Cr作为一种有害元素广泛地存在于化石燃料、生活垃圾和工业固体废物中。其中，化石燃料、相当大部分的生活垃圾以及一部分的工业固体废物都通过燃烧过程来回收能量或者进行减容和无害化处理。因此，通过燃烧过程人类向自然界中排放了大量的Cr。最重要的是，热处置过程中的高温氧化环境容易使低迁移性和毒性的Cr（Ⅲ）氧化为高迁移性和毒性的Cr（Ⅵ）。所以，热处置过程中Cr的反应、行为以及产物中Cr的存在形态得到了越来越多的研究。本文综述了燃料中Cr的存在形态、燃烧过程中Cr的氧化机理、燃烧过程中Cr氧化的控制方法以及燃烧产物中Cr的固化方法四方面内容，为减少燃烧过程中的Cr对环境的危害提供理论基础。

结合Prins反应的发展历史，概述了近年来Prins反应的最新研究及应用现状。目前Prins反应有直接热缩合反应和催化合成反应两大类，本文分析了这两大类反应的优势和不足，指出了未来催化合成反应是Prins反应研究的重点。Prins反应的催化剂包括液体酸催化剂、固体酸催化剂和固体碱催化剂等，而离子液体催化剂、杂多酸催化剂、竹炭磺酸催化剂等高效且环境友好型催化剂是今后研究发展的重点。同时概述了Prins反应在化工、农药、香料、医药、天然大分子合成等方面的应用，最后提出了Prins反应未来在新型催化剂、相关合成方法学、石油化工和天然产物全合成等相关领域发展方向的展望。

在工业生产或科学实验过程中，出于安全因素或是保护产品的目的，需用惰性气体或其他气体对相关管道、容器或密闭空间内的初始气体进行置换。本文介绍了近年来气体置换技术在化工、航天及低温等领域的研究及应用进展情况，重点是在天然气管道投产置换、火箭液氢加注系统加注前置换、LNG低温储罐投用置换、常压热环境试验湿空气置换等领域的研究及应用情况，同时也介绍了在煤矿瓦斯置换、低温液体管路置换等方面的研究及应用情况，提出了气体置换技术在很多应用领域的基础理论研究和计算分析方面还有所缺乏的问题，特别是在由纯净氮气置换湿空气来实现低露点的航天常压热环境试验中，为了掌握气体混合机理及置换效果影响因素等，急需进一步的理论分析和实验验证。

双重乳液是一种离散相液滴中还包裹着更小的液滴的高度结构化流体，单分散的在食品、化工、医疗等领域有着广泛的应用。微流控技术作为一门研究微尺度流体的新兴技术，已经成为制备优质双重乳液的首选。本文对被动式微流控技术进行了系统地综述，介绍了协流式、交叉流式、流动聚焦式微通道的结构及其乳化机理，展望了该项技术在微液滴制备方面的发展前景。在学科交叉应用的背景下，通过对微流控装置的改进与升级，可以克服常见微流控方法出现的双乳液生产效率低，不具备超薄壁结构等问题。此外，本文还讨论了微流控技术背景下双重乳液流型演化研究的进展，提出可以通过单乳液的研究基础，联系和发展双重乳液流型演化的完备理论体系。

液滴微流控技术在化学化工、生物医学等领域具有良好的应用前景，而微通道内的液-液多相流动则是液滴微流控技术中最常见的流动现象，深入研究其机理及其内在规律对相关装置与过程的优化设计具有重要的指导意义。本文系统地综述了研究微通道液-液多相流常用数值研究方法，回顾了连续力学方法与介观动理学方法的研究进展，详细介绍了界面追踪方法与界面捕捉方法的特点以及常用模型，讨论了多种模型的应用情况，论述并对比了不同模型的优势与限制。为进一步开展微通道液-液多相流行为规律及其内在机理的研究提供有益借鉴。微通道内多相流动涉及多种流体与界面的相互耦合，应进一步深入研究在模型简化的基础上实现更精确的界面与流体动力学行为描述。

介绍了旋流器磨损方面的研究进展，包括利用数值模拟、现场及实验室试验对水力旋流器壁面磨损位置、影响磨损的关键部位的结构参数和操作参数，以及为提高旋流器使用寿命对内衬材料和自身结构进行的改进，并对减缓旋流器壁面磨损的发展趋势作了简要分析。研究表明：旋流器不同位置的磨损率不同，可根据该情况设置耐磨层，在旋流器易磨损部位采用耐冲击磨损较佳的内衬材料，通过材料的差异化提高旋流器耐磨性能或者在旋流器靠近壁面位置引入其它结构而改变该区域流体流动情况，减缓旋流器壁面磨损。随着人们对旋流器壁面磨损的不断开发，其在石油、化工等行业得到了越来越广泛的应用，减缓旋流器壁面磨损，提高其耐磨性能，对工程应用具有实用意义。

