发展低成本、高性能的燃料电池催化剂是实现燃料电池商业化的关键。目前，铂基催化剂仍是动力燃料电池不可替代的主催化剂。本文综述了最近几年燃料电池催化剂增强方面的研究进展，探讨了新型催化剂材料的设计与制备以及提高催化剂活性或稳定性的方法，包括表面修饰、包覆、合金化、几何与电子结构以及晶体结构的调变、催化剂/载体相互作用等手段。开发高活性和高稳定性的非铂类催化剂是燃料电池催化剂的发展趋势和努力方向。其中，提高非铂燃料电池催化剂可靠性、稳定性和活性，迫切需要在燃料电催化理论、非铂催化剂理性设计、燃料电池水热管理、有序化膜电极等方面取得创新和突破。

通过对270篇电厂锅炉水冷壁爆管事故类文献研读，归纳得出造成爆管的直接原因是超温和化学腐蚀分别占21.27%、18.73%，作为根本原因之一的燃料粒度不均以及燃烧方式不当占14.44%，器壁结垢堵塞作为水冷壁管泄漏的一个间接原因占10.79%，这几种因素合计引起的泄漏次数在总泄漏次数中占65.23%，为水冷壁发生泄漏时应该优先考虑的因素。按水冷壁发生化学腐蚀的位置进行统计，得出水侧和火侧的化学腐蚀分别占64.41%和35.59%。将水冷壁水侧的化学腐蚀因素进一步分类得到氢腐蚀占36.84%，碱腐蚀占21.05%，酸腐蚀占15.79%以及蒸汽腐蚀占11.84%。这4种化学腐蚀因素合计引起的爆漏次数占所有水侧化学腐蚀因素引起爆漏次数的85.52%，为化学腐蚀因素中应该优先考虑的因素。另外，还分别讨论了不同功率机组的水冷壁腐蚀失效情况。以上结论对现有电厂水冷壁泄漏原因的快速查找和预防起到一定作用，在维持设备长期经济安全运行方面具有一定的实际意义。

电场是改变液滴界面张力的重要因素，施加不同类型的电场对驱动微流体运动、变形、分裂及合并等行为起着至关重要的作用，该技术广泛用于微液滴操控、电子显示和原油脱水等领域，并具有潜在的应用前景。文中综述了电场作用下微液滴气-液、气-固与液-液交界面张力的变化，分析了与界面张力对微液滴运动学行为影响相关的实验现象及模拟成果；指出电场作用下气-液交界面处表面张力的变化趋势，因实验及模拟方法不同目前仍存在较大争议；探讨了直流电和交流电对电润湿过程液滴铺展的不同影响和液滴形态振荡特征；分析了直流电、交流电及电脉冲对电破乳过程中液滴运动行为的重要作用。总结了电场对液滴界面张力影响研究中存在的问题，并提出了值得进一步深入研究的可能方向。

乳酸是合成聚乳酸的原料，生物法制备乳酸是目前工业上生产乳酸的主要方法。但乳酸发酵液成分复杂，后续的分离提纯过程成了制约乳酸生产的技术瓶颈和难点，也决定着乳酸的品质与收率。本文对乳酸发酵液的主要的分离提取工艺进行了介绍，包括结晶分离技术、酯化水解法、萃取法、分子蒸馏法、膜分离法、吸附法及与发酵耦合的原位分离技术。并提出单一的分离技术很难有效提取乳酸，需将多种技术集成、改良提纯工艺路线。其中，将各种新型高效的集成技术与发酵过程的有机结合，实现连续或半连续的发酵过程，可提高乳酸产率和产品质量，有望形成高效率、高品质、低污染、低能耗、可工业化的乳酸提纯工艺路线。

结合遗传算法（GA）和粒子群算法（PSO）的优点以及混沌运动的特性，提出了加入混沌扰动的混沌粒子群遗传算法（DCPSO-GA），并使用5个高维非线性测试函数考察全局优化混合算法的性能。DCPSO-GA解决了在寻优搜索时出现的停滞现象，扩大了全局优化的搜索空间，丰富了粒子的多样性，且不需要函数梯度信息。测试结果证明，针对本文的5个测试函数DCPSO-GA能找到全局最优解，其收敛速度很快，大大减少了计算量。而且，经过与其他相关算法比较可知，当总的目标函数调用次数较接近或更少时，改进算法不论在计算精度还是收敛速度上，均有很大的提高。并将DCPSO-GA算法应用到重油裂解参数估计和预测中，测试结果证明，其提高了参数估计和预测的准确性，降低了误差，能有效找到全局最优解，收敛速度快，大大减少计算量。

采用Gibbs蒙特卡罗模拟方法和OPLS-AA力场计算了乙二醇（EG）/1,2-丁二醇（1,2-BDO）、乙二醇/1,3-丁二醇（1,3-BDO）、乙二醇/1,4-丁二醇（1,4-BDO）三组二元醇混合物的汽液相平衡数据，通过与实验数据及Wilson状态方程计算数据的比较验证了方法和力场对体系汽液相平衡预测的适用性。对混合体系饱和液相的径向分布函数分析可知，各二醇间存在与羟基官能团位置近似无关的强氢键作用和作用范围不同的范德华作用。经体系O-O平均数目的统计及氢键缔合比例分析发现，随乙二醇组成增大，3种体系的微观结构由主要包含较大的BDO-BDO、BDO-EG缔合结构（>6）向包含较小的EG-BDO、EG-EG缔合结构（2～4）转变，且缔合比例下降。Molclus+Gaussian09对小分子EG、1,2-BDO缔合结构进行能量优化与构型搜索，由此提出了二醇缔合比例随EG组成变化的可能原因：1,2-BDO间缔合结构稳定于其他缔合结构，随缔合分子数增大，各缔合结构稳定性增加，但EG自缔成大分子结构的稳定性与其和BDO缔合成小分子结构稳定性差异减小。

