部分耐受性强的菌属适应较差的底物环境，同时也会间接影响pr-A的降解。因此pr-B是污泥中蛋白类物质厌氧降解的瓶颈所在，未来的强化降解研究应考虑将pr-B转化为pr-A，以增加底物的生物可及性，并有助于构建丰富活跃的微生态系统。

煤气化渣的无害化处置和资源化应用是目前煤化工行业面临的焦点问题。本文通过分析煤气化渣燃烧性能及灰分特性，采用阶梯预燃炉和水泥窑的高温三次风进行煤气化渣的预燃处理，并探究了将煤气化渣作为水泥窑新型替代燃料的规模化处置潜力。结果表明，煤气化渣样品的燃烧性能随升温速率增加而降低，燃烧反应需要充分的时间。在800℃的燃烧温度下，样品中的残炭得以完全燃尽，碳酸钙也能分解。燃烧后的灰分主要由硅酸盐矿物组成，且重金属的稳定性有所增加。阶梯预燃炉通过提供额外的预燃空间和过量三次风，显著改善了煤气化渣的燃烧性能，并降低了水分对分解炉热场的影响。水泥窑的产能和运行工况良好，5t/h的煤气化渣投加量对水泥窑尾煤热量替代率达到8.5%，窑头和窑尾的温度波动控制在2%以内。同时，水泥窑协同处置煤气化渣对气相污染物排放的控制表现出积极的作用，NO _x 和SO₂的排放量分别降低了23.2%和5.5%。此外，5t/h的煤气化渣投加量同样可替代3t/h的生料投加量，并将熟料的最低烧成温度降低了11℃，且不影响水泥熟料的力学性能。通过煤气化渣替代水泥窑燃料的中试试验研究为煤气化渣的全利用提供了一种经济可行的规模化处理技术。

卡马西平（carbamazepine，CBZ）是一种应用广泛的神经性药物，但其在水生环境中具有抗逆性。本研究系统性地分析了UV/氯工艺对CBZ的去除效能。研究结果表明CBZ在UV/氯体系内的降解过程符合假一级动力学模型，当pH从5增加到11时，反应速率常数从0.8259min^-1降低到0.0343min^-1，这可能与自由基种类的更替和表观量子产率的变化有关。自由基捕获实验结果表明Cl·和·OH是CBZ降解的主要物种，稳态动力学模型的计算结果也证实了Cl·和·OH是单体贡献最高的两种自由基；但在特定条件下，其他活性物质的单体贡献可能会超过Cl·或·OH。在考察实际水基质对CBZ降解速率的影响研究中发现天然有机物（NOM）的内过滤效应和竞争效应可以导致CBZ的降解被显著抑制，HCO₃^-则会轻度抑制CBZ降解，而Cl^-对CBZ的降解影响最小。通过UPLC-MS/MS检测获得14种不同的降解产物，并提出了CBZ在UV/氯体系内的降解路径，CBZ的降解主要包括了羟基化、脱氨、多组分重组、双键加成和C—N键断裂过程。综上可以推断UV/氯工艺是一种可以有效解决药物废水污染问题的水处理技术。

碳捕集、利用与封存（carbon capture, utilization and storage，CCUS）是解决二氧化碳过度排放的有效方法。本文以蓝藻（cyanobacteria，CB）为前体，氯化锌（zinc chloride，ZnCl₂）为活化剂，通过热解活化法制备N自掺杂CB基活性炭（AC-X），用于CO₂的高效吸附。探讨了活化温度对AC-X比表面积、孔结构、氮（N）原子分数及含N官能团种类的影响，研究了AC-X在0℃和25℃下对CO₂的吸附能力。结果表明，在锌炭比为1.5、活化温度为700℃时，AC-7有最佳的孔隙结构，比表面积为1112.28m²/g，孔体积和微孔体积可达0.82cm³/g和0.52cm³/g。0℃时AC-7对CO₂的吸附效果最佳，为140.45mg/g；当CO₂吸附温度为25℃时，活化温度为600℃所得的AC-6对CO₂的吸附效果最佳，为95.74mg/g，优于AC-7（90.17mg/g）。25℃时AC-6表现出更好的CO₂吸附能力，这得益于AC-6高吡咯N和吡啶N原子分数。通过相关性研究表明，比表面积、微孔体积以及吡咯N和吡啶N的原子分数共同决定了AC-X的CO₂吸附性能。本研究不仅为CB生物质资源化利用提供了一种有效方法，而且设计的N自掺杂CB基活性炭可高效捕集CO₂，助力双碳目标的实现。

