通过开源模式加快发展我国流程制造工业软件成为国家战略需求。然而，面临两方面挑战：一是在利用开源资源方面，如何防范开源供应链风险；二是在发展开源软件方面，如何构建健康繁荣的开源生态。文章首先阐述了开源软件、开源生态和许可证等基本内涵，分析了开源供应链的安全风险。接着，以化工过程模拟软件为例，从分子模拟、计算流体动力学和流程模拟三个方面，研究了国际开源现状和治理模式，分析了印度政府的开源软件教育项目和国际能源化工企业的开源实践及启示。在此基础上，提出了“321”开源创新生态建设框架，包含基础能力建设、协同发展和安全保障三大领域。从政府、行业联盟/组织、企业和高校四个层面，分别提出了具体的工作重点和发展策略。本文旨在为我国流程制造工业软件开源战略的制定和实施提供参考，推动流程制造工业软件从“跟跑”到“并跑”乃至“领跑”的跨越式发展。

超临界流体（SCF）技术经过四十多年的发展，无论基础研究还是工程应用均取得了巨大进步。近年来，SCF技术作为一种绿色、清洁、高效技术，已成功在萃取、分离、化学反应、材料制备以及干燥等诸多领域得到广泛应用。此外，还在喷涂、无水染色、电力和油气开采方面展现出应用潜力。SCF技术有望为实现国家“双碳”目标发挥作用。最常用的SCF是超临界CO₂，这也是对CO₂的最好利用途径。SCF喷涂技术可避免或者降低挥发性有机物（VOCs）排放，不用或少用有机溶剂；SCF无水染色技术可以节约水资源，避免印染废水排放；页岩气的超临界CO₂压裂技术既可以实现CO₂固存，又可以提高采收率；SCF发泡技术可以生产轻量化功能聚酯；SCF干燥技术可以最大限度保留物料原始结构和形态。此外，超临界CO₂发电技术还可以改善电力生产现状。“双碳”背景下，为推动我国学界和业界对SCF技术研发的积极性，本文总结了各行业SCF技术现状和发展前景，指出了未来SCF技术应重视的方向。

电渗析作为绿色分离技术，广泛应用于水处理和战略元素提取领域。离子交换膜作为电渗析装置的核心，同时控制离子传输及选择性分离过程，然而膜污染限制了离子交换膜的离子交换能力、选择性分离性能及稳定性，进而导致膜寿命衰减、工艺成本增加等问题，成为制约电渗析广泛应用的关键因素。本文系统梳理了离子交换膜污染的成因、主要类型及污染机制以及相应的控制策略等方面的前沿性研究进展，重点讨论了无机结垢、有机物与胶体的吸附污染、生物附着污染等污染机理，并从强化离子传质及抑制污染物与膜界面的非特异性和特异性相互作用的角度出发，阐述了优化操作参数、膜表面材料改性、增加预处理等膜污染控制策略，以期为构建智能化膜污染监测及防控系统提供理论指导。

在“双碳”目标的推动下，氨作为一种高能量密度、高安全性且便于运输和储存的无碳富氢介质，具有广阔的发展前景和良好的未来市场。临氨设备作为氨工业的核心组成部分，其安全性和可靠性至关重要。然而，复杂的服役环境使临氨设备面临开裂、泄露等失效问题，可能影响整个生产流程的安全与效率。基于此背景，本文总结了目前主要临氨设备的失效类型与特点，分析了临氨设备的失效机理，包括应力腐蚀、氢脆、高温腐蚀与蠕变、晶间腐蚀等，综述了无损检测、宏观观察、微观观测、力学性能分析等方法在临氨设备失效检测与分析上的应用，概括了临氨设备失效风险评估方法，最后对临氨设备失效机理探索与安全评估的未来研究方向进行了展望。

深度强化学习（DRL）算法因其无须依赖历史数据和先验知识，仅通过环境与智能体的互动即可实现策略优化和自主学习，在工业过程控制领域表现出良好的应用前景。其中，基于双延迟深度确定性策略梯度（TD3）算法的控制策略可有效克服深度确定性策略梯度（DDPG）模型中Q值易被高估，导致次优策略和鲁棒性不佳的缺陷，成为目前最领先的基于深度强化学习的控制模型。然而，原始TD3方法在应用于具有较显著策略波动的工业过程控制时仍显示出局限性，特别是其Q值低估问题会导致模型控制性能不佳。为了解决这些限制，本文提出了一种适用于工业过程控制的增强型TD3控制模型（ETD3），该模型首先建立评估指标来判断行动者（Actor）网络参数的高估或低估情况，并根据评估结果调整输入到批评家（Critic）网络的损失函数。然后，通过替换原始TD3中的固定学习率为三角衰减周期学习率，以提升模型的训练收敛性和控制性能。本文最后通过将增强型TD3算法应用于工业天然气脱水过程的控制过程验证了其有效性。

旋流剪切技术的应用是提升常规文丘里管式微气泡发生器成泡性能的重要途径，但其产生的尾流效应将加剧气泡聚并，从而影响最终成泡质量。在文丘里管出口处加装破旋结构是解决微气泡尾流聚并的有效途径，但相关研究多数停留在定性描述层面，缺乏定量表征和深入分析。为此本文提出两种新型破旋结构，借助高速摄像和Wire-mesh金属丝网传感器，以成泡索特平均粒径和分散系数等作为评判指标，对比分析不同结构参数和操作参数下的破旋效果和成泡特性。实验结果表明，安装交叉板式破旋结构时的工作性能明显优于中心挡板式破旋结构，成泡索特平均粒径同比中心挡板式破旋结构下降4.0%，而进出口压降同比下降33.7%；与不安装破旋结构相比，成泡索特平均粒径下降12.7%，进出口压降同比略微增长1.18%。交叉板式破旋结构的板长对成泡效率影响显著，当板长由0增至45mm时，成泡索特平均粒径从0.43mm降至0.30mm，进出口压降由165.1kPa增长至215.2kPa，且当板长超过15mm后增长幅度明显减缓。此外，表观液速和气速对安装交叉板式破旋结构旋流文丘里管式微气泡发生器的破旋效果和成泡性能影响显著，表观液速由0.56m/s增至1.70m/s时，交叉板式破旋结构的成泡索特平均粒径下降64.7%，分散系数下降81.9%，气相分布均匀度提升；表观气速由1.33m/s增至3.98m/s，成泡索特平均粒径和分散系数随之增加，在气速为3.98m/s时分别达到最大值0.51mm和1.48。

放空系统是超临界CO₂长输管道的重要组成部分，已有的研究关于放空点位对CO₂管道放空特性的影响鲜有提及，而放空点位的确定对于放空系统及多管段计划放空方案设计非常重要。基于OLGA软件所建立的放空计算模型，对新疆已规划的某超临界CO₂长输管道多管段多点放空进行模拟研究。结果表明，放空远端点压降速率可间接反映出管道整体的放空速率；含中间阀室放空的多管段放空方案，中间阀室放空点的流体同时来源于上下游两段管道，该点的压力温度可由两个方向的高温高压流体进行补充，其压降及温降速率较端点放空点有所减缓；多管段放空时，随着放空点数的增加，相同放空点位置处压降及温降速率逐渐增大；双管单点放空方案管线最低点温度降至-20℃的时间为0.51h，总放空时长为4.29h，具有放空时长短，放空点温降、压降缓的优点。因此，超临界CO₂长输管道实施多管段放空时，推荐优先采用双管单点放空，即中间阀室放空方案，在保证温度可控的同时，实现二氧化碳的快速泄放。通过研究得到了超临界CO₂长输管道多管段放空作业时放空点的确定原则，可为放空系统以及计划放空方案设计提供参考。