以甲醇、丙酮以及二者体积比1：1混合组成的甲醇/丙酮混合液为工质，对脉动热管在不同加热功率和充液率下的启动特性进行了实验研究，结果表明：在低加热功率下时，甲醇/丙酮混合工质的启动时间比丙酮长，比甲醇短，适当增加启动功率可以明显缩短脉动热管的启动时间，但是对丙酮及混合工质的启动温升影响不大；在60W高加热功率下时，3种工质的启动方式均为温度突变型，其中混合工质的启动时间最短，并且增加启动功率可以明显地提高混合工质脉动热管的启动温升；充液率对脉动热管的启动方式影响较为明显，丙酮和混合工质的启动温升均随着充液率的增加而逐渐减少，在中低充液率（≤50%）下，二者属于温度突变型启动，而在80%高充液率下，其启动方式变为温度平稳过渡型启动。

使用CFD软件建立了刮膜式分子蒸馏器的三维模型，以EHP-EHS混合物为研究对象，并通过编写用户自定义函数（UDF），研究刮膜式分子蒸馏过程传质存在时的传热特性，得到充分发展的温度场及流场，分析了蒸发壁面温度的分布及转子转速对其影响和局部Nu数的分布。结果表明：液膜表面的升温过程是周期地和波动地达到动态稳定温度的；转子转速越大，周期越小，温度波动次数越多，温度稳定性越好；局部Nu数在刮膜器刮擦的位置突增，刮膜器的刮擦作用是影响平均Nu数增大的主要因素。经过壁面优化，液体湍流程度增大，传热效果得到不同程度的增强，凸起矩形排列、三角形排列、螺旋形排列时平均Nu数分别是光滑蒸发面的1.32倍、1.23倍、1.04倍，为进一步优化刮膜式分子蒸馏器提供参考。

利用传统的多管排列式蒸发器对高黏度、易结垢的混合物进行蒸发，容易造成布液器堵塞，且结垢后的传热管难以清理。因此根据物料特性，本文设计了一种新型的降膜蒸发器，采用大降液孔加倾斜环板进行布膜，利用内径较大的锥筒作为传热壁面，并以粗甲酯作为试验工质对蒸发器的降膜蒸发传热系数随蒸发器筒体半锥度角、液膜流动雷诺数以及输入热通量之间的关系进行了试验研究。结果表明：该型蒸发器对于上述工质具有较好的适用性，蒸发系统能够在保持较高的传热系数的条件下，连续运行而不发生堵塞；蒸发器筒体锥度角有效地强化了降膜蒸发传热过程，而较大的热通量及进料流量在一定程度上却不利于蒸发传热。最后建立了降膜蒸发传热系数随蒸发器筒体半锥角和流动准数之间的经验关联式。

目前催化裂化油浆固含量的测定方法没有统一的标准，现行测定方法的比较分析鲜有报道。为了给油浆固含量测定方法的选择提供参考，本文通过实验，系统地比较分析了过滤法、离心法、灰分法以及炭化灼烧法这4种方法在固含量测定方面的准确度和精密度，并对过滤法在过滤材料及稀释剂选择方面进行了进一步的优化分析。结果表明：过滤法的准确度和精密度均较高，且基本能全面反映油浆固含物中催化剂及焦粉的含量；离心法的准确度和精密度均较差，测定结果明显偏大；灰分法及炭化灼烧法的精密度较高，但准确度较低，测定结果偏小；采用过滤法测定固含量时，过滤材料选择慢速定量滤纸即可满足一般的精度要求，当精度要求较高时，过滤材料可选择孔径为0.22μm的有机滤膜，另外稀释剂可选择芳香性溶剂如甲苯。

对粮食生产中的大量废弃的米稻壳经膨化技术加以改性，通过研究新型吸附对于放射性废水中的核素U⁶⁺及伴生重金属Pb²⁺的吸附特性，考察pH、吸附剂用量、温度、时间和初始浓度等影响吸附的因素，揭示新型吸附剂在吸附过程中的各种离子在溶液中的反应动力学、热力学参数以及等温吸附规律。通过实验证明稻壳经膨化改性后对核素U⁶⁺及伴生重金属Pb²⁺吸附效果明显，当pH分别为3、5时，吸附时间为40min时，溶液中U⁶⁺和Pb²⁺的去除率分别可达到89.10%、96.58%；通过吸附理论拟合研究证明新型吸附剂对U⁶⁺和Pb²⁺的吸附行为符合Langmuir等温单分子层吸附模型理论。

为了解决实际开采过程中高压天然气的含水问题，结合气体动力学和流体热力学原理，设计了一套前置式超音速旋流脱水装置，围绕新装置进行了流场模拟和性能分析两方面研究。首先根据几何尺寸建立了三维数值计算模型，并结合RNG k-ε湍流模型对超音速分离器内部流场进行了模拟，得出了装置轴心线上天然气压力、温度、马赫数等特性参数的分布规律，同时对不同截面上参数的径向变化进行了分析；最后根据露点降和分离效率评估了超音速旋流分离器的工作性能，结果表明：在喷管出口处马赫数为1.51，膨胀最低温度可达140K，切向旋流速度为160m/s，可以实现水蒸气的充分凝结和分离；当压损比达到70%时，可以得到32℃的露点降，而且装置对于变压力、变温度工况具有很好的适应性，完全可以满足生产实际要求。

通过能量分析和㶲分析，对涡轮增压柴油机的不同余热源进行优选；在此基础上，对余热利用的有机朗肯循环进行了热力学分析，选取了10种烷烃类高温工质，通过建立能量平衡方程和㶲分析方程，研究了蒸发压力对不同烷烃类工质的热效率、单位质量烟气净功、㶲效率、系统㶲损和膨胀机体积流量比（VFR）的影响规律。结果表明：废气再循环余热为最佳热源；所有工质的热效率、单位质量烟气净功、㶲效率和VFR随着蒸发压力的增加而增加，㶲损随着蒸发压力的增加减少；相同蒸发压力下，直链烷烃类工质的热效率、单位质量烟气净功、㶲效率和VFR随着工质临界温度的增加而增加，㶲损随着工质临界温度的增加而减少；在保证VFR≤50的工况下，环戊烷具有最高的热效率和㶲效率。