卧式螺旋卸料离心机一种高效的离心分离设备，广泛应用于石油化工等多个行业，具有单机处理能力强、分离质量高、操作连续方便、占地面积小以及维护费用低等优点，在离心机领域一直占有特殊的地位。随着工业的发展，卧式螺旋卸料离心机日臻高参数、大型化，同时低能耗、小污染、高利用的提出使卧式螺旋卸料离心机的稳定性和可靠性面临新的挑战。本文简述了卧式螺旋卸料离心机的主要结构及工作原理，回顾了卧式螺旋卸料离心机发展历史。在此基础上总结了卧式螺旋卸料离心机在结构强度、动力学特性、减振技术、动平衡技术、流体动力学等方面的研究进展，综述了应用有限元法研究卧式螺旋卸料离心机的最新成果，最后讨论了该类离心机的研究方向和发展前景。

简述了IT技术发展与物联网及智能产品的关系，介绍了物联网的定义、架构并阐明了物联平台软件在企业智能互联进程中的定位和重要作用，进而分析了物联平台软件应具备的五大功能并详细描述了各个功能组件的具体要求，并基于这些功能要求分析了目前主流物联平台软件的类型、特征、功能优缺点和应用案例，指出了物联平台软件的融合发展方向，为物联网建设和应用、企业智能化发展提供了借鉴和参考。

费托合成油水相副产物混合醇的回收多采用萃取精馏的分离方法，此方法需要配置7个精馏塔和5路循环回路。通过分析发现，流程冗长的关键因素在于混合醇中除甲醇外各个组分均与水产生共沸，而分子筛膜渗透汽化技术不受汽液平衡的限制，因此可以利用分子筛膜渗透汽化技术将混合醇中的水分先脱除，然后再利用精馏技术对混合醇各组分进行分离。本文完成了精馏-膜分离耦合工艺分离混合醇的全流程模拟，并与传统的萃取精馏工艺流程进行对比。精馏-膜分离耦合工艺大幅简化了原有萃取精馏工艺流程，整体能耗降低30%。并根据此流程在陕西延长石油（集团）有限公司建成了国内第一套膜分离-精馏耦合工艺的1000t/a低碳混合醇回收和分离的工业示范装置。

采用VOSET方法捕捉液液两相运动界面，对高密度差体系中单液滴的运动进行数值模拟，分析不同时刻的表面图和流线图及瞬态速度变化图，研究了单液滴运动过程的速度变化及形变。研究结果表明：液滴形变随密度差和液滴粒径以及界面张力减小而变得剧烈；液滴上升速度随密度差和界面张力的增大而增大；液滴速度振荡幅度随粒径减小而减小；液滴形变的频率随界面张力增大或粒径减小而变小。

近几年国内外学者对冰浆的各种特性进行了大量研究，但大多都集中在冰浆生成器的装置设计、冰浆在管道中的流动及传热特性，很少有从冰晶颗粒在壁面生成及结晶过程的机理进行研究讨论。本文对纯水和不同浓度氯化钠溶液在不同材料表面的凝固特性进行了实验研究，搭建了多组分溶液表面凝固性能研究装置，并对装置布置测点同时可更换测试表面。实验采取不同浓度的氯化钠溶液，分别记录在粗糙度不同的铜板、铝板以及塑料板表面凝固时的温度、时间，分析不同表面粗糙度、不同材质以及氯化钠浓度对溶液成核能的影响。通过对实验数据的分析和处理分别得出开始凝固温度与粗糙度的变化关系以及凝固时间与过冷度的变化关系。实验结果表明：溶液在平板表面凝固的初始温度会随着粗糙度的增大而逐渐升高。溶液在平板表面凝固的凝固时间会随着过冷度的增大而逐渐降低。

压缩空气储能系统是一种大规模的能量存储技术，在可再生能源利用以及调峰领域发挥重要作用。储气室作为系统中主要的储能设备，其特性对系统运行有重要影响。为了研究储气室热力特性对AA-CAES系统性能的影响，设计能够提高系统性能的新型储气装置，建立实际、绝热、恒温3种储气室模型，并结合其他部件模型，对系统进行联合求解。分析求解结果发现，储气室绝热模型具有最高的储能效率，可以达到68.97%，恒温模型的储能密度最高，为2.4706 kW·h/m³，实际模型的储能效率和储能密度都较低；恒温模型下系统的性能受到环境温度的影响，提高环境温度可以使储能效率上升，但会导致储能密度下降；改进的储气装置能够结合绝热模型与恒温模型的优点，使系统性能获得改善。

随着全球贸易和船舶运输的发展，压载水对环境的影响越来越大。水力旋流分离设备是压载水净化的重要固液分离设备。本文使用计算流体力学，建立数学模型模拟压载水旋流分离过程，模型包括多相湍流雷诺应力模型RSM、处理气液界面的自由表面多相流动模型VOF、处理固体颗粒运动规律的离散相模型DPM。通过数值模拟计算柱段长度、底流口直径和溢流口直径这几个关键因素对旋流器内部流场和分离效率的影响，获得了各个因素对分离效率的影响规律：柱段长度变化对旋流器分离效率的影响不大；底流口直径对旋流器压力降的影响不明显，但对分流比的作用比较大；溢流管直径的增大有助于降低能耗和增大溢流口流量，但随着溢流管直径的增大，分级粒度变大。这些规律为高效旋流分离净化压载水奠定了基础。