气液固流化床因具有高效的相间接触、混合和传质特性，被广泛应用于工业反应器。因微气泡具有较大的比表面积、较长的停留时间，将微气泡与气液固流化床相结合，形成新型高效微气泡气液固流化床，对于需要提高气液传质速率的化学反应体系具有较大的应用潜力。目前尚未见到开展气液固流化床微气泡气液传质特性研究的报道。本文搭建了微气泡气液固流化床实验装置系统，采用动态溶氧法，研究了操作条件、颗粒静止床层高度和颗粒尺寸等特性对微气泡气液传质性能的影响。研究结果表明，气液体积传质系数受气液相界面积和液侧传质系数的影响，随表观气速和主水流表观液速的增大而增大，随颗粒静止床层高度和颗粒尺寸的增大而减小。气液相界面积同时受气含率和气泡尺寸的影响，受气含率的影响更强。气液相界面积随着表观气速和主水流表观液速的增大而增大。在采用水、空气、玻璃珠颗粒为三相介质的微气泡气液固流化床中，当主水流表观液速为111.11mm/s、辅水流表观液速为55.56mm/s、温度为20℃、表观气速从3.33mm/s增大到15.33mm/s时，气液相界面积由77.09m^-1增大到229.43m^-1。随着颗粒静止床层高度和颗粒尺寸的增大，固含率增大，气液相界面积减小。增加流体表观速度和颗粒静止床层高度，可以强化微气泡三相流化床内的湍流流动，增大液侧传质系数。

化学交换法分离三氟化硼-11工艺过程因变量间存在强相互作用难题，导致工艺过程无法满足精准优化，本文提出了一种基于非线性规划的求解模型，在稳态数学模型的基础上完成了三氟化硼-11分离工艺的参数优化。分析了3个关键工艺参数对三氟化硼-11同位素丰度的影响关系，得出络合塔温度降低、回流比及理论板数增加均有利于丰度富集的结论。在研究确定的工艺参数优化范围内，分析了双因素中各工艺参数对三氟化硼-11同位素丰度富集的显著影响关系。分别以成本费用与丰度为目标，构建了目标值与络合塔温度、回流比以及理论板数之间的函数关系。以达到设计丰度值为约束条件，以成本费用最低为优化目标，建立了非线性规划问题，使用非线性规划算法求解得到了工艺参数值，并借助Aspen Plus软件对获得的工艺参数值进行了实验验证。研究结果显示，当络合塔温度为10.03℃、回流比为94.17、理论板数为567时，三氟化硼-11模型丰度值为99.90%，软件丰度值为99.94%，在满足设计要求的前提下，成本费用价格低。本文提出的非线性规划求解思想对三氟化硼-11及其他同位素分离工艺的参数优化具有重要的科学意义和实际应用价值，能够为产业化设计提供更加准确的理论支持。

为降低实际生产中含能材料重结晶精制过程的潜在风险，本文提出一种乳液限域与微囊化相结合的新技术。以SiO₂为乳化剂在环己烷/乙腈无水体系中构筑Pickering乳液限域结构，通过调整乳滴粒径得到最优乳液配比；调节离心雾化器转速使雾滴维持乳液限域结构，通过溶剂挥发速率曲线确定干燥温度，制备不同聚乙烯蜡含量的微胶囊，并根据低温干燥实验结果提出过程机理。得出乳液最佳参数：SiO₂含量为0.5g/120mL环己烷，环己烷与乙腈体积比为6∶1；当干燥温度为135℃、进料量为4mL/min、离心雾化器转速为12000r/min、聚乙烯蜡质量分数为5%时，微胶囊成型效果最佳；FTIR和¹H NMR分析验证了微胶囊含能材料的代替材料邻氯苯甲酸的存在，且包覆量最高为84%（质量分数）。研究结果表明：本工艺中聚乙烯蜡/SiO₂壳材首先成型，将重结晶过程与周围环境相隔绝，降低其过程的潜在风险，并以限域空间限制晶体生长得到亚微米尺度的芯材，完成重结晶与包覆过程的耦合。

对二甲苯（p-xylene，PX）氧化反应建模时，实验室反应装置及反应条件与工业生产过程有很大差异，这些差异导致了工业PX氧化反应器的生产状况很难通过实验室获得的动力学反应模型进行描述。在氧化反应过程中，主要通过反应速率常数来描述各反应操作条件对反应过程的影响，反应速率常数和各种反应条件之间经常存在非确定和非线性的函数关系，机器学习方法如神经网络或支持向量机等是解决该类问题的一种有效手段。此外，因为实验室提供的数据样本很少，针对小样本情况下的机器学习问题，本文在实验室机理和数据基础上，提出了基于白鲸优化的加权最小二乘支持向量机算法（BWO-WLS-SVM），并对实验室动力学模型参数进行了智能优化修正，建立了一个能够较为精确描述工业反应器的PX氧化反应智能混合模型，为该过程的优化及控制等提供了基础。

针对一种相变材料耦合液冷散热的电池热管理系统进行了基于神经网络与非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）结合的多目标优化。首先使用数值模拟方法研究了不同电池间距、冷却液流速和冷却液通道纵横比等设计变量对电池散热效果的影响，然后利用拉丁超立方抽样（LHS）生成设计变量经数值模拟获得目标值进行神经网络训练，建立起设计变量与电池最高温度和最大温差之间的映射关系。随后采用带精英保留策略的NSGA-Ⅱ算法找到最小化电池包体积（V_b）、电池最高温度（T_max）和电池最大温差（∆T_max）的三目标优化Pareto前沿并确定最佳设计。最终优化结果表明，神经网络与NSGA-Ⅱ算法结合的多目标优化方法十分有效。相较于初始设计，优化后的V_b降低了7.6%，能量密度提升了8.22%；电池组T_max和ΔT_max分别为34.89℃和4.02℃；相变材料（PCM）的利用率提升了7%；冷却液泵功耗从8.79×10^-4W降低到了4.065×10^-4W，降低幅度高达53.75%。

耦合氢正仲催化转化的板翅式换热器（PFHE-OP）是氢液化系统中实现流动换热和催化转化一体化的关键设备，入口流动不均是影响其性能的关键因素之一。本文构建了多股流PFHE-OP的分布参数模型，研究了A、B、C三种流体的入口流动不均参数ϕ对PFHE-OP流动换热特性及正仲转化效率的影响；其中A为发生氢正仲催化转化的热流体氢气，B为热流体氦气，C为冷流体氦气。结果表明，当ϕ_A、ϕ_B、ϕ_C从0增大到1.5时，PFHE-OP换热量分别下降3.3%、8.8%和10.0%；ϕ_C对换热量的影响最为显著，这是由于C流体作为热流体，其流量大于冷流体A和B流量之和。泵功随ϕ_A的增大而增大，随ϕ_B的增大而减小，随ϕ_C的增大而先减小后增大，单位泵功换热量（HEPUP）随ϕ_A、ϕ_B、ϕ_C的增大而逐渐减小；泵功和HEPUP对ϕ_A最为敏感，这是由于A流体通道中填充了催化剂。尽管C流体中未涉及氢正仲催化转化，但是ϕ_C对A流体出口仲氢质量分数分布的影响最明显；当ϕ_C从0增大到1.5时，靠近顶部和底部的A流体通道的出口仲氢质量分数下降高达11.9%；ϕ_C的增大限制了A流体靠近顶部和底部的通道内的氢正仲转化速率。研究结果可为多股流PFHE-OP的优化设计提供理论指导，促进氢能源的高效利用。