针对评价顶吹宏观混匀时间的方法进行了气体顶吹搅拌水动力学实验研究，利用基于混合过程中示踪粒子的分布随时间演化规律的RGB颜色模型来确定搅拌容器内的宏观混匀时间。通过定义像素阈值分离每一像素，构建混匀像素比M值作为确定混匀时间的指标，观察M值的变化规律，利用3σ方法确定混匀时间。针对喷枪插入深度及流量，用量纲为1强度单位表述为0.5和1的实验工况一，当阈值分数X=90%时，测定混匀时间为13.30s。分析结果发现，RGB颜色模型能够基于混合过程中示踪粒子的分布情况确定混匀时间，且与贝蒂数法和电导率法测定的混匀时间偏差不超过10%。为解决在视觉上评价多相流混合效果等工程问题提供了一种新的思路，为提高ISA炉使用寿命、强化ISA炉冶炼生产以及优化ISA炉工艺过程提供了一定的实验依据。

随着我国航空业的不断发展，对喷气燃料的需求也日益增加。在石油危机和环境问题日益严重的背景下，如何可再生地利用生物质资源生产出喷气燃料组分来部分代替传统炼油得到的喷气燃料受到相关科研人员密切关注。从催化的层面入手，本文回顾了利用催化化学方法将生物质衍生物催化制备转化为喷气燃料组分的不同途径，介绍了合成高密度、高辛烷值等高品质喷气燃料组分的新型工艺路线，给出不同糖醇平台的优缺点，如：单官能团化合物平台工艺路线复杂，目的产物选择性低；糠醛和5-羟甲基糠醛平台、乙酰丙酸和γ-戊内酯平台、2-甲基呋喃平台目前工艺较为成熟，已实现工业化。在此基础上，总结分析了目前以糖醇平台催化制备喷气燃料组分的研究状况，指出解决单糖到平台化合物大规模生产问题和研发高效、水热稳定性好的加氢脱氧催化剂可能是未来该领域研究的重点。

乙烯齐聚法因工艺简单、技术成熟等优点成为线性α-烯烃的主流方法，但该方法受限于乙烯原料，且已被世界石油巨头所垄断。本文介绍了从生物化学品出发制备线性α-烯烃的物质来源和可行的技术路线，简述了可用于生产线性α-烯烃的物质来源，包括高级脂肪酸酯、高级脂肪酸和高级脂肪醇等，分析了可行的催化转化技术路线，如内烯烃及不饱和脂肪酸交叉歧化、脂肪族羧酸催化脱羧、生物内酯和不饱和酸转化、不饱和脂肪酸两步法、甲基辛基醚分解、脂肪醇脱水、混合线性辛烯和/或线性辛醇制1-辛烯工艺等国内外新技术，指出利用生物化学品生产α-烯烃已经成为生物质转化中一个积极的方向，开发高效的催化剂及其工艺是该技术的研究重点。

将太阳能发电与制冷系统结合起来的一个明显优势是电能的取得和冷量需求在季节和数量上高度匹配，然而微小制冷系统的性能参数和稳定性也极易受环境参数变化的影响。本文提出了一种基于太阳能光伏发电与蓄电池相结合的微型制冷系统实验模型，并对微型太阳能发电制冷系统进行实验分析。结果显示，系统一天连续运转10h，在晴间多云天气下光伏输出1.48kW·h电能，其中86%供给压缩机，7%存入蓄电池，7%被控制器消耗；在多云转阴天气下，光伏输出的1.02kW·h电能只占系统总消耗的73%，余下的27%能量由蓄电池提供。在蓄电池单独测试条件下，系统在连续3天内分别运行了7h、12h和4h，蓄电池输出了3.11kW·h电能，其中的93%供给压缩机，余下7%被控制器消耗。另外结合实际情况分析了不同的冷量需求与系统的匹配关系，为以后微型太阳能发电制冷系统的应用提供了实验依据。

通过模拟煤和生物质的灰成分并测试其熔融温度，探究了不同成分的灰中K₂O对灰熔融特性的影响作用。利用FactSage 7.0对各组灰分的熔融过程进行了热力学模拟和平衡计算，从矿物质反应和变化的角度为不同组分的灰中K₂O对熔融特性的影响提供理论依据。利用XRD验证了计算中所预测的矿物质的存在。结果表明：灰中K₂O的含量对灰熔融特性的影响会受到灰分中硅、铝、钙等元素含量的影响。对于CaO含量较低的煤灰，适量增加K₂O的含量有助于降低灰分的初始变形温度、软化温度和半球温度，但对流动温度几乎没有影响；对于CaO含量较高的煤灰，适量增加K₂O的含量能够全面降低灰的熔融温度；对于生物质灰，当K₂O的含量低于30%时，增加K₂O的含量有助于降低灰熔点，继续增加K₂O的含量则对灰熔点几乎没有作用。

栗生灰黑孔菌多被用于产漆酶的研究，很少有利用其纤维素酶的报道。为了降低在纤维素水解中纤维素酶的使用成本，利用栗生灰黑孔菌发酵制备的粗纤维素酶液，以微晶纤维素为底物模型，研究粗纤维素酶液水解微晶纤维素的最佳pH、温度和最佳表面活性剂助剂种类及浓度，并对不同表面活性剂存在条件下的纤维素酶解动力学、紫外和荧光光谱进行了研究。结果表明，粗纤维素酶水解微晶纤维素的最佳条件为pH 4.8，温度50℃，最佳表面活性剂助剂为吐温80，添加剂量为1.12mg/g底物；吐温80的添加可提高粗纤维素酶解的最大反应速度常数V_max，降低米氏常数K_m；表面活性剂改变了纤维素酶的紫外和荧光最大吸收峰，酰胺Ⅰ带和酰胺Ⅲ带的谱峰，可能通过与纤维素酶中的氨基酸残基发生反应影响了纤维素酶的结构，进而影响了微晶纤维素的水解反应。该研究为进一步降低纤维素水解成本提供了理论指导。