机械式蒸汽再压缩技术中，蒸发器产生的蒸汽进入压缩机前需要进行气液分离，考虑到结构紧凑性与分离稳定性，本文提出采用管柱式气液旋流分离器进行此操作，对其进行了结构参数设计和Fluent数值计算。经过研究：发现溢流管和底流管尺寸对分离器性能影响较大，改变二者数值大小，当溢流管直径为50mm、底流管直径为40mm时，溢流管和底流管的气、液相体积分数可分别达到1，且满足文献中对于出口流速的要求；证明了分离器流场内外旋流与内旋流的运动规律，两者旋向相同，运动方向相反；相比较单入口，采用双入口的管柱式气液旋流分离器，内部流场参数分布高度对称，分离过程更加稳定；适当增加旋流器直径，可降低流体通过压降，缩短纯液相区与纯气相区间过渡区域，改善分离器性能。

高压直流输电换流阀的内冷水系统中，铝散热器在高压高温下会腐蚀进而引起均压电极发生氢氧化铝结垢，导致生产异常。此状态下的铝的腐蚀行为少有报道。本文研究了与散热器相同材质的铝电极在高电压、高温下于蒸馏水和弱碱性溶液中的腐蚀行为及其电化学反应规律。理清了铝的电化学腐蚀行为，建立铝在中性溶液中失去电子的反应的模型。建立了铝电极的腐蚀反应的等效电路，计算了各历程的阻抗，发现腐蚀的控制步骤为OH^-穿过沉淀层。研究表明，在3.35mmol/L氨水溶液中具有最低的腐蚀趋势，其腐蚀电位为-0.731 V，腐蚀电流密度为7.667×10^-7 A/cm²，塔菲尔斜率为5.328。此时电化学反应的阻抗最大，其腐蚀速度最低。铝电极表面会覆盖氢氧化铝等腐蚀产物，其限制离子的扩散，减缓腐蚀趋势。由此建议在保证低电导率的前提下调整内冷水的pH，来改善换流阀内冷水系统的防腐能力。

直接空冷凝汽器翅片管作为空冷单元的重要换热组件，翅片管的清洁程度直接影响空冷单元的高效换热能力。目前对如何提高直接空冷凝汽器翅片管换热能力的研究较多，但是对于直接空冷凝汽器翅片管粘有污垢层后的清洗状况鲜见报道。对此，本文对直接空冷凝汽器蛇形翅片管污垢层清洗进行了数值模拟，分析了翅片管表面具有不同厚度的垢层时，在清洗过程中所受到的压力和剪切应力随时间的变化规律。结果表明：清洗带有不同厚度垢层的翅片管，翅片管表面垢层越薄，就越容易清洗，所需清洗时间越短；翅片管表面垢层受到的压力和剪切应力随垢层厚度的减小而减小，随清洗时间的增加而减小；经计算得出，清洗喷嘴的移动速度为1.1～1.5m/min时可更好的清洗翅片管表面的污垢。

通过借鉴广泛应用于消防领域的性能化设计思想和方法，针对企业建构筑防火间距不足的问题，本文提出了基于风险分析的性能化安全设计的思想、方法和设计流程等内容，后以某石油储备库为例应用该理论进行性能化安全设计。设计过程包括：确定设计范围为不满足规范要求罐组区内的设备、储存物质和相关人员等；辨识出主要危险因素为火灾、爆炸；根据主要危险因素的结构重要度的分析结果确定了性能化设计的功能指标；根据功能指标增加了高自动化措施、水幕喷淋设施等额外的性能化安全设计措施；最后使用定量方法计算性能化安全设计之后的系统风险值，评估得到性能化安全设计后的系统风险值小于规范防火间距要求下系统的风险值，性能化安全设计满足预期目标。

粉尘爆炸机理的复杂性及引起粉尘爆炸因素的多样性使得粉尘爆炸成为学者们研究的热点课题，目前研究成果集中在不同种类粉尘的爆炸特性、粉尘爆炸机理、预防和减轻粉尘爆炸的安全措施及粉尘爆炸定量风险分析等方面，但在建立粉尘爆炸相关模型及风险评价方面的研究较少。本文在剖析粉尘爆炸机理的基础上结合多米诺效应原理建立了粉尘爆炸多米诺效应计算模型，该模型在计算出初始粉尘爆炸事故的条件概率后，利用贝叶斯网络灵活的特性和自动推理引擎，可以计算出潜在多米诺效应传播的途径。通过实例应用该模型的计算结果，可以得出发生粉尘爆炸多米诺效应的概率变化情况及粉尘爆炸事故最可能发生的传播途径，为粉尘爆炸事故的预防控制及风险评价提供了方向。

采用ICP-OES法对燃香类产品中Cr元素含量进行测定，依据JJF 1059-1999《测量不确定度评定与表示》，建立数学模型，对ICP-OES法测定燃香类产品中Cr元素的不确定度评定产生的来源进行识别，对不确定度的分量进行计算、合成与评估，得出Cr元素在一定浓度范围内的不确定度。测得样品中W（Cr）=56.7mg/kg，W（Cr）测定结果的扩展不确定度为U=2mg/kg，K=2。结果表明，计量器具的精度和标准曲线的拟合对不确定度的影响较大，实际工作中可通过定期对仪器和计量器具进行校准与检定，来减少对不确定度的影响。通过测量不确定度的评定，掌握ICP-OES法测定燃香类产品中Cr元素含量结果的准确性，从而保证检测工作的质量。