随着高温超导等低温技术的快速发展，脉动热管作为一种高效换热元件在液氮温区的应用逐渐受到关注。对于较长距离和冷热两端不共面的应用背景，本文利用计算流体力学（computational fluid dynamics，CFD）对脉动热管元件建立三维数值模型，并用流体体积（volume of fluid，VOF）方法模拟气液两相流。首先对绝热段长度分别为22mm、50mm和100mm的脉动热管在液氮温区的热性能进行对比研究，结果表明蒸发段和冷凝段长度不变，增加绝热段长度时，其表现出更高的热传导能力，同时潜热传热量也会增大。此外，针对绝热段长度为50mm脉动热管，分析了三种尺寸L形结构的运行特性，发现仅蒸发段水平放置，以及绝热段1/2与蒸发段一起水平放置时可成功启动；但蒸发段和绝热段全部水平放置时，管内始终处于下气上液分布状态，从而未能启动。研究结果为脉动热管在复杂环境中的应用提供了参考。

随着深水凝析气田的大规模勘探和开发，深水凝析气输送管道中水合物与蜡耦合沉积堵塞问题日益引发关注。探明蜡对水合物沉积堵塞和解堵的影响机制，有效控制水合物和蜡耦合沉积和堵塞过程，形成高效的解堵技术，能够有力推动水合物流动保障策略从完全抑制向风险管理转变。本文围绕近年来油气混输管流体系下水合物和蜡沉积堵塞及解堵的研究成果，阐述了蜡对水合物成核、生长、聚集、沉积堵塞和流体流变性的作用规律，解析了注热力学抑制剂和降压条件下水合物和蜡耦合防控和解堵效果，梳理了水合物分解动力学模型研究现状，分析了模型对蜡的传质传热作用表征情况。基于此建议下一步针对深水凝析气输送管道的特点，充分考虑水相和蜡的分布形式，耦合流动参数影响，表征沉积层抗剪强度，深入解析凝析气输送管道水合物和蜡沉积堵塞机制；揭示水合物和蜡耦合沉积堵塞解堵过程中的传质传热机理，建立并完善适用于深水凝析气输送管道的水合物与蜡耦合堵塞的解堵预测模型，为完善深水油气混输管道水合物流动保障技术体系提供理论基础，支持现场防控决策。

甲醇作为一种多用途化工产品和低碳清洁燃料，其价格波动对全球化工产业链和能源市场具有重要影响，然而现有时间序列预测方法在捕捉甲醇价格的非平稳性和高波动性特征方面存在显著局限。为精准预测中国甲醇价格，本文基于国内首个智能化工大模型，首先全面整合公开数据库中与甲醇市场具有相关性的27个领域的290万余条时间序列数据，迁移训练首个用于甲醇价格预测的生成式预训练时间序列预测模型——生成式预训练甲醇价格预测（CEGPT-price forecaster for methanol，CEGPT-PF-M）模型；其次，本文应用最大互信息系数算法，从非公开商业数据库中筛选出10900条与中国甲醇价格高度相关的指标数据，构建私有数据库，并基于此数据库对CEGPT-PF-M模型进行参数微调，以实现对中国甲醇价格的最佳预测效果；最后，在影响因素分析方面，本文基于私有数据库构建影响因素指标体系，从宏观和微观双层面分析外生变量对中国甲醇价格的影响程度。结果表明，CEGPT-PF-M模型在中国甲醇价格预测任务中的准确性、解释性和可扩展性，均显著优于现有模型。本文的研究结论为甲醇生产商、煤炭供应商和政策制定者提供有效参考，同时也为化工产品价格研究提供新视角和新方法。

N-杂环有机物因其较低的脱氢反应焓而被认为是最具潜力的有机液态储氢载体。本文基于5种常见N-杂环储氢载体，使用商业催化剂考察各自的储放氢性能：商业Ru/Al₂O₃催化剂被用于评估贫氢-N-杂环储氢载体的储氢性能，而商业Pd/Al₂O₃催化剂被用于评价富氢-N-杂环储氢载体的放氢性能。在180℃反应6h的脱氢过程中，12H-N-乙基咔唑、8H-吲哚和8H-N-甲基吲哚的转化率分别为96.54%、61.98%和75.11%，脱氢率分别为79.88%、30.15%和54.47%；200℃反应6h后，10H-喹啉和10H-2-甲基喹啉的转化率分别为4.92%和44.42%，脱氢率为3.22%和35.35%。结果表明，N-乙基咔唑体系在放氢效率方面表现优异，而N-甲基吲哚体系储放氢活性均表现良好，且其所有物料在常温下均为液态，具有实际应用优势。喹啉体系储氢密度高，但其储放氢条件较为苛刻，仍需进一步研究优化。本文结果为N-杂环储氢载体的选择提供了可参考的依据和储放氢性能评价方法。

以蔗渣为原料，采用硝酸铁、二茂铁、草酸钴对蔗渣进行预处理，制备蔗渣-催化剂前体。在微波场中，700W功率下对蔗渣-催化剂前体进行裂解制备生物质基碳纳米管（CNTs），并通过X射线衍射、扫描电子显微镜、拉曼光谱等多种表征方法分析碳纳米管微观结构。结果表明，通过金属催化剂预处理后，MCN-2和MCN-3产品管壁上可以观察到完整且光滑的CNTs。拉曼光谱中I_D与I_G的比值远低于1.0，表明制备的CNTs石墨化程度较高。与生物质炭相比，CNTs的结晶度、结构有序性和热稳定性增加。

甲烷化学链干重整（CLDR）技术借助载氧体的循环将传统甲烷干重整反应进行时空解耦，可直接获得适合费托合成的合成气（H₂/CO≈2），并实现温室气体CO₂至CO的定向转化，其中，性能优异的载氧体（OC）是CLDR技术成功运行的关键。铁基钙钛矿（ABO₃）具有优良的结构稳定性和合成气选择性，在化学链重整过程中备受关注，但它存在CH₄活性低和循环稳定性差等不足，通过A和B位掺杂可调节载氧体的表面催化活性和晶格氧移动性，进而提高合成气产量和循环稳定性。本工作首先利用热力学软件研究了AFe_1-x B _x O₃铁基钙钛矿载氧体A（Y、La、Pr、Sm）位和B位（Mn、Sn、Zr）金属取代对CLDR制合成气潜力的影响，发现A=La、B=Zr时载氧体性能最佳。之后，采用溶胶-凝胶法制备了LaFe_0.93Zr_0.07O₃载氧体，发现Zr掺杂的新鲜LaFe_0.93Zr_0.07O₃载氧体的甲烷转化率、合成气收率分别由LaFeO₃的62.06%和1.38mmol/g提高至94.57%和1.97mmol/g，且在30次氧化还原循环反应过程中保持稳定（93.90%~96.29%和1.96~2.01mmol/g），在CO₂氧化阶段也能够稳定高效地将更多CO₂分子定向转化为CO（0.69mmol/g vs. 1.21mmol/g），无失活现象，这主要归因于Zr掺杂降低了载氧体的晶粒尺寸，造成了FeO₆八面体畸变和更多的氧空位，增强了晶格氧活性和抗烧结性。本工作结合理论与实验的研究，能够为载氧体的优化设计提供理论和实验依据。

高温含水层储热（HT-ATES）可解决太阳能供暖跨季节储热难题，但热回收效率低，影响其高效、可持续运行。以HT-ATES系统为研究对象，构建了流动换热模型，提出了热量损失评价指标。基于对地层各部分热损失的定量分析，揭示了影响热回收效率（R）和地层热损失（Q_s,m）的主要因素。模拟结果表明，R和Q_s,m对渗透率、储层热导率和流量更为敏感。储层横向渗透率由4.5D降低至0.5D、热导率由2.5W/(m·K)降低至1.8W/(m·K)，可使得Q_s,m分别减少4.9%、6.6%，采热量分别增加3%、2.4%，R分别提高1.8%和1.7%。储层孔隙度由0.15增大至0.25、比热容由830J/(kg·K)增加至1030J/(kg·K)，可将储层储热量分别提高2.1%、3.1%，并使热影响范围分别缩小1.64m、2.18m。注入流体温度和流量的增加分别导致R下降0.5%和提高5.6%，适当提高流量并降低注入温度可实现HT-ATES系统储热量和热回收效率的最大化。量化分析HT-ATES系统热损失为储层的选择以及最佳开发方案的制定提供了科学依据。