电催化氧气析出反应是金属-空气电池充电过程和电催化分解水阳极的关键反应，对提高能量储存和转换效率、高效利用可再生清洁能源、缓解能源危机和环境污染具有重要作用。文章首先简要介绍了电催化氧气析出反应基本过程，随后综述了近年来用于电催化氧气析出反应的非贵金属催化剂的研究进展，重点讨论了过渡金属氧化物、过渡金属氢氧化物以及碳材料等非贵金属催化剂的研发情况。对这些催化剂的合成、结构及氧气析出催化性能进行了详细分析，也对这些催化剂的发展方向进行了简单分析。文章最后认为，新合成技术、新催化材料的发展以及氧气析出催化反应机理的阐明对发展高性能电催化氧气析出非贵金属催化剂将会起到极大的推动作用。

生物柴油是一种绿色的可再生能源，主要通过酯交换反应生产。催化剂在酯交换反应中起重要作用，固体酸催化剂因污染少、效率高、易分离而成为研究热点。本文介绍了固体酸催化制备生物柴油的反应机理，综述了国内外近几年生物柴油制备中所用固体酸催化剂的研究进展，分为固体杂多酸、无机酸盐、金属氧化物及其复合物、沸石分子筛及阳离子交换树脂等，分析了催化剂的制备流程、反应操作条件和反应结果等，得出固体酸在催化含有大量水分和游离酸的油脂酯交换反应方面具有独特的优势，且符合生物柴油绿色生产的要求，是需要进一步研究和开发的方向。

以自制的SBA-15为载体，磷钨酸为活性组分，用过量浸渍法制备了HPW/SBA-15催化剂，并采用SEM、BET和TG-DTA对催化剂进行表征分析。H₂O₂为氧化剂，十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为相转移剂，以二苯并噻吩（DBT）的模型化合物（DBT为溶质、正辛烷为溶剂）进行氧化脱除为探针反应，考察了磷钨酸负载量和HPW/SBA-15的焙烧温度对催化剂活性的影响，同时考察了氧化-萃取工艺条件对真实柴油脱硫效果的影响。实验结果表明，磷钨酸最佳负载量为30%，HPW/SBA-15在250℃焙烧处理时活性最高；在n(H₂O₂)：n(S)=6、HPW/SBA-15用量为2.5%（基于柴油质量）、CTAB用量为0.4%（基于柴油质量）、萃取级数为4、温度60℃反应1.5h的条件下，柴油硫含量从1317mg/L降到39mg/L，脱硫率达到97.0%、收率不低于85.0%。气相色谱结果显示，该催化氧化脱硫体系容易脱除柴油中加氢难以脱除的二苯并噻吩及其衍生物。

目前，直接甲醇燃料电池（DMFC）已成为世界各国探寻新型绿色动力源的首选。铂基催化剂虽然被公认为催化甲醇氧化最有效的催化剂，但离其商业化应用仍然存在较大差距。提高铂的利用率和电催化性能被公认为是解决DMFC商业化的关键问题。基于以上考虑，本文采用一种不需要使用表面活性剂的模板辅助法成功合成出了石墨烯中空球，并利用电沉积法负载Pt纳米颗粒。该载Pt石墨烯中空微球具有非常高的比表面积（226.4m2/g）和相互连通的结构。电化学测试结果表明，该载Pt石墨烯中空球的电化学活性表面积高达43.27m2/(g，Pt)，峰值电流密度几乎是商业铂碳的两倍，且稳定性明显高于商业化铂碳。该载Pt石墨烯中空球对甲醇氧化展现出了极好的应用前景。

单分子磁体在超高密度存储、自旋电子器件、量子计算机等领域具有潜在的应用。稀土离子因其存在高电子自旋基态以及很强的自旋轨道耦合和磁各向异性，被广泛应用于磁性材料的制备。近年来，稀土离子用来提高单分子磁体的自旋翻转能垒的研究备受关注，大量具有单分子磁体性能的稀土配合物被合成。本文综述了稀土配合物单分子磁体的合成、结构与磁性研究进展，着重介绍了单核、双核、三核、四核、五核及六核稀土配合物单分子磁体的结构与磁学性质。研究表明，应用元素镝构筑的稀土配合物单分子磁体性能最好，且随着配合物核数的增加，单分子磁体的特性更加明显。展望稀土配合物单分子磁体的研究，今后的研究重点是合成高核稀土配合物和提高磁各向异性能垒。

近些年，受自然界中具有超疏水性表面的动植物的启发，在结合外部环境的影响并充分考虑表面化学组成与表面微观结构的基础上，科学研究工作者们已经探究出超疏水性表面的制备方法，并成功制备出超疏水性能表面。伴随研究者们对超疏水性表面更加深入的研究，众多制备超疏水表面的方法不断出现，本文介绍了影响表面润湿性的因素，归纳超疏水涂层表面的6种常用的制备方法，其中包括等离子体法、刻蚀法、溶胶-凝胶法、沉积法、模板法、层-层自组装法等方法，以及超疏水表面在流体减阻、防积雪防冰冻、防腐蚀、油水分离等方面的应用情况；并对超疏水将来的发展进行了展望。应进一步研究力学性能的稳定性、被损的自修复能力等。