雾化喷嘴系甲醇制丙烯（MTP）反应器内的关键反应物料分配构件，其雾化性能的优劣直接影响着对应催化床层覆盖区域内的传质和传热，从而影响到床层出口反应产物的分布。以反应器六级床层对应的雾化喷嘴为研究对象，分别以氮气（N₂）和水（H₂O）作为气相和液相模拟介质，通过“冷模”实验，考察了喷嘴气（液）流量与入口压力之间的关系，研究了喷嘴在不同气液比（G/L）下雾化粒径、雾化角度及雾化覆盖直径的变化规律。实验结果表明，喷嘴液相质量流量随着入口压力增大而逐渐增加，气相质量流量随着入口压力增加而迅速增加；当保持液相进料量为43.54 kg/h时，喷嘴由一次雾化变为二次雾化后，雾化角度由96.1°降至15.6°；当气液质量比G/L达到12.19时，雾化覆盖直径达到720mm，且雾滴的索泰尔平均粒径为16.3μm。

重油的开采与加工日益成为石油化工行业关注的焦点，然而其深加工利用受到内部高含量金属的影响。为此，本文介绍了重油中金属的来源、存在形态及其对石油加工利用的危害。综合对比分析了国内外重油脱金属常用的几种方法。膜分离法虽然工艺简单、经济环保，但该技术不成熟，难以满足工业应用；催化加氢法金属脱除率高，但易受氢源及催化剂性能限制，且工业成本较高；化学法易于操作但副反应多且易污染环境；超声波脱金属法节能降耗明显，脱金属率高，但大型的超声装置如何应用于工业生产，尚需进行深入研究；微生物法投资少，适应性强，但难以筛选合适的菌种。总之，由于重油自身的特性，单一的脱金属技术难以获得佳绩，联合脱金属将成为一种发展趋势。

目前碎煤加压气化技术存在着一定的问题，主要是副产物多、气化废水量大和气化废水难处理等问题，这些问题的存在已经限制了碎煤加压气化技术的应用。为了解决这些问题，在仔细分析了加压固定床的气化原理后，从根本上找出产生问题的原因在于选用了不适合的气化煤种，并提出了碎煤加压气化技术对原料煤质的要求。在通过褐煤、长焰煤、贫瘦煤、无烟煤的煤质分析进行分析后，提出了无烟煤是碎煤加压气化技术最适合的煤种，又结合已经在碎煤加压气化炉上使用的褐煤、长焰煤、贫瘦煤、无烟煤的主要工业运行参数进行了分析对比，进一步确定了无烟煤是碎煤加压气化技术的最适合的气化原料煤。同时实际的工业运行结果也说明：在碎煤加压气化炉上使用无烟煤，可以从根本上降低气化废水的处理量和处理难度。

风电场中储能技术的选型和成本分析是储能配置的依据之一，对提升风电场运行特性和降低总投资具有重要意义，但目前针对储能在风电场集成应用中的选型很少给出量化的结论。在经济性分析方面，也少有文献分析影响储能成本的关键因素。本文介绍了储能技术在风电场的作用和应用现状，简述了ES-Select软件及其在风电场应用中的储能选型分析方法，阐述了储能的成本构成和成本指标，分析了循环效率、更换周期和充电成本对各类储能技术成本的影响。ES-Select的选型定量分析，指出抽水蓄能和压缩空气储能在风电场集成应用中更具优势；提出有效降低抽水蓄能和压缩空气储能成本的方法是降低用电成本和提高效率；有效降低铅酸电池和钠硫电池储能成本的方法应重点延长更换周期，其次需要提高效率。

利用热重分析仪对龙口油页岩与其500℃半焦按照不同比例混合燃烧时着火温度和燃烧特性进行探究考察。基于3种升温速率下燃烧试验所对应的TG-DTG曲线，整个燃烧过程可分为3个阶段，分别为水析出阶段、燃烧低温段和燃烧高温段。不同比例样品的燃烧特性参数随掺入的页岩比例增大呈现出增大的趋势。利用AKTS-Thermokinetics软件对实验得到的DTG数据分析，对比实验曲线与模拟曲线，并进行反应动力学的计算。基于计算结果发现，随着样品中油页岩的比例增大，活化能呈现出先减小后增大的趋势。综合各样品燃烧特性参数，发现页岩与半焦比例2：1为当前燃烧试验最优混合比。

设计并加工了一种小型碳基燃料水蒸气重整制氢装置，该装置为不锈钢材料，采用集成式结构设计，使得加热、气化、重整、分散等多功能部件有机地结合在一起，大大减小了装置的设计尺寸，减小了装置占有空间，降低了装置成本，实现了小型、微型化的目的，便于移动、便携式制氢装置的推广。该反应器装载花状微球Ni/CeO₂催化剂，在重整性能测试中甲烷流量为1250mL/min时，水碳比H₂O/CH₄=2：1，560℃反应温度下，该反应器表现出了良好的重整制氢性能，重整气中氢气的组成达到70%以上，甲烷的含量降至16%以下，用于高温燃料电池发电的功率计算，满足500W功率设计要求，达到550W以上。实验表明这种重整制氢装置可用于高温燃料电池供氢系统。