乙烯、丙烯等低碳烯烃是重要的基本化工原料，其全球需求量持续增长。相比于传统石油基生产路线，低碳烷烃脱氢制烯烃工艺具有原料来源丰富、成本低、产物选择性高等优势，展现出广阔的应用前景。Co基催化剂作为一种廉价、环境友好、脱氢性能优异的催化材料，引起了研究者的广泛关注。本文系统总结了Co基催化剂在低碳烷烃脱氢制烯烃反应中的研究进展，主要从脱氢反应机理、Co物种性质调控以及载体结构调控等方面展开论述。Co物种的性质受合成方法、预处理条件、负载量、助剂改性等因素影响，而载体的调控主要体现在其形貌、孔结构和酸碱性质等方面。总结发现，提高Co物种的分散度，增强Co物种与载体之间相互作用可有效提高Co基催化剂的脱氢反应活性和稳定性，为进一步开发催化性能优异的脱氢催化剂提供参考。

碳点（CDs）与石墨相氮化碳（g-C₃N₄）异质结的构建，可以有效提高g-C₃N₄的光吸收范围，增强光生电子-空穴的分离效率，从而提高g-C₃N₄的光催化性能。本文综述了CDs/g-C₃N₄异质结的最新研究进展，首先，归纳了半导体异质结的类型、电荷转移机制及其光催化作用机理；其次，对比总结了CDs/g-C₃N₄异质结的构筑策略，深入探讨了CDs/g-C₃N₄异质结的光生载流子分离效率、光捕获范围以及带隙对光催化性能的影响，分析了CDs/g-C₃N₄异质结在光催化制氢、还原CO₂以及降解污染物方面的应用；最后，总结了目前CDs/g-C₃N₄异质结在结构设计及反应机制存在的问题，展望了CDs/g-C₃N₄光催化剂未来在太阳能转化、环境治理以及生物医药方面的广阔前景，为CDs/g-C₃N₄异质结的构建及在光催化领域的研究提供新思路。

苯胺作为一种重要的化学合成中间体，主要由硝基苯还原制得。开发活性高、选择性好且稳定的硝基苯还原制苯胺催化剂是十分必要的。本文以原位合成法制备氮掺杂碳材料MG-800，负载多金属氧酸盐PCuMo₁₁，得到复合材料PCuMo₁₁/MG-800。通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、N₂吸附-脱附及X射线光电子能谱（XPS）等测试手段对复合材料进行表征。MG-800丰富的氮元素和高比表面积有助于PCuMo₁₁的均匀分散；PCuMo₁₁与MG-800的化学相互作用提高了催化剂的活性和稳定性。实验结果显示，含0.5mmol硝基苯的乙醇溶液中加入1.5mmol水合肼还原剂和10mg PCuMo₁₁/MG-800催化剂，80℃反应20min，硝基苯转化率达100%，苯胺选择性大于99.9%，催化剂的转化率（TOF）为0.15mol/(g·h)。催化剂经过5次循环使用后仍具有良好的稳定性，苯胺的收率保持在99%，是一种高效、稳定、可循环使用的硝基苯加氢制苯胺多相催化剂。

SF₆在超大规模集成电路和超高压电力设备等工业技术领域具有重要的应用。但SF₆也是最强效的温室气体之一，具有极长的大气寿命和超高的全球变暖潜能值，过度排放对全球变暖和环境恶化存在极高的威胁。因此，在“节能减排”和“双碳”政策的国家战略背景下，从低浓度的SF₆/N₂混合气体中高效率和低能耗地回收SF₆对半导体制造业的发展和环境保护具有重要的意义。在众多的SF₆/N₂混合气体分离技术中，基于多孔材料的吸附分离是一种节能环保的优选方案。本文介绍了当前对SF₆/N₂混合气体的分离方法，重点阐述了采用沸石、金属有机骨架（MOFs）和多孔有机聚合物（POCs）以及共价有机框架（COFs）等多孔吸附材料对SF₆的吸附分离。在这些吸附材料中，MOFs具有较高的SF₆吸附能力、吸附选择性和良好的可再生性能，但由于MOFs对SF₆的吸附量和选择性之间权衡性较差，高选择性和高吸附量不能同时存在，所以权衡性差是MOFs吸附SF₆气体的一个挑战。因此，本文着重综述了MOFs材料对SF₆/N₂分离的研究进展及如何解决权衡性问题。最后，对SF₆吸附分离领域发展面临的问题进行归纳总结，并对该领域未来的发展方向进行了展望。

相变储能材料（PCMs）是指利用自身相变潜热的释放或吸收，实现温度控制和热量储存的一类材料，具有诸多应用场景，然而PCMs存在易泄漏和导热性差的问题，封装是实现定型和强化传热的有效途径，微胶囊封装和多孔载体封装是目前较为常用的封装方式。本文梳理了微胶囊和多孔载体封装两种封装方式的结构特点和适用种类，介绍了喷雾干燥法、原位聚合法、复凝聚法、溶液-凝胶法、直接浸渍法、真空吸附法和原位组装封装技术的具体制备方式及其研究进展，并简述了纳米纤维封装和固-固PCMs封装的特点和进展，最后概括了形状稳定相变储能材料（SSPCMs）的评价内容和评价方法。不同封装技术在降低泄漏率、增加稳定性、提高导热性能和储能效率方面各有优劣，定型和强化传热仍是未来相变储能封装的发展重点，成本经济、工艺简单、储能密度高、相变温度适宜、环境友好型PCMs将具有更大的应用前景。

非晶态材料因独特的短程有序、长程无序结构，在催化领域展现出一定的应用潜力，成为功能材料研究的前沿材料。通过非晶化策略可多维度优化传统晶体纳米材料的微观结构、电子分布、带隙及导电性能，从而显著提升其催化活性、稳定性和抗形变能力。本文系统综述了水热合成、电化学沉积、溶胶-凝胶等几种湿化学策略制备非晶态纳米催化材料的工艺以及能够针对非晶态材料的特殊结构属性进行表征分析的多尺度表征技术手段；介绍了非晶态材料在光电催化领域的最新研究进展；列举了一些代表性的研究工作来阐述非晶态材料的亚稳态结构及其催化活性增强机理，以及催化选择性间的动态关联；并归纳了非晶态材料结构与性能之间的对应关系；最后对非晶态材料的研究现状和发展前景做出总结与展望。

通过3D打印制备了碳/紫外光固化（C/UV）树脂电磁超材料，研究了C球的热处理温度（700℃、800℃和900℃）对C/UV树脂电磁超材料微波吸收性能的影响。结果表明，随着热处理温度的上升，所制备的C/UV树脂样品的微波吸收性能呈现出先增强后下降的趋势。当热处理温度为800℃时，C/UV树脂样品的性能最佳，其在8.6mm匹配厚度下获得了-42.9dB的最小反射损耗，在9.4mm匹配厚度的有效吸收带宽可达6.0GHz。不同样品的性能差异与其阻抗匹配和衰减系数有关，在700℃的热处理温度下，C球的石墨化程度较低，对电磁波的反射较弱，同时低石墨化程度也导致该样品衰减系数较小，微波吸收性能较差；当热处理温度上升至800℃时，C球的石墨化程度提升，提高了高频极化弛豫和衰减系数，使该样品表现出优异的微波吸收性能；随着热处理温度上升至900℃，C球石墨化程度进一步提升，导致样品高频极化弛豫受到抑制，阻抗匹配也减弱，故该样品的微波吸收强度和有效吸收带宽开始减弱。以上研究明确了碳材料热处理温度对其微波吸收性能的影响规律，为该类材料的研究提供了有效参考，同时研究所采用的3D打印制备方法也为新型微波吸收材料制备工艺的探索提供了新思路。