金属有机骨架材料（MOFs）多样的组成与结构、高的比表面积和丰富的孔结构等优势，使其逐渐成为高性能电化学储能与转换电极材料研究的热点之一。本文主要介绍了MOFs在超级电容器中的应用研究，阐述了MOFs自身及其复合材料和衍生物（多孔碳、金属硫化物及氧化物）在超级电容器材料应用领域的研究进展，讨论了MOFs基超级电容器的结构特征及其在电化学储能领域中展现出特殊的性质和新颖的功能，提出了MOFs构筑的超级电容器在新能源储存与转换领域发挥的重要作用，最后对MOFs基超级电容器自身结构稳定性差、导电率偏低及其实际应用受限进行了分析。

角蛋白是一类存在于毛发、指甲、羽毛中的可生物降解的可再生资源。本文介绍了浇铸成膜、热压成膜、静电纺丝3种常见的角蛋白成膜方法，对比分析了各种方法的特点和优势。针对单一角蛋白膜材料性能较差的不足，详细综述了通过增塑改性、化学改性以及与其他天然/合成高分子共混改性等对角蛋白膜材料的改性研究进展，指出角蛋白良好的成膜性和反应活性，使得角蛋白及其改性膜材料具有广阔的应用前景。最后提出今后的研究方向为角蛋白的高效提取、角蛋白成膜机理的研究以及膜材料的高性能化研究。

通过双螺杆挤出机将马来酸酐熔融接枝聚乙烯，制备的聚乙烯热熔胶具有粘接性能强、价格低等优点，广泛地应用于钢塑复合管。本文根据近年来聚乙烯热熔胶的研究方向，综述了新型引发剂及引发方式对接枝反应的影响；比较了不同种类聚乙烯接枝效果的差异；总结了改性单体对热熔胶性能的改善以及温度、挤出机螺杆结构和转速等工艺条件对聚乙烯热熔胶的影响。分别总结了化学滴定法和红外光谱法对接枝率的表征；简述了材料表面处理和涂胶工艺对剥离强度的影响。分析了热熔胶剥离强度传统制样方法的不足，并总结了能得到稳定真实剥离强度的制样方案。展望了低马来酸酐含量、高粘接强度的绿色环保型聚乙烯热熔胶的研究前景。

Nafion膜具有优良的化学稳定性和导电性能，但是它成本高，高温下几乎不导电。本文回顾了Nafion替代膜之一——磺化聚醚醚酮（SPEEK）膜及SPEEK/离子液体（IL）复合膜的研究进展。介绍了SPEEK制备的两种方法：直接磺化法和磺化单体聚合法，其中直接磺化法工艺简单，但磺化度（DS）≤1.0，反应较难控制；磺化单体聚合法DS可控，但工艺复杂，原料有毒。简述了温度、反应时间、原料配比、磺化单体种类、制膜工艺及溶剂对SPEEK膜性能的影响：直接磺化法中DS与温度成负相关，与反应时间成正相关，与原料配比关系不大；磺化单体聚合法中DS受磺化单体的种类和氟酮与磺化氟酮的比例影响较大。着重介绍了SPEEK/咪唑离子液体复合膜和SPEEK/季铵盐离子液体复合膜的研究现状及应用于质子交换膜燃料电池（PEMFC）时存在的问题。最后对SPEEK/IL复合膜未来的研究方向进行了展望，即解决燃料电池运行过程中复合膜中离子液体流失及与Pt基催化剂相容性等关键问题，以提高PEMFC的性能。

己二腈是工业上合成尼龙66的重要的中间体，目前世界上主流的合成路线主要有两种：丙烯腈电解二聚法与丁二烯直接氢氰化法。本文着重对这两种工艺路线的技术特点与化学反应原理做了详细的介绍，并对两种工艺做了比较。结果表明丙烯腈电解二聚法优点在于工艺过程简单，但其电解费用和丙烯腈价格限制了该工艺的发展，丁二烯直接氢氰化法虽然采用剧毒且易挥发的氰化氢为生产原料，且在催化剂的制备、回收与再生方面技术难度高，但是在能耗、原料成本、产能方面，丁二烯法相比丙烯腈电解二聚法更有优势，具有更好的市场竞争力，是我国己二腈生产技术中优先发展的方向。

氢气是一种清洁、高效的能量，被视为最具发展潜力的清洁能源，其存储和运输是影响氢能大规模应用的关键问题。常用的储氢方法有高压气态储氢、液化储氢、金属合金储氢和有机液体氢化物储氢等，本文综述了其中受到广泛关注的有机液体储氢材料，分析了多种有机液体储氢材料的储氢原理与特点，认为有机液体储氢容量大，可循环使用，更加高效安全。主要介绍了环己烷、甲基环己烷、十氢萘、咔唑和乙基咔唑等，重点对目前的国内外研究现状进行了阐述。根据分析结果，对其发展前景进行了展望，指出如果利用工业上能够大规模获取的化学原料，如萘系多环芳烃，开发高效低成本加氢脱氢催化剂，研究最适宜的加氢与脱氢条件，可大幅降低储氢成本，有利于氢能的大规模应用与发展。

通过原位溶剂热法分别合成了HKUST-1、MIL-101、UiO-66与羟基化介孔氧化硅泡沫（MCF-OH）的复合物，并对材料进行了PXRD、SEM、低温N2吸-脱附、XPS、TGA表征及298K下的CO₂吸附测试。结果显示：3种复合材料中都形成了对应MOFs的晶型结构，但由于各类MOFs金属中心的不同，MCF-OH对MOFs的形貌产生了不同的影响。其中，HKUST-1^#MOF-OH复合材料中MCF-OH的加入对HKUST-1的生长起到了导向作用，在两者界面间形成了新的介孔结构，并且其微孔孔径尺寸更接近CO₂的动力学直径。另外两种复合材料中MCF-OH的加入主要对其MOFs晶型颗粒的生长起到了限制作用，使其晶型颗粒尺寸减小，从而带来了比表面积的增加。3种复合材料的CO₂吸附量都较纯MOFs材料有所提高，并且由于HKUST-1^#MOF-OH复合材料中微孔孔径尺寸的减小以及新的介孔结构的引入使其对CO₂的吸附更加高效，因此其较纯MOFs材料的吸附性能提升效果最为明显。