Y/β核壳结构复合分子筛具有适宜可调的酸性和孔道结构，既具有Y分子筛较好的裂化性能，又具有β分子筛较好的异构化性能，在催化领域受到较为广泛的关注。两种分子筛的有效复合是其发挥作用的重要前提。本文综述了近年来Y/β核壳结构复合分子筛的制备方法，包括硅铝源法、两步晶化法、离子交换法、前体处理法及预置晶种法；分析比较了各种方法的优点以及不足。介绍了该核壳结构复合分子筛在催化裂化、加氢裂化、异构化、有机化工体合成等催化过程方面的应用。在此基础上提出了纳米级壳层厚度的Y/β核壳结构复合分子筛是未来发展趋势，且其在催化领域有着广泛的应用前景。

目前对加氢裂化反应过程的整体能量衡算以及反应器大尺度空间放热情况报道较多，但对于反应过程中催化剂体系自身的温度分布情况却讨论极少。本文以真实蜂巢型加氢裂化催化剂三维体相环境为计算实体，以模拟工业运行温度的函数作为边界条件，采用无网格数值方法求解傅里叶传热方程。并使用计算结果分析加氢裂化催化反应过程中外界温度波动对于催化剂内部温度分布的影响。同时使用能谱面扫描的方法分析积炭的蜂巢型催化剂截面，标示截面的碳元素分布，进而对计算获取的催化剂内部温度分布计算进行实验辅证。计算结果表明：实际反应过程中催化剂内部并非等温反应，在加氢裂化反应过程中外界的反应温度以及催化剂内部的几何形态对于催化剂团簇内部的温度场分布有一定的影响作用。催化剂体相内部的平均温度也随着反应体系放热情况、催化剂粒径、原料油密度、反应空速以及催化剂内部热点分布情况的不同而有所变化。

采用双溶剂浸渍法制备得到了粒径为1.9nm±0.6nm高分散性的Ag/MIL-101催化剂。考察了该催化剂在过量NaBH₄存在下，还原对硝基苯酚生成对氨基苯酚反应中的催化性能。本文通过研究催化剂浓度、底物浓度和温度对催化活性的影响，获得不同条件下的表观反应速率常数k_app，采用Langmuir-Hinshelwood吸附反应模型对所得动力学数据进行拟合，获得本征反应速率常数k，底物吸附常数K_4-NP和K_BH4，底物吸附焓、熵以及真实活化能E_A，k等热力学参数。研究表明，诱导时间t₀直接与该反应速率控制步骤的反应速率常数k有关。

通过不同浓度的Na₂CO₃溶液处理合成的HZSM-5分子筛，并采用X射线衍射、N₂低温物理吸附和X射线荧光光谱分析仪对溶液处理前后的样品进行了表征。表征结果显示，适量浓度的Na₂CO₃溶液处理HZSM-5，能够形成介孔-微孔复合孔道，增加了分子筛介孔容积和外比表面积；同时不会明显破坏HZSM-5的MFI结构，从而保持较好的高温热稳定性。在上述碱处理后的载体上制备了Pt-Sn-K/HZSM-5分子筛催化剂，并在固定床反应器上考察了丙烷脱氢制丙烯的催化活性。结果表明，随着Na₂CO₃溶液浓度的增加，催化剂的初始活性增加，而稳定性先增加后减少。当采用Pt-Sn-K/HZSM-5（1.8）分子筛催化剂用于丙烷脱氢反应，其呈现了良好的脱氢活性和稳定性：反应100h后，其丙烷化率为35.53%，相比初始活性仅下降了2.8个百分点，丙烯选择为98.4%，基本保持不变。

采用共沉淀法制备了ZrO₂-Al₂O₃复合载体，并进一步制备了MoO₃/ZrO₂-Al₂O₃催化剂，考察了不同ZrO₂质量分数对催化剂结构及其耐硫甲烷化性能的影响。利用N₂物理吸附、X射线衍射、H₂程序升温还原和透射电子显微镜等手段对催化剂的结构进行了表征。结果表明，MoO₃/ZrO₂-Al₂O₃中ZrO₂的添加可以明显削弱MoO₃与载体间的相互作用，促进Mo物种的还原，适量ZrO₂的存在还有助于提高催化剂的比表面积，改善Mo活性相的分散性，使催化剂表现出优异的耐硫甲烷化活性。

采用饱和浸渍法制备了γ-Al₂O₃负载的Pt单金属和Pt-Ni双金属催化剂，用固定床反应器评价了催化剂的甲基环己烷脱氢反应性能，以考察Ni对Pt/γ-Al₂O₃催化甲基环己烷脱氢性能的影响。结果表明，与单金属催化剂相比，Pt-Ni双金属催化剂具有更好的脱氢活性和稳定性。氢氧滴定分析结果表明加入Ni后Pt的分散性能变好，TEM分析表明加入Ni后金属颗粒尺寸变大，结合氢氧滴定与TEM数据，认为掺入Ni之后形成了Pt-Ni新的体系，此体系提高了催化剂表面上氢的结合能，最终提高了Pt-Ni双金属催化剂的脱氢活性和稳定性。此结果为开发适用于有机液体储氢材料脱氢的高效催化剂提供了思路。