空气污染会对人体健康和生态环境产生不利影响，目前，空气过滤材料被广泛用于缓解空气污染问题，然而，传统空气过滤材料难以兼顾高过滤效率和低过滤阻力之间的竞争关系。为此本文以聚间苯二甲酰间苯二胺（PMIA）和聚偏氟乙烯-六氟丙烯（PVDF-HFP）为原料，基于静电纺丝技术制备了PMIA/PVDF-HFP纳米纤维空气过滤材料。通过改变纺丝液中PMIA和PVDF-HFP的配比，探究了其对纳米纤维膜形貌、孔结构和过滤性能的影响。通过高温热处理可以调控膜孔结构，并提高复合纳米纤维膜对空气中微小颗粒物的拦截能力。结果表明，当纺丝液中PMIA和PVDF-HFP的质量比为8∶1时，所制备的不同纤维直径的PMIA/PVDF-HFP复合纳米纤维空气过滤材料性能较为优异，其平均孔径为1.51μm，透气率为148.96mm/s，断裂强力为13.57MPa，对PM1.0的空气过滤效率和压降分别是99.51%和45.3Pa。同时，本文所制备的PMIA/PVDF-HFP纳米纤维空气过滤材料经高温处理一定时间后，其空气过滤性能依然保持稳定。在空气过滤领域，尤其是高温空气过滤领域，具有极大应用潜力。

在“双碳”背景下，氢能因其绿色低碳、单位质量能量密度高等特点，被认为是实现“双碳”目标的重要保障。然而，以化石能源制氢以及电解水制氢受高碳排放或高成本制约，限制了其大规模应用。因而，开发低碳、低成本制氢技术势在必行。熔融法天然气裂解技术实现了氢气和碳材料联产，且不产生CO₂排放，经济和环境效益明显。本文合成了一种二元熔融盐催化介质，实现了碳纳米管与氢气联产，甲烷单程转化率可达30%，产出气中氢气质量分数大于40%。研究发现高温、低流速、低浓度原料气均有助于提升原料气转化率以及碳材料品质，例如原料气质量分数由100%降低至25%，转化率可提升至48%，制得的碳纳米管品质更加均匀细长，然而低浓度原料气（氮气调节）会使得产品气中氢气浓度稀释，未来可考虑采用氢气调节原料气浓度来加以改善。且均匀的气泡分散可以增大气液接触面积，延长气泡停留时间，减少未经催化反应杂质碳的生成。此外，相关裂解反应机理本文也有涉及。

利用六亚甲基二异氰酸酯（hexamethylene diisocyanate，HDI）作为中间介质对经酸性高锰酸钾溶液氧化后的碳纤维（carbon fiber，CF）、盐酸溶液水解后的聚甲基丙烯酸甲酯（polymethyl methacrylate，PMMA）以及羧基氢化丁腈橡胶（carboxylated hydrogenated nitrile rubber，HXNBR）三相表面接枝处理，通过傅里叶红外光谱（FTIR）以及扫描电镜（SEM）对改性前后以及接枝前后三相复合材料微观表征，FTIR结果表明：HDI与树脂、阻尼材料及纤维均发生了化学反应，生成了新的化学键——酰胺键；SEM观测结果表明：经过改性以及HDI接枝后的CF与PMMA表面均变得粗糙，二者之间有了更多的结合位点；通过共接枝工艺制作了热塑性阻尼复合材料层合板，并对其进行宏观表征：通过H抽出实验测得纤维从阻尼材料中的抽出力提高了90.7%，层间剪切实验测得热塑性阻尼复合材料层间剪切应力提高了63.6%，自由振动衰减实验测得嵌入较薄阻尼层（0.1mm）试件的损耗因子是未嵌入阻尼层试件的2.9倍左右，验证了接枝改性的有效性。

污水中的四环素（TC）、诺氟沙星（NOR）等药物类分子对生物体具有较大危害性，采用光催化技术处理有机污染物具有节能环保等潜在优势。通过水热法制备了两种层状Bi₂WO₆光催化剂，并利用X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱等技术对光催化剂的组成、结构和形貌进行表征。结果表明：Bi₂WO₆-1是由多层纳米片构成，而Bi₂WO₆-2为单层四方形片层形成的架状结构。与Bi₂WO₆-1相比，Bi₂WO₆-2单层的纳米片结构使其具有更大的比表面积、更小的带隙宽度以及更高的氧空位含量。在光催化降解实验中，Bi₂WO₆-2对TC和NOR表现出良好的吸附和光催化降解活性。在最优反应条件下，Bi₂WO₆-2对TC的降解率可达85.5%，反应速率常数是0.0156min^-1。结合载流子有效质量计算，得知Bi₂WO₆结构中氧空位的存在改变了其电子结构性质，使其具有更小的m_e*和m_h*值，以及更大的m_h*/m_e*比值（1.81），有利于增大其光生载流子的分离效率。因此，Bi₂WO₆-2具有较高光催化活性推测是由于单层Bi₂WO₆纳米片结构和氧空位的协同作用，这不仅增加了可见光吸收强度，缩小了带隙宽度，增加了活性位点，更显著提高了光生载流子的分离效率。

为提高玫瑰孢链霉菌的达托霉素产量，对原始菌株G904进行了甲基磺酸乙酯-氯化锂（EMS-LiCl）复合诱变。成功获得高产菌株G12，其摇瓶发酵产量达到152.47mg/L±0.49mg/L，是出发菌株的1.53倍。经平板传代、菌落形态及BOX-PCR分析显示，G12的高产性能稳定遗传，与G904相比，菌丝形态和基因组DNA在0.1kb处有显著差异，提示基因发生突变。全基因组测序和基因组学分析发现，G12含有大量与基因表达相关的蛋白质及更多的运输蛋白基因，具有更强的抗生素产生和分泌能力。此外，G12基因中检测到4个单核苷酸多态性（SNP），1个多核苷酸多态性（MNP）和1个特有的基因家族成员基因可能与达托霉素高产相关。研究表明，EMS-LiCl复合诱变是选育达托霉素高产菌株的有效方法，为微生物育种及菌株改良提供了技术参考，同时揭示了基因突变与达托霉素高产的关系，为进一步通过基因改造提高达托霉素产量奠定了理论基础。

环氧树脂涂料具有优异的附着力和防腐性能，但其在固化过程中容易产生空隙和裂纹，直接影响涂层的防腐性能和使用寿命。自修复环氧防腐涂层可以主动修复表面损伤，提高防腐性能。本文介绍了“外援型”和“内在触发型”两种自修复环氧防腐涂层。“外援型”的愈合是基于含有愈合剂的微胶囊、纳米纤维和纳米容器等添加成分，完成修复过程；“内在触发型”的愈合主要是基于聚合物链之间的可逆共价键或非共价键，在受损区域通过物理或化学反应实现主动愈合。通过对两种自修复环氧防腐涂层已有的研究进行分析，对比其优缺点，为未来开发新的自修复环氧防腐涂层提供了借鉴。

为降低碳捕集成本，本文提出了一种由N-甲基二乙醇胺（MDEA）、二乙基三胺（DETA）、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体（[Bmim][BF₄]）和水组成的新型相变吸收剂用于CO₂捕集。其中，MDEA作为主要吸收剂，添加少量DETA作为活化剂，引入[Bmim][BF₄]作为分相剂，研究了MDEA基相变吸收剂的分相性能、分相机理、CO₂吸收和再生性能。结果表明，通过改变[Bmim][BF₄]的浓度可以有效实现对相变吸收剂的分相体积分数、分相时间和两相CO₂负载的调控。基于分相结果和¹³C核磁共振（NMR）分析，阐明了其吸收和分相机理，贫富液发生分相的关键在于氨基甲酸盐浓度的影响。吸收和再生性能实验表明，离子液体的存在显著提高了初始吸收速率，且吸收剂可以适应一定范围的温度变化影响。新型吸收剂具有较低的再生能耗，主要表现为反应热和潜热的降低。其再生能耗可降低到1.99GJ/t CO₂，比30%单乙醇胺（MEA）低48.8%。