针对热电联产生命周期碳足迹结果的分配方式，对基于热电比、基于供热比、基于固定比例和基于单独生产效率的分配方式进行了原理上的介绍和分析，并结合实例进行了碳足迹评估，对四种分配方法在热电联产碳足迹实际评估中的效果进行了对比分析。结果表明：基于热电比的分配方式在碳足迹结果分配上较为偏向电力，基于固定比例的分配方式则较为偏向热力。基于供热比和基于单独生产效率的分配方式对热电分配有较好的分配效果，基于供热比的分配方法是我国法定的对组织碳进行热电分配的方法，具有良好的推广基础，基于单独生产效率的分配方法虽然分配效果较好，但需要确定本土化缺省值。对案例进一步分析可得：本案例的机组供热比在0.6~0.7时碳足迹最低，热电联产机组在运行时供热比在一定范围可以保证低碳足迹，这个范围在机组的最低煤耗指标附近。

餐厨垃圾厌氧发酵产生手性乳酸不仅实现了餐厨垃圾的高值资源化，同时是循环经济的重要组成。然而，餐厨垃圾厌氧发酵过程中存在pH不稳定和营养元素缺失等问题。垃圾渗滤液中包含大量氨氮可作为缓冲体系维持稳定的pH，同时存在大量微量元素可有效促进发酵菌群生长。本文以餐厨垃圾和垃圾渗滤液为底物，利用热预处理解除发酵底物溶出水解效率的限制，同时改变微生物群落组成及其功能活性，深入探讨了联合发酵产乳酸的效能及机制。结果表明，与35℃热预处理组相比[(36.37±2.66)g COD/L，55.85%，COD为化学需氧量]，45℃热预处理组中L-乳酸产量和光学活性可达(40.16±0.75)g COD/L和93.17%，分别提高了10%和67%。高温条件下（65℃和75℃）L-乳酸产量较低与较强的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)-非依赖型乳酸脱氢酶（i-LDH）活性相关（乳酸消耗）。此外，热预处理温度的增加会抑制D-乳酸生成。机理研究表明，热预处理能够加快底物溶出和水解进程，加速碳水化合物利用及其代谢进程，同时富集产乳酸微生物，肠球菌属（Enterococcus）、克雷伯菌属（Klebsiella）、链球菌属（Streptococcus）、巴伐利亚球菌属（Bavariicoccus）等产乳酸微生物45℃和55℃热预处理组总相对丰度分别达到86.35%和80.19%。功能分析发现，热预处理能够显著提高与乳酸生成相关的碳水化合物代谢通路丰度，与35℃热预处理组相比（15.9%），45℃和55℃热预处理组的碳水化合物代谢通路相对丰度提高到16.87%和17.74%。本文为餐厨垃圾与垃圾渗滤液资源化提供了新途径。

随着煤气化技术的快速发展，其副产物煤气化渣的产量也逐年增加，引发的环境问题日益突出。煤气化渣中硅铝矿物是其主要的存在成分，而复杂的硅铝结构对其资源化利用带来挑战。本文以产自宁东的煤气化粗渣为研究对象，采用碱熔活化法和亚熔盐活化法对其中的硅铝矿物进行活化，结合响应面法设计实验并建模分析，得到最优条件和各因素间的交互作用对活化效果的影响。结果表明，在碱熔活化作用下，硅活化率、铝活化率、活化产物浸提液中硅铝比最高分别可达到64.91%、34.14%和10；亚熔盐活化粗渣中，硅活化率、铝活化率、活化产物浸提液中硅铝比最高分别可达到63.14%、24.78%和23。两种活化过程中，影响粗渣中硅铝物种活化效果的主要因素均为碱渣比，且硅活化率和铝活化率随着碱渣比的增大而提高，各因素之间的交互作用对活化效果均存在一定影响，并发现粗渣中硅铝矿物在亚熔盐体系中存在SOD → FAU → CHA的晶体转化路径。本研究旨为粗渣中硅铝物种的高值化利用提供科学依据。