以正硅酸乙酯为硅源，F127为模板剂，采用水热合成法直接合成不同铁含量的Fe-SBA-16分子筛。通过X射线衍射、N₂物理吸附-脱附、红外光谱、紫外-可见漫反射光谱等分析手段对催化剂的结构进行表征。研究了Fe-SBA-16在以H₂O为溶剂，H₂O₂为氧化剂的苯酚羟基化反应中的催化活性并考察了不同的反应条件（Fe含量、反应温度、反应时间、催化剂用量、反应物配比）对催化性能的影响。结果表明，在一定铁含量的条件下合成出的Fe-SBA-16样品均保持了SBA-16介孔分子筛的立方笼状介孔结构和高的比表面积，且Fe被成功地引入到SBA-16骨架上。当Si/Fe=30时，Fe-SBA-16催化剂表现出良好的催化活性和选择性。反应温度为65℃，反应时间为2h，苯酚：双氧水为1：0.4时催化活性最好，苯酚的转化率为30.8%，邻苯二酚与对苯二酚的选择性分别为64.3%与30.5%。

采用柠檬酸络合浸渍法，通过对A位离子进行掺杂或取代和调节Ce的掺杂量，制备了一系列的负载型催化剂La_1-xA_xMnO₃/赤铁矿（A=Ce、Co，x=0/0.1/0.2/0.3），并将催化剂应用于固定床NH₃-SCR脱硝。采用XRD、BET、XRF、H₂-TPR、NH₃-TPD等表征手段对催化剂进行分析和表征。结果表明，Ce的掺杂提高了催化剂LaMnO₃/赤铁矿的低温脱硝效率和拓宽了催化剂的活性温度窗口，如La_0.8Ce_0.2MnO₃/赤铁矿催化剂，在180℃时，脱硝效率就高达98%，且在150～250℃温度区间的脱硝效率均在90%以上。结合表征分析证明，稀土元素Ce的适量掺杂，明显提高了LaMnO₃/赤铁矿催化剂的氧化还原能力和催化剂表面NH₃分子的吸附能力；稀土元素Ce的适量掺杂也改善了催化剂比表面积，也使活性物质高度分散在载体表面上。

金属化合物是理想的赝电容电极材料，但是其拥有导电性差且易团聚的缺点，使得电容性能显著下降。本文通过总结近年来的研究成果，阐述了金属化合物在超级电容器中的应用以及提高各类金属化合物电容性能的方法。研究表明，金属化合物与各类材料的复合、电沉积法、化合物结构的定向合成等多种方法均可有效提高金属化合物导电性，防止团聚现象的发生。随着金属化合物缺点的不断攻克，其在超级电容器的应用也将逐渐频繁起来，同时金属化合物赝也为新兴的储能元件注入了新的活力。

高温硫化硅橡胶由于其优异的高低温性能、耐候性、表面性能等特点而在航天、电力和医疗器械等领域中得到广泛应用。本文主要介绍了最近五年来，通过化学或物理方法对硅橡胶表面性能和低温性能等进行强化方面的相关研究，以及在实现产品功能化方面取得的进展。此外还介绍了在加速老化条件下不同硅橡胶材料的力学、介电性能等变化及其机理，以及在老化研究方法的精确化、可靠化和可视化方面的研究进展，重点关注多因素影响下的材料寿命分析和预测；并特别关注了水在硅橡胶老化过程中的作用及机理研究成果。最后，对高温硫化硅橡胶改性和老化研究的前景进行了展望。未来，极端环境下的硅橡胶功能化研究以及多因素影响下的材料寿命分析和预测将成为重要的发展方向。

磁性离子液体是功能化离子液体，有很广阔的应用前景。目前磁性离子液体的研究很热门，但是很多内容并不完善，需要研究者更加努力地探索出具有强大功能的化合物。作者研究室最近报道的新型磁性离子液体双水相体系具有很强的优势，其在分离、分析领域具有很广的应用潜力。

HTPB复合固体推进剂是火箭发动机的动力之源，其贮存寿命和性能优劣决定了火箭发动机的寿命和作战性能的发挥，因而研究HTPB复合固体推进剂的贮存老化模型及寿命预估具有重要的军事和经济意义。本文对复合固体推进剂贮存老化性能的研究方法进行了介绍，并综述了国内外贮存寿命老化建模的研究进展，针对推进剂实际贮存可能出现的问题对未来贮存寿命预估的发展趋势进行了预测。研究结果表明，现代仪器的运用可以弥补传统仪器在固体推进剂老化性能研究上的不足，但是还存在研究手段单一、测试方法存在误差、没有形成统一的系统等缺点；推进剂的老化过程比较复杂，结构完整性分析和老化试验相结合的方法可以对推进剂贮存性能和寿命预估进行系统性的研究，得到的结果更准确，可靠性更高。分段老化建模作为推进剂寿命预估研究的新方向，具有很大的发展空间。