水体染料污染是当下严重威胁人类健康和环境安全的重要问题之一。为克服传统水处理技术在降解效率和持久性方面的局限，结合膜和光催化技术的石墨相氮化碳（g-C₃N₄）光催化膜技术已成为当前的研究热点。本文从g-C₃N₄的结构、性质和催化机理出发，强调了其在大比表面积、可定制结构、稳定性以及光催化效率方面的优势。本文进一步对比了g-C₃N₄不同制备方法的优劣，指出传统热聚合法导致的产物结构密集化问题，以及通过结构优化和协同效应来增强其光催化性能的不同策略。接着，本文还系统介绍了g-C₃N₄光催化膜的制备技术及其在染料降解中的应用，涵盖从自支撑膜、负载膜到杂化膜的演进趋势及各类膜的优劣势对比，展示了其在水处理领域的巨大发展潜力。最后，本文指出g-C₃N₄光催化膜在规模化应用、评价标准确立和复合材料选择方面仍面临挑战。

微波加热相比传统加热在加热方式、活化机理和能耗成本上展现出显著优势，微波协同高级氧化技术（microwave combined advanced oxidation processes，MCAOPs）因具有条件温和、反应可控、处理效率高和适用范围广等特点，在有机污染土壤修复领域广受研究者关注。本文综述了MCAOPs在有机污染土壤修复领域的研究进展：介绍了微波加热技术发展和作用特性；归纳了常见的微波协同高级氧化技术修复污染土壤体系种类；明晰了微波功率和温度、水土比等工艺参数对有机污染物降解的影响；厘清了土壤有机质、土壤矿物和土壤水分对反应体系的影响机制；概述了土壤介质中MCAOPs的反应机制、微波作用机理和环境效应；总结了目前实验室和中试规模尺度的微波装置与优化问题并提出了MCAOPs修复有机污染土壤的放大概念模型。最后，针对当前的研究现状，概述了MCAOPs修复污染土壤领域中有待进一步研究的方向，以期推进MCAOPs理论基础的深入探索和技术的广泛应用。

由于气候变化的挑战和“碳达峰、碳中和”战略的迫切需要，水合物法CO₂封存技术（HCS）得到了越来越多研究者的关注。该方法旨在将CO₂注入具有低温和高压的地质环境（例如海洋深处）中形成固态水合物，完成碳封存。为了实现HCS技术的大规模应用，需要对盐水体系CO₂水合物的生成机理和行为进行深入研究。本文从反应机理的角度出发，梳理和总结了NaCl对CO₂水合物生成和HCS技术实际应用的影响，介绍了现有的海洋水合物封存项目，对科研工作中常用的微观分析手段和动力学分子模拟进行了综述。分析发现，对于盐水体系中CO₂水合物形成机理的研究还不够充分，现有的分析手段难以到达所需的微观尺度。为了HCS技术得到长足有效的发展和未来的大规模应用，提高CO₂封存效率和稳定性，需要全面、精确地研究各种影响因素的作用机理，将更多的分析手段应用到反应机理的研究中，本文基于此提出了可能的研究方向和新思路。

随着工业化进程的加速，海水卤水中溴、碘离子的提取富集，以及生活水体中卤素离子的去除等问题愈发引起人们的关注。金属有机骨架（MOFs）材料以其独特的高比表面积、可调节的孔隙结构和功能化位点，在卤素离子的吸附领域展现出显著优势。本文旨在探讨MOFs在吸附分离无机卤素离子（包括氟离子、氯离子、溴离子和碘离子）方面的应用潜力和研究进展。文中首先概述了MOFs的分类、理化特性及其制备方法，包括溶剂热法、微波/超声法、室温搅拌法等。随后，系统回顾了MOFs对不同卤素离子的吸附效能，分析了影响其吸附性能的关键因素，并阐述了吸附过程中的潜在机理。尽管MOFs在卤素离子吸附方面取得了重要进展，但仍面临稳定性、可再生性和工业化应用等挑战。最后，本文提出了对未来MOFs材料设计、稳定性研究以及工业化应用技术研究的建议，以期为环境保护和资源回收领域提供新方案。

在众多重金属离子废水处理技术中，吸附被认定是最出色的技术之一。共价有机框架（COFs）作为一类新兴的有机多孔聚合物，具有高结晶度、大比表面积、高吸附容量等特性。与传统吸附剂相比，这些特性使COFs在吸附去除水体中重金属离子方面具有巨大潜力。本文首先综述了COFs的结构设计和主要的合成策略，而后介绍了本征COFs、官能化COFs和COFs复合材料在去除水体中重金属离子方面的研究进展。重点介绍了N、O、S官能化COFs的吸附性能，并结合空间结构特性阐述了COFs的影响机制。此外，还分析了COFs与重金属离子之间的各种相互作用机理。最后，讨论了目前COFs在去除重金属离子方面存在的问题，提出了官能化和复合材料是COFs吸附剂的未来发展方向，以期为COFs的设计和应用提供参考。

近年来，过硫酸盐基高级氧化技术（PS-AOPs）已被广泛用于废水中有机污染物的去除，其净水效果与催化剂诱导的活性氧物种类型密切相关。PS-AOPs体系可通过自由基路径（·OH和·SO₄^-等）或非自由基路径（¹O₂、电子转移和高价金属种等）降解污染物。自由基在非均相体系中存在无选择性、作用时间短、易于与卤素离子反应生成有毒副产物等问题，且废水中的多种干扰离子（如OH^-、Cl^-、CO₃^2-等）会消耗自由基，减少其与有机污染物的作用量，从而影响处理效果。非自由基对富电子污染物的高选择性以及对卤素离子不敏感等优点使其成为当下研究热点。然而，国内外还没有针对催化剂结构/性质与PS-AOPs体系中非自由基路径调控的系统综述。基于此，本文介绍了¹O₂、电子转移和高价金属种三种典型非自由基路径的特点、生成机制及鉴定方法，并概括了缩小催化剂活性位点尺寸、在催化剂中引入杂原子和改变催化剂物理化学特性三种实现非自由基定向调控的方法及机理，最后展望了非自由基调控应往提升催化剂稳定性、完善自由基/非自由基贡献度区分方法、明确非自由基物种氧化有机污染物的机制以及深入研究活性物种生成路径或污染物降解路径的方向发展，为实现非自由基路径高效活化PS降解有机污染物提供理论依据。

锆、铪是核工业中无法替代的材料，其分离技术的发展在高端技术领域至关重要。萃取色层法结合了离子交换法和溶剂萃取法的优点，生产能力大、分离效率高、选择性好，在锆铪分离中展现出巨大潜力，其中起关键作用的是萃淋树脂。本文按照萃取官能团的酸碱性，将已报道的锆铪分离萃淋树脂按照中性基团（酮类、中性磷类、冠醚类、酰胺类）、酸性基团（有机磷酸类、磺酸类）和碱性基团（含N类、季铵盐类）修饰的萃淋树脂进行分类，对其制备方法、结构与性能进行了讨论与总结。酮类基团修饰的萃淋树脂对锆铪吸附能力很弱，锆铪分离效率低；中性磷类基团、含N类和季铵盐类基团修饰的萃淋树脂需在高酸度下分离锆铪，分离体系腐蚀性大，对设备要求高；冠醚类基团可识别并匹配锆、铪金属离子，但价格十分昂贵，其应用受限；酰胺类基团修饰的萃淋树脂对锆、铪的饱和吸附量较大，但研究有限；酸性基团修饰的萃淋树脂对锆、铪具有强吸附能力和高饱和吸附量，但锆铪分离系数较低，且反萃困难。鉴于此，开发支链较多的二烷基次膦酸官能团修饰的萃淋树脂可有利于实现锆铪的高效吸附分离。