采用二次水热合成法在管状多孔莫来石支撑体上制备高耐酸性ZSM-5分子筛膜，系统地研究分子筛晶种和合成溶胶中H₂O/SiO₂摩尔比率对ZSM-5分子筛膜生长与渗透汽化性能的影响，采用X射线衍射、冷场扫描电子显微镜和电子能谱等表征技术分别对制备的ZSM-5分子筛及其ZSM-5分子筛膜的结构、形貌和Si/Al比进行表征。针对分离75℃、90% HAc/H₂O的水溶液，最优化条件下制备的ZSM-5分子筛膜表现出优良的渗透汽化性能，渗透通量和分离因子分别为0.98kg/(m²·h)和890。此外，本研究所采用制备耐酸性ZSM-5分子筛膜的方法表现出良好的重现性，重复制备的12根ZSM-5分子筛膜在75℃下分离90% HAc/H₂O的水溶液时，平均通量和分离系数分别为（0.85±0.15）kg/(m²·h)和650±290。再者，ZSM-5分子筛膜在45～75℃的温度范围内分离50%～95% HAc/H₂O水溶液时都表现出优良的渗透汽化性能。

采用酯交换缩聚法，以聚四氢呋喃醚二醇（PTMG）和1,6-六亚甲基二氨基甲酸甲酯（HDC）为原料，1,4-丁二醇（BDO）为扩链剂，分别采用有机锡类和钛酸酯类为催化剂制备聚醚型聚氨酯（PEPU）弹性体。用红外光谱（FTIR）、凝胶渗透色谱（GPC）、差示扫描量热（DSC）、X射线衍射（XRD）、热重分析（TGA）、力学性能与光学性能测试等考察有机锡类和钛酸酯类催化剂对聚氨酯结构与性能的影响。结果表明：相同工艺条件下，有机锡类和钛酸酯类为催化剂均能有效催化酯交换缩聚合成高分子量的聚氨酯（PEPU）弹性体，钛酸四乙酯和二丁基氧化锡催化制得PEPU的特性黏度较高。二丁基氧化锡催化制得PEPU的力学性能和光学性能较优，钛酸四乙酯催化制得PEPU热性能较优。

为了提高沥青路面自修复性能，采用原位聚合法制备包裹沥青再生剂的脲醛树脂微胶囊，利用四因素三水平正交试验，研究了最佳芯壁比、终点pH、温度与乳化剂浓度对包裹沥青再生剂的脲醛树脂微胶囊形貌、粒径与包覆率的影响；对完整试样和断裂愈合后的试样分别进行延度试验，探究普通基质沥青和添加自修复微胶囊沥青的自修复能力。极差数值分析结果表明：pH和温度对微胶囊制备影响程度更大，制备微胶囊的最佳工艺是甲醛与脲的摩尔比为4：5，芯壁比为6：5，终点pH为4，反应最终温度为70℃，十二烷基苯磺酸钠的质量分数为0.5%，此条件下制备的微胶囊表面形貌致密，平均粒径为21.14μm，包覆率达到85%。在愈合试验中，微胶囊最优质量掺量为0.3%，此时愈合率为38.67%。

在氙灯光氧环境中对中密度聚乙烯（MDPE）进行了64天的人工加速老化实验，以研究其在光氧环境下的老化行为及规律。本文利用热重分析法（TG）、衰减全反射红外光谱技术（ATR-FTIR）、力学试验和热分解动力学方法分别研究了中密度聚乙烯（MDPE）在光氧老化环境中热稳定性、化学结构、力学强度和包括活化能及指前因子的动力学参数的变化规律，探究了MDPE的老化行为及老化机理。结果表明：随老化时间增加，MDPE热稳定性能下降，分子结构中产生羰基、羟基等含氧基团，分子链断裂，支链增加，弯曲强度和冲击强度下降。老化64天后，弯曲强度和冲击强度分别下降了17.4%和47.3%。采用Coats-Redfern和Kissinger方法均表明MDPE活化能均随着老化时间增加而减小，且老化初期下降更明显，表明初期MDPE老化作用更加剧烈。

综述了松香基功能性表面活性剂的合成和应用研究进展；根据功能性表面活性剂的功能性特征，系统概括了可分解型、可反应型、螯合型、Bola型以及双子型5类松香基功能性表面活性剂的研究状况；并根据合成反应原理和分子结构，从合成方法、反应难易程度、收率、表面活性等方面详细分析归纳了松香基功能性表面活性剂的合成研究现状；根据松香基功能性表面活性剂优异的生物降解、金属螯合、反应活性等功能性性能，总结了其在生物医药、电子信息、功能材料等方面的应用进展；最后对松香基功能性表面活性剂的合成及应用研究趋势进行了展望，指出在合成类型、微观形态等基础研究和功能性性能开发利用领域的研究空白和发展潜力。

以甲基丙烯酸（MAA）、甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）为单体，过氧化氢（H₂O₂）/抗坏血酸（Vc）为引发剂，甲基烯丙基磺酸钠（SMAS）为链转移剂，合成了一种抗泥型聚羧酸减水剂，通过红外光谱（FTIR）、凝胶渗透色谱（GPC）对聚合物进行结构表征，通过水泥净浆流动度、蒙脱土层间官能团、X射线衍射和吸附量测试，对其分散性能及抑制蒙脱土机理进行了探究。结果显示：合成的抗泥型聚羧酸减水剂在摩尔比为2.5：1时分散性能最佳，当减水剂折固掺量为0.25%时，水泥初始净浆流动度为268mm；与普通聚羧酸减水剂相比，合成的抗泥型减水剂对蒙脱土敏感性较低，与蒙脱土作用后的层间未出现抗泥型减水剂的特征官能团，层间距为1.40nm，抗泥型减水剂在蒙脱土上的吸附量远小于普通减水剂的吸附量。