离子型稀土矿开采过程中H⁺浓度是影响浸出率的重要因素之一。为研究离子型稀土矿浸出液H⁺浓度的影响因素，本文通过柱浸实验，测试浸矿前和浸矿后溶液、矿土H⁺质量，分析溶液中H⁺浓度和矿土上H⁺浓度对浸出液H⁺浓度的影响。通过测试浸出液阳离子与H⁺浓度，分析浸出液阳离子和H⁺浓度的变化规律；使用正交实验极差法和方差法，分析酸性阳离子对浸出液H⁺浓度的影响程度；通过水解理论计算酸性阳离子水解产生H⁺浓度，验证酸性阳离子对浸出液H⁺浓度的影响程度。结果表明，浸矿后比浸矿前溶液中H⁺质量增加了10^-3.30g，矿土上H⁺质量增加了10^-3.40g，说明浸出液中H⁺不是矿土上H⁺解吸产生的；由极差法和方差法分析，影响浸出液H⁺浓度的主要因素是Al³⁺（R=6.225、F=519.07）水解，其次是NH₄⁺（R=1.093、F=16.45）水解、Re³⁺（R=1.020、F=14.14）水解，浸出液中H⁺是由矿土上的酸性阳离子水解产生的，Al³⁺水解占主要因素；浸出液中Al³⁺、NH₄⁺、Re³⁺三者浓度最高时水解产生H⁺浓度之比为932∶20∶1，验证得出影响稀土浸出液H⁺的主要因素是Al³⁺水解。

目前双酚A（BPA）已被发现存在于多种水环境中，严重影响饮水安全。为了解决这一问题，本文提出了一种高铁酸钾（K₂FeO₄）强化铁锰氧化膜（MeO _x ）去除水中BPA的新技术。研究了K₂FeO₄强化过滤对BPA的去除效果以及影响因素，探究了长期运行实验中BPA去除效果的持续稳定性，并深入分析了K₂FeO₄强化铁锰氧化膜过滤去除BPA的微观作用机理。在中试系统进水中投加0.02mg/L的K₂FeO₄，可将BPA的去除效率由原来的20%提高至约70%。在BPA的长期去除实验中，氧化膜活性降低后可向进水中投加1.0mg/L的Mn²⁺恢复其活性，从而维持中试系统对于BPA的有效去除。pH在6.54~8.52范围内，对于BPA的去除影响较小，NH{}_{\mathrm{4}}^{+}浓度的增加会导致BPA的去除效率明显下降。在去除BPA的过程中，BPA中的苯环分解生成􀰶CH₂CH(OH)􀰹 _n 和CH₃CH₂CHO，且K₂FeO₄将铁锰氧化物膜中的Mn和MnO氧化为高价MnO₂和Mn₂O₃，有助于提高氧化膜活性。本文将为有效去除水中BPA提供新的思路。

随着中国新型电力系统的构建推进，绿色供能体系的不断完善，对高耗能高碳排产业的重构聚焦于电重构。在电重构过程中，所遇到化工属性的涉氢产业与光伏风电主导的电力系统难以在时空及稳定性上相互匹配，解决该问题的有效途径是构建零碳产业园，为此本文提出零碳产业园的概念模型。本文创新提出绿电的重构核心是电转能量流、物质流以及信息流，场景为零碳产业园中的绿色能源气体岛。文中提出，针对炼化、钢铁、合成氨及水泥四产业的低碳化，开发的核心技术为电烯氢技术、氢冶金技术、电氨技术、干重整合成气甲醇技术以及电高热恒流技术。基于电力系统的源网荷储视角，零碳产业园的路径构建聚焦四种范式并进行示范，为产业脱碳提供重要参考。