介绍了Mo₃S₁₃团簇通过二硫键连接形成了具有三维逐层结构的非晶态MoS _x，通过沉积法将Co原子锚定在片层结构中并实现了高分散。结果表明，非晶态Co-MoS _x 中高度无序的结构有助于暴露出更多的不饱和活性位点。在0.5mL Co(NO₃)₂·6H₂O掺杂量、2mmol/L过氧单硫酸盐（PMS）浓度和pH=5的条件下，0.5Co-MoS _x /PMS体系在40min内降解了95.96%的诺氟沙星（NOR）。密度泛函理论（DFT）计算发现相对于MoS _x （-0.74eV），Co-MoS _x 与PMS间表现出更低的吸附能垒（-2.96eV）。Hirshfeld分析电荷表明，Co-MoS _x 与PMS的电子转移数（0.65e^-）远高于MoS _x （0.41e^-），导致了Co-MoS _x 和PMS之间更显著的电子重排和PMS更充分的活化。Co²⁺/Co³⁺和Mo⁴⁺/Mo⁵⁺/Mo⁶⁺之间的价态循环是PMS活化的关键。活性物种分析表明，¹O₂的主要来源为·OH的重组和·O{}_{\mathrm{2}}^{-}的转化，并提出了合理的NOR降解路径和相应的机理分析。通过无机阴离子、Co离子浸出和不同污染物对NOR降解的影响等实验证明了0.5Co-MoS _x /PMS系统在环境应用中的可重用性、稳定性和非选择性。

随着新能源产业的快速发展，废旧三元锂离子电池的回收处理问题变得日益重要。废旧三元正极粉料的酸浸液中通常含有Al、Fe、Cu等杂质离子，高效去除这些杂质离子是提升回收工艺质量的关键问题之一。本文通过热力学分析，采用磷酸盐分步去除酸浸液中铝和铁的除杂工艺，系统研究了温度、时间、初始pH及磷酸盐用量等因素对铝、铁去除的影响规律，并根据处理40m³酸浸液的试产数据分析了该工艺放大应用的可行性。实验结果显示，酸浸液中99.0%以上的铜以Cu和Cu₂O的混合物形式被回收，Al和Fe的去除率分别为98.88%和99.81%，去除效果显著，主元素Ni、Co、Li的损失较少。本文为废旧三元粉料酸浸液除杂提供了一种有效的解决方案，对提升废旧三元粉料的回收效率具有重要意义。

采用不同类型乳化剂稳定的含油污水对聚醚砜（PES）超滤膜进行污染机理研究，揭示了膜污染现象与Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek（DLVO）理论预测矛盾性的分子行为诱导机制。结果表明，乳化剂的电性及电位对油滴稳定性有较大影响。在相同过滤时间内，十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）乳化液通量最高，十二烷基磺酸钠（SDS）乳化液通量最低，说明CTAB-乳化液产生的膜污染较轻，SDS-乳化液产生的膜污染较严重。DLVO理论预测结论与实验现象相反，CTAB-乳化液中油滴最易接近膜表面产生污染，而SDS-乳化液中的油滴需要克服较大的能垒才可产生膜污染。分子模拟结果说明CTAB与膜的吸附能最大，其次为吐温80（Tween 80），SDS最小，且乳化剂分子的吸附能均高于油分子。此外，CTAB和SDS的静电能在总吸附能中均占比较大，而Tween 80与膜的吸附则以范德华力为主导，离子型乳化剂因其带电特性与膜表面有着较强的静电作用。因此，乳化剂在包裹油分子靠近膜表面时，乳化剂分子较油分子优先吸附到膜表面及膜孔中，从而形成隔绝层，且吸附能越大的乳化剂作用越明显。油滴因乳化剂缺失产生的破乳效应及乳化剂吸附到膜孔中形成的位阻效应进一步隔绝油的附着，从而减轻膜污染。

有效回收废旧锂离子电池中的有价金属，有利于资源的合理利用和环境保护。为了缩短回收过程，直接获得高纯度的再生产品，本文提出了一种基于共萃取和共沉淀的过渡金属萃取、锂回收和正极材料再生新工艺。本文采用盐酸为浸出剂，使用新癸酸（Versatic 10）直接从浸出液中共萃取过渡金属并与锂分离。首先，分别考察了盐酸浓度、固液比、浸出温度、浸出时间对各金属浸出率的影响，以及萃取剂Versatic 10浓度、pH、萃取相比（O∶A）、萃取时间对各金属萃取率的影响。结果表明，盐酸浓度3mol/L、固液比0.02g/mL、温度80℃、时间60min的条件下，Li、Ni、Co、Mn浸出率分别为100%、99.7%、99.3%和99.7%。在Versatic 10体积分数40%、pH=7、相比（O∶A）为1∶1、温度25℃、时间6min的萃取条件下，经过两级萃取镍、钴和锰的总萃取效率分别达到97.47%、96.18%和98.05%。然后，通过沉淀法从萃余液中回收Li，得到纯度为99.2%的Li₂CO₃。最后，用0.4mol/L HCl反萃有机负载相，并通过共沉淀法从反萃液中直接再生正极材料LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂，而不单独分离金属。所制备的可再生正极材料LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂为微球形，不含任何杂质，符合国家LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂生产标准。

赤泥在堆存和利用过程中重金属的释放可能会对环境造成污染。为了深入探究赤泥中重金属在不同环境中的释放特性，本文首先测定了赤泥中不同重金属的含量及其赋存形态，考察了浸提剂pH、浸出时间、固液比、原料粒径及浸出温度对赤泥重金属浸出特性的影响，并结合风险评价编码法（RAC）以及次生相和原生相比值法（RSP）评价了赤泥中不同赋存重金属对环境的污染特性。结果表明，赤泥中As、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb含量较高，重金属元素的赋存形态主要为残渣态。浸提剂pH对重金属Pb、Cr、Ni、Cu和Mn等的浸出影响较大；随着固液比增大和反应时间延长，赤泥中重金属浸出量增大。减小赤泥粒径有利于Cr等重金属的浸出。一定程度上升高反应温度将促进赤泥中重金属的浸出，但当反应温度超过50℃时，反而会使重金属浸出量下降。环境污染性评价分析表明，赤泥中各重金属的生物有效性较小，不容易被生物体吸收，但是赤泥中重金属Cr和Cu在环境中的迁移转化风险较大，在赤泥堆存和利用过程中，要注意加强对Cr和Cu的固化。

孔隙水是底泥向上覆水释放磷素的主要介质，分离和脱除富含磷素的孔隙水，是控制内源磷释放的一种有效手段。本文采用自主研发孔隙水电动导排装置开展室外中试实验，分析了孔隙水电动导排对底泥磷释放及赋存形态的影响，探究了孔隙水电动导排过程中磷赋存转化的调控机制。结果表明，孔隙水电动导排促进了底泥溶解性有机磷（DOP）向无机磷酸盐（SRP）的转化，随着电压梯度升高，阳极导排孔隙水中SRP占溶解性总磷（DTP）比值由8.14%升高至60.61%，DOP占DTP比值由90.70%下降至39.39%；孔隙水电动导排在降低泥-水界面磷释放方面有良好效果，减小了泥-水界面（SWI）磷浓度梯度。此外，此技术抑制孔隙水磷素向上覆水释放，实验结束时，孔隙水SRP比值（孔隙水/上覆水）由4.35升高至20.00。最后，孔隙水电动导排通过改变底泥磷的形态促进了底泥磷的脱除，阴极区15~25cm深度处底泥铁铝结合态磷[(Fe/Al)-P]溶出明显，阳极酸化促进了底泥中无机磷（IP）向钙结合态磷（Ca-P）转化。孔隙水电动导排促进了底泥中有机磷向无机磷转化，同时促进底泥(Fe/Al)-P的溶出，一体化削减了孔隙水、上覆水以及底泥中磷含量，进而降低了底泥磷内源释放风险，有助于进一步净化水质，控制水体富营养化。