首先合成了一种新型两性聚合物缓凝剂SN-3，然后采用红外光谱和元素分析等测试手段对其进行结构表征。其次，对其应用性能作了进一步研究，主要包括稠化时间、加量和温度敏感性等，实验结果表明应用性能满足现场施工要求。利用低场核磁共振测试技术重点研究了缓凝剂SN-3对油井水泥浆水化过程中横向弛豫时间T₂分布的影响，在相同的水灰比、温度和水化时间下，对纯水泥浆C和掺有缓凝剂SN-3的水泥浆CHN的横向弛豫时间进行测试和分析，借助迁移速率和峰形指数两个参数表征水泥浆T₂分布曲线的变化过程。最后，结合X衍射和扫描电镜（SEM）进一步探讨缓凝剂SN-3的缓凝作用原理。实验结果表明，缓凝剂使水泥浆中填充于絮凝结构之间的水的受缚程度减小，存在时间变长，转化为化学结合水所经历时间变长；缓凝剂SN-3主要通过沉淀和络合作用达到缓凝效果的。

以生物柴油为原料，利用生物柴油存在双键结构的特点，将部分双键组分进行二聚化及环氧化反应，形成了生物柴油联产环氧二聚酸甲酯（EDAME）新技术。在二聚化反应条件为240℃/6h下，研究了催化剂种类、油脂双键组分含量对二聚化反应程度的影响，探索了二聚化反应对生物柴油燃烧性能的影响。获得了二聚化得率为28%（硅酸铝为催化剂）的较佳结果。通过二聚化反应后生物柴油十六烷值比较，发现：二聚化反应后，未参与反应的生物柴油的十六烷值变化不大，二聚化反应不影响生物柴油燃烧性能。考察了EDAME与对苯二甲酸二辛酯（DOTP）共混对PVC的增塑效果。通过对共混塑化体系进行力学性能、热重和流变性能表征，结果表明，当EDAME的含量为20%时，断裂伸长率提高了2.62%；当EDAME全部替代DOTP时，T_i、^T₁₀和T₅₀分别提高了6.5℃、9.9℃和26.8℃，残炭量由8.7%升高到11.7%；动态热稳定时间增加，相比于单独使用DOTP，EDAME含量为20%时的平衡扭矩由3.8N·m减小到3.2N·m，从而改善了热塑材料的加工性能。由此可见，EDAME可以部分替代DOTP，作为一种环保可再生的优良辅助增塑剂使用。同时，生物柴油联产环氧二聚酸甲酯新技术有助于提高生物柴油生产线综合经济效益，具有广阔的市场推广前景。

旨在对低密度聚乙烯蜡进行化学接枝改性，改善其可乳化性能，从而制备高稳定性改性聚乙烯蜡微乳液。首先以丙烯酸作为接枝单体，采用悬浮溶胀接枝法对低密度聚乙烯蜡进行化学接枝改性；然后，通过选取适当的阴离子乳化剂和非离子乳化剂的复配体系，对接枝改性的聚乙烯蜡产物进行乳化。结果表明：采用SDS和Tween80等比例复配，控制乳化温度为90～95℃，乳化剂用量为聚乙烯蜡的10%、乳化时间为30min时，采用相转变乳化法可制得高稳定性的聚乙烯蜡微乳液。采用FTIR对改性聚乙烯蜡进行了结构表征，证明了丙烯酸被成功地接枝到了聚乙烯蜡分子上，并通过DSC分析研究了其熔点和结晶情况的变化：聚乙烯蜡的熔点为102.41℃，丙烯酸接枝改性聚乙烯蜡的熔点为102.85℃；改性聚乙烯蜡与未改性的聚乙烯蜡的比结晶度为77.7%。

餐厨垃圾年产生量大、成分复杂，传统的焚烧、填埋处理方式易引发一系列环境问题，同时，餐厨垃圾又具有有机质含量高、营养元素丰富的特点，其资源化利用可实现价值再生，符合可持续发展的要求，因而成为国内外学者的研究热点。本文从产品利用方向的角度综述了几类餐厨垃圾资源化利用技术的研究进展，包括能源化利用方向的餐厨垃圾制生物柴油、甲烷、氢、燃料乙醇技术，农业化利用方向的餐厨垃圾制动物饲料、有机肥料技术，工业化利用方向的餐厨垃圾制还原糖、炭材料、乳酸技术；介绍了餐厨垃圾资源化过程中产生的恶臭气体、废水污染问题以及污染控制相关研究进展。最后指出，对微生物厌氧反应机制的深入研究有利于实现相关技术在工业生产规模的优化，厨垃圾资源化工艺过程的污染控制需要进一步得到关注。

烧结过程持久性有机污染物问题凸显，已然成为钢铁环保领域的重要研究内容。本文从二英类基本性质入手，简述了烧结工艺过程基本特征，并介绍了烧结过程二英类污染物的排放水平和分布，指出烧结过程二英类污染物的治理关键环节在于烟气。其后，重点论述了烧结过程二英类的生成机理及影响因素，指出二英类主要生成空间位于烧结床内部，从温度、碳源、氯源、氧、催化剂等方面进行深入分析和比较，为烧结过程持久性有机污染物相关研究提供理论基础。在此基础上，对目前二英类污染物源头减排技术进行梳理，提出对于烧结过程复杂工况下抑制剂的控污机理和烧结矿性能影响等相关问题仍有待深入研究，并提出烧结过程二英类生成抑制技术将成为重要研究方向。