生物质焦是生物质热化学转化过程中的副产品，是一种潜在的物理吸附剂，能够用作水处理吸附多种污染物。通过不同的改性方式，能够改变生物质焦的物理结构和化学特性，从而改变其对污染物的吸附脱除能力。本文在详细分析液相溶液吸附影响因素的基础上，总结了针对不同种类污染物，提升其吸附容量的有效生物质焦改性方法，包含热处理、添加试剂扩孔、超声波处理以及化学修饰和生物辅助等手段，并认为除孔隙特性外，生物质焦表面含氧官能团的化学特性同样对吸附起重要作用，如酸处理可增加焦表面酸性含氧官能团，并因阳离子交换作用而利于吸附金属离子；碱处理的焦表面因离域π电子密度提高，色散力增强，从而有利于吸附脱除酚酞、染料等有机污染物；而负载原子和化合物的焦能同时提升其对有机和金属污染物的脱除能力。此外，发现微生物作用下的生物吸附有助于脱除难降解的苯酚。该文为提升生物质焦吸附容量的改性方法选择提供了有效思路。

以蔗糖为碳源，F127为表面活性剂，采用K₂CO₃活化合成蔗糖碳前体，在氮气保护下炭化制备碳分子筛。通过SEM、FTIR和N₂-吸/脱附手段对碳分子筛样品进行表征，优化样品制备工艺过程。结果表明，在炭化温度为800℃下，活化剂K₂CO₃浓度为0.5mol/L，F127/蔗糖质比1：3，反应温度45℃，反应时间12h制备的碳分子筛表面孔结构显著，孔隙发达，比表面积高达1366.4423m²/g，孔容为0.865796cm³/g，孔径集中在0.64nm。

采用中和法制备了两种叔铵盐类离子液体[（CH₃CH₂）₃NH⁺][HSO₄^-]（简称TEAS）及[（CH₃CH₂）₃NH⁺][H₂PO₄^-]（简称TEAP），傅里叶红外光谱图表明制备的离子液体为TEAS及TEAP。并将制备的叔铵盐类离子液体掺杂到不同磺化度的磺化聚醚醚酮（简称SPEEK）中，通过溶液浇铸法制备了SPEEK/IL复合膜，对复合膜进行了差示扫描量热（DSC）表征，测试了复合膜中离子液体的流失率及其与Pt/C催化剂的循环伏安（CV）及氧还原（ORR）曲线。SPEEK掺杂叔铵盐类离子液体后，由于叔铵盐离子液体以化学力与SPEEK网状结构中的磺酸基结合，导致复合膜的热稳定性下降，但同时也降低了复合膜中的离子液体流失率。CV及ORR曲线表明，Pt/C催化剂与叔铵盐离子液体电化学窗口相差较小，氧还原活性降低少，两者相容性较好。此类复合膜在质子交换膜燃料电池中具有应用前景。

钛基二氧化锰涂层电极（Ti/MnO₂）被认为是一种有发展前途的阳极材料。本文采用电沉积方法制备了Ti/MnO₂催化电极，并用SEM对电极涂层进行了表征，利用循环伏安、阳极极化和塔菲尔图等电化学方法测试Ti/MnO₂电极的性能，以制备的Ti/MnO₂电极对甲醇进行电催化氧化，探究了电流大小、甲醇浓度、电解时间对甲醇电解率的影响。结果表明：Ti/MnO₂催化电极晶粒分布均匀，裂缝少，能够很好的覆盖钛基体，当电流强度控制在1mA，电解液浓度为0.4mg/mL，电解时间50min时，电极对甲醇的催化氧化活性最高，电解率达85.16%。

介绍了天然界中存在很多含有噻唑/(口恶)唑结构单元的活性分子，其生物合成途径或仿生合成方法通常分别以多肽氨基酸残基的羧酸基团或羧酸衍生物为底物，与半胱氨酸/丝氨酸等天然氨基酸或经过衍生化的非天然氨基酸环合、氧化而成，因此天然产物中的噻唑/(口恶)唑C5位通常以无取代的形式存在。然而，C5位二聚化、烯基化或芳基化的噻唑/(口恶)唑结构单元常见于具有广泛药理活性的人工合成的分子中，构建这类结构单元通常都需预先制备β-取代的非天然氨基酸。并且，关于该类天然产物的结构改造均未涉及噻唑/(口恶)唑C5位上的官能团化修饰，这是由于目前尚缺乏该位点上的官能团化方法而造成的。该现状预示着，开发噻唑/(口恶)唑C5位官能团化新方法，并将其应用于噻唑/(口恶)唑天然产物的结构修饰，具有十分重要的意义和研究价值。

手性α-羟基β-酮酸酯是多种天然产物及医药产品的重要中间体，获得这一类结构单元最简单的方法是β-酮酸酯的直接不对称α羟基化，因此该反应在医药工业和精细化工领域具有重要的研究价值。本文针对小分子金鸡纳碱衍生物、二萜类生物碱、芳氧基氨基醇及手性相转移催化剂直接氧化β-酮酸酯不对称α-羟基化反应研究，该反应的催化机理被认为是氢键、π-π键等多种分子间力协同作用，同时还需要适当的位阻基团遮蔽以获得羟基化反应立体选择性。