轮胎制造过程碳排放是汽车产业链主要碳排放源之一，对其进行碳排放建模与碳足迹分析是当务之急。基于此，以6.50R16LT型子午线轮胎作为研究对象，构建基于全生命周期评价（LCA）的子午线轮胎碳足迹模型，精准核算轮胎制造过程碳排放；提出一种基于OAT与e-FAST结合的轮胎制造过程碳足迹敏感性分析方法，解析轮胎制造过程不同阶段不同工序碳排放规律。结果表明：在轮胎生命周期阶段中使用阶段碳足迹贡献最大，占比78.50%，其次为原材料阶段占比11.60%；制造过程中密炼工序对轮胎碳足迹贡献量最高，占比42.16%，其次硫化工序的碳足迹贡献较高，占比19.02%；全局敏感性分析中电能对轮胎碳排放敏感度最高为0.425，其次为骨架材料>天然胶>炭黑。本文研究以期将为轮胎行业精准实施节能降碳提供决策依据。

针对传统醇胺水溶剂在吸收和解吸CO₂过程中出现的能耗高和腐蚀性强的问题，本文以乙醇胺（MEA）为主体吸收剂，二乙烯三胺甲酸盐（[DETAH][HCOO]）为活化剂，二甲亚砜（DMSO）为溶剂制备二乙烯三胺甲酸盐复配无水吸收剂（[DETAH][HCOO]-MEA-DMSO），并系统研究吸附剂的吸附性能、解吸性能及耐腐蚀性能。研究表明，在温度20℃、[DETAH][HCOO]与MEA的质量比为1∶1、[DETAH][HCOO]与MEA的总质量分数为20%、气液比为2∶1的条件下，无水吸收剂中部分氨基（—NH₂）与CO₂反应生成氨基甲酸，吸收CO₂后并未产生HCO₃^-/CO₃^2-，腐蚀性极低。无水吸收剂与水体系混合吸收剂相比，CO₂吸收容量提高了14.67%，CO₂最大吸收速率提高了1.24%，解吸负荷提高了35.61%，同时解吸能耗降低了54.41%。该研究为新型CO₂吸收剂的开发提供了新的思路，助力我国“双碳”战略的稳步实施。

基于过氧乙酸（PAA）的高级氧化工艺（AOP）因其高氧化性、有毒副产物少等特点广泛应用于水处理过程。本研究采用热改性碳纳米管（CNT）活化PAA降解磺胺甲唑（SMX），5min内SMX去除率达97%。pH对该体系的处理效果有影响，中性条件下处理效果最佳。通过比较在不同加热温度下制得的CNT对目标污染物的降解效果，确定了最佳改性条件为800℃。采取电子顺磁共振（EPR）、淬灭实验、电化学实验等手段探究了该体系中污染物的降解机理。在热改性CNT/PAA体系中对SMX降解起主要作用的是单线态氧（¹O₂）而非羟基自由基（·OH），有机自由基起次要作用，电子转移过程（ETP）也为SMX的降解做出贡献。循环实验表明，通过对使用后的CNT再次热改性可以恢复材料表面的缺陷程度，被占据的活性位点再次空出从而参与反应，因此热改性CNT/PAA体系循环使用5次依旧对SMX保持较高的处理效率。本研究聚焦于热改性CNT活化PAA的作用机理及活化位点，为将基于碳材料活化过氧乙酸的高级氧化工艺应用于实际水环境修复提供了更多理论依据。

物理吸附态铵是离子型稀土矿铵盐浸矿后造成环境氨氮污染的主要来源，在黏土矿物表面的赋存位置影响其解吸行为。本文根据Gouy-Chapman双电层理论推导得到单一电解质体系中滑动面厚度、滑动面与Gouy面之间离子赋存量的计算公式，实验测得信丰（XF）和寻乌（XW）矿样吸附/解吸物理吸附态铵的量以及吸附/解吸后zeta电势（ζ电势）的变化。结果表明：①滑动面和Gouy面厚度受体系电解质浓度影响，电解质浓度增加，滑动面和Gouy面向黏土颗粒表面移动，厚度变薄；②物理吸附态铵饱和吸附时，XF尾矿实验吸附量占Gouy面与滑动面之间理论赋存量的98%，XW尾矿占96%，XF尾矿物理吸附态铵的一次解吸量达75%，XW尾矿达90%，表明物理吸附态铵在扩散层内的赋存位置为Gouy面和滑动面之间，且主要赋存在Gouy面附近；③随着尾矿物理吸附态铵的解吸，扩散层内ζ电势降低，通过间歇淋洗，能增大ζ电势，促进物理吸附态铵的解吸，为离子型稀土矿山氨氮污染治理提供了解决思路。

采用热聚合法制备了苝四羧酸二酐（PTCDA）修饰的石墨相氮化碳（g-C₃N₄）光催化剂（PI-g-C₃N₄），并研究其光催化降解苯酚（phenol，缩写为Ph）的效果及其可能的光催化反应机制。采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外吸收光谱（FTIR）、X射线光电子能谱仪（XPS）、UV-Vis漫反射光谱（UV-Vis-DRS）、光电流分析、莫特-肖特基（Mott-Schottky，M-S）曲线等方法对制备的PI-g-C₃N₄光催化剂进行表征。考察了不同催化剂、催化剂投加量、不同溶液初始pH、不同实际水体对光催化降解Ph的影响。结果表明，当利用氙灯（配置波长大于400nm的滤光片）作为光源，催化剂PI-g-C₃N₄投加量为1.0g/L、污染物Ph初始浓度为10mg/L、反应120min时，Ph的去除率可达91%，且降解Ph的速率常数为0.02min^-1，是单独g-C₃N₄或PTCDA降解Ph的10倍和250倍。催化剂投加量和碱性条件均有利于Ph的降解。自由基淬灭实验和电子自旋共振实验结果证明，该体系中光生空穴（h⁺）、超氧自由基（O₂^•-）和过氧化氢（H₂O₂）是降解Ph的主要活性物种。PI-g-C₃N₄为S型异质结构，通过π-π共轭相互作用将PTCDA与g-C₃N₄结合，有效促进了光生电子-空穴对的分离，实现了光催化降解Ph的性能提升。最后，催化剂循环利用实验证明了制备的PI-g-C₃N₄光催化剂具有较好的重复利用性。本研究旨在为光催化材料在环境污染治理领域提供新思路和新方法。

安全屏障是化工园区工业事故防控的主要技术手段，其功能实现的基础理论与屏障管理的相关研究受到了学界的广泛关注。然而，不同研究中安全屏障概念、屏障性能表征参数、屏障效果评估方法、屏障管理准则等存在一定的差异，导致难以进一步推进其理论研究与工程实践。本文回顾了安全屏障概念的发展历程，厘清安全屏障类型与分类依据，结合风险与韧性视角深入剖析屏障功能实现的基本原理，归纳总结安全屏障性能表征的常用参数与模型方法，指出基于不确定性的安全屏障效果量化是当前研究的核心难点。对比基于风险削减目标的常规屏障管理思路与基于韧性增强过程的新型屏障管理理念的优缺点，并从屏障系统构建、监测与维护、应急响应支持、屏障系统灾后优化等方面对化工园区屏障管理体系进行探讨。最后，指出后续安全屏障研究的关键突破方向，旨在设计高效屏障系统，保障化工园区安全发展。