炼油企业常减压蒸馏系统不仅是重要的石油加工环节，也是CO₂排放的主要工序之一。基于元素流分析方法，分析了炼油企业“三塔两炉”的常减压蒸馏系统的碳素流动过程，以某炼油企业生产数据为例，分析了影响该系统CO₂排放的主要影响因素，并运用数学规划方法分析了燃料消耗量、过量空气系数、燃料碳氢比和燃烧效率4个因素对常压蒸馏子系统和减压蒸馏子系统的CO₂排放影响。结果表明：常压蒸馏子系统是常减压蒸馏系统中主要的CO₂排放子系统，约占系统总CO₂排放量的62.84%；燃料消耗量和燃料碳氢比是影响常减压蒸馏系统碳排放的主要因素，常压炉和减压炉的碳排放量随着加热炉燃料消耗量的增加和输入燃料碳氢比的增大而增大。

超滤膜的有机污染问题是膜法海水预处理技术在海水淡化工程应用面临的重要挑战，粉末活性炭吸附是目前常用的膜前预处理手段之一。本文对比分析了直接超滤和投加粉末活性炭后对海水中有机物的截留能力，利用三维荧光光谱分析了投加粉末活性炭对超滤膜截留有机物的影响机制，并考察了海水超滤过程中通量变化及膜污染情况。研究结果表明，投加粉末活性炭能够强化超滤膜对海水浊度和有机物的去除，当粉末活性炭投量为200mg/L时，整个系统对海水中DOC去除率从直接超滤时的55.1%提高到77.6%。利用粉末活性炭的吸附作用及其在超滤膜表面形成的疏松滤饼层能够显著提高超滤系统对海水中腐植酸类有机物的去除能力。与直接超滤相比，粉末活性炭-超滤系统对改善膜通量的作用有限，但粉末活性炭形成的滤饼层能够避免超滤膜与有机物直接接触，可显著减缓超滤膜的不可逆污染。

采用简便一步溶剂热法制备了一种阴离子聚电解质聚（4-苯乙烯磺酸-共聚-顺丁烯二酸）钠盐（PSSMA）修饰的磁性氧化石墨烯复合材料（M-rGO/PSSMA），并将其用作水溶液中阳离子型染料碱性品红（BF）去除的吸附剂。采用FTIR、SEM、TEM、TGA、VSM、DLS对制备的M-rGO/PSSMA进行表征。考察了溶液pH、吸附时间以及染料初始浓度对BF在M-rGO/PSSMA及M-rGO上吸附性能的影响；探讨了等温吸附过程、吸附动力学以及吸附机理。研究表明，M-rGO表面PSSMA的接枝可有效提高其对BF的吸附容量。PSSMA修饰后的磁性氧化石墨烯对BF的最大吸附容量高达588.2mg/g，是未经PSSMA修饰M-rGO吸附容量的3倍。另外，M-rGO/PSSMA对BF的吸附动力学和吸附等温数据分别符合准二级吸附动力学模型和Langmuir等温吸附模型。利用NaOH的乙醇溶液可对M-rGO/PSSMA进行有效的再生；通过外加磁场作用可实现吸附剂的回收再利用。本文所制备的石墨烯基复合材料可望成为环境废水中阳离子污染物去除的优良吸附剂。

为了提取失效钒电解液中有价钒元素，对全钒氧化还原液流电池失效钒电解液的回收利用进行了研究。在常温常压条件下，以氯酸钠作氧化剂对失效钒电解液进行深度氧化，使低价钒全部转变成五价钒，然后通过浓缩、沉钒、干燥等工艺过程，得到具有高附加值的偏钒酸铵。分析了回收过程的工艺原理，探讨了回收工艺的工艺条件。结果表明：NaClO₃对失效钒电解液的氧化是影响钒回收率的关键工艺过程，V⁴⁺：NaClO₃的最佳摩尔比为1：0.2，V³⁺：NaClO₃的最佳摩尔比为1：0.4；沉钒的最佳工艺条件为：钒液浓度为25～30g/L，pH为8.0～8.5，沉钒温度为50～60℃，加铵系数K为1.0～1.2，沉钒时间为80～120min。该工艺具有钒回收率高、成本低、操作简便、对环境友好等优点，在最佳工艺条件下钒的回收率可高达99%左右，为全钒液流电池失效钒电解液的回收利用提供了一条新途径。

印染废水问题形势依然严峻，目前常用生物法来治理，筛选高效降解染料的微生物是生物法处理印染废水的关键。本文利用梯度浓度压力驯化法，从印染废水水解酸化反应器中筛选出对染料活性黑5具有良好脱色性能的混合菌群DDMY1。利用该菌群在兼氧条件下对活性黑5进行脱色研究，首先采用拍照方式记录其反复脱色、复色的直观效果，其次运用紫外-可见光分光光度计检测其不同时间、不同状态下脱色液吸光值情况，最后运用气相色谱质谱联用仪和傅里叶变换红外光谱仪等检测方法分析脱色、复色过程中产物情况。结果表明，混合菌群DDMY1对活性黑5的脱色性能显著，24h脱色率能达到97.4%。同时，发现活性黑5的兼氧生物脱色反应可有效反复脱色、复色达17次之多，根据分析测试的结果，初步推测该现象可能是由活性黑5降解产物中的苯胺类物质或萘醌类物质造成的。

由于污泥在建材利用安全性方面存在较多质疑，致使污泥的建材利用一直得不到广泛推广。鉴于此，本实验对剩余污泥进行了改性处理，对改性后获得的泥渣与污泥蛋白液的特性进行了分析，同时对不同泥渣与泡沫掺量下的泡沫混凝土强度和耐火特性进行了研究。结果表明，改性污泥制备泡沫混凝土不存在安全隐患，获得的污泥蛋白发泡剂具有良好的发泡性能。制备的泡沫混凝土具有良好抗压强度、抗折强度，满足行业标准；同时泡沫混凝土的干密度、抗压强度及抗折强度都随着泡沫量的增加而降低；随着污泥渣的增加，泡沫混凝土的干密度和抗折强度下降，抗压强度则呈现先增加而后降低的趋势，在污泥渣质量分数为4%时，抗压强度最佳。耐火试验显示泡沫混凝土具有良好的耐火性能。因此，应用改性污泥制备泡沫混凝土具有较强的可行性。