覆盖在竹子最表层的竹青蜡质层在竹子生长发育、适应外界环境方面起重要作用，同时也是阻碍生物炼制的主要抗降解屏障之一。目前，竹材的工业化加工利用大多以竹纤维为主，竹青和竹黄部分通常以加工剩余物的形式除去，不仅浪费资源，而且造成严重的环境污染。与不含蜡质层的竹肉和竹黄相比，含有蜡质层的竹青即使在预处理后其纤维素酶水解糖化效率仍十分低下。本文对竹青表皮蜡质的组成、蜡质成分对纤维素酶的相互作用以及预处理对蜡质的影响等方面研究进行综述，并探讨其存在的问题机理与研究前景。为提高以竹加工剩余物为原料的生物炼制效率提供理论依据和借鉴，为竹源天然蜡质提取及材料应用创新提供新途径。

2，6-二叔丁基对甲酚（BHT）是一种受阻酚类抗氧化剂，因其抗氧化性强、挥发性低、稳定性高、耐用性好等优点被广泛应用于化工、食品、医药等领域。本文以对甲酚和异丁烯为原料，对咪唑类离子液体1-（3-磺酸基丙基）-3-甲基咪唑（IL1）催化合成BHT的反应进行了研究，得到的最优反应条件为：对甲酚与催化剂IL1的摩尔比为5：1，在80℃下反应8h。BHT粗品的含量达到99.1%，收率为93.0%，且IL1重复使用4次后仍具有较高的催化活性。与传统酸性催化剂如浓硫酸和对甲苯磺酸比较，IL1具有催化活性高、易于分离、可重复使用、对设备腐蚀性小等优点，在BHT的工业制备中具有良好的应用前景。

随着离子液体的应用和发展不断推进，其毒性影响得到广泛关注，其中苯并噻唑离子液体仍处于初步发展阶段，其毒性方面的研究还有待完善。斑马鱼作为水质污染的生物指标，广泛应用于评测水体安全的研究中。本文选用斑马鱼的抗氧化机制中SOD酶活性作为测定指标，采用半静态水体染毒法取得染毒鱼体的肝组织，对其SOD活性进行测定，得到酸性及中性苯并噻唑类离子液体对水生生物的抗氧化机制的影响，及对水生生物的毒性影响。研究结果表明，苯并噻唑类离子液体致使斑马鱼肝组织内的SOD活性呈现下降趋势，对斑马鱼产生致死毒性影响，其中酸性苯并噻唑离子液体对斑马鱼具有更显著的毒性影响，而相同阴离子的酸性和中性离子液体有相同的毒性水平。

以天然大豆卵磷脂为主要材料，胆固醇、近红外量子点CdSeTe和超顺磁性Fe₃O₄粒子为附加材料，DOX为包封的药物，制备了多功能复合载药脂质体。通过正交试验选取影响复合载药脂质体粒径和包封率的5个因素，即磷脂浓度、药脂比、超声时间、水化温度和Fe₃O₄量，每个因素选取4个水平进行优化实验。根据最优条件，采用薄膜分散发制备了多功能复合载药脂质体并对其粒径、磁性和荧光性质进行了测定。结果表明多功能复合载药脂质体粒径大约200nm、近似球形，且具有良好的近红外荧光性能和磁响应性能。

为了增强抗肿瘤药物的靶向性与抗肿瘤活性，本文制备了透明质酸-十八烷聚合物，用其对阿霉素进行包载，考察其理化性质及体外细胞毒性。合成两亲性透明质酸-十八烷聚合物，利用核磁对其结构进行确证。选择超声法制备载阿霉素的聚合物胶束，考察胶束的粒径、电位、包封率、载药量以及体外释放行为。选择乳腺癌细胞MCF-7为肿瘤细胞模型，考察载药胶束的体外抗肿瘤活性。成功合成了透明质酸-十八烷聚合物。制备的空白胶束和载药的胶束的粒径分别为（180.7±1.25）nm和（178.3±2.24）nm，Zeta电位分别为（-21.3±0.25）mV和（-18.1±0.31）mV。载阿霉素聚合物胶束的包封率为（96.1%±0.72%），载药量为16.1%±1.18%，体外释放行为表明在72h的累计药物释放率仅为40%左右，具有明显的缓释行为。体外细胞毒性结果表明，空白聚合物胶束对肿瘤细胞几乎没有毒性，而载阿霉素的聚合物胶束具有较好的抗肿瘤活性。结论：透明质酸-十八烷聚合物胶束可以有效地包载抗肿瘤药物阿霉素，具有良好的缓释特性和抗肿瘤活性。

酱油渣中可以提取到纤维素等生物资源，但由于纤维素不溶于水和一般溶剂，难以进行衍生化应用，因此常常遭到浪费。而离子液体对纤维素呈现出较好的溶解性，可作为纤维素衍生化的良好溶剂。本文利用提取过油脂和半纤维素的酱油渣为原料进一步提取纤维素，并对以离子液体为溶剂，无催化剂条件下纤维素的均相苯甲酰化进行了研究。重点考察了离子液体种类对均相苯甲酰化的产率和取代率的影响，反应温度、时间、苯甲酰氯与葡萄糖单元摩尔比对均相苯甲酰化的取代率的影响。研究结果发现以离子液体AminCl（1-烯丙基-3甲基咪唑氯盐）为溶剂时有最优的产率。在最优反应条件为温度80℃、时间90min、苯甲酰氯与葡萄糖单元摩尔比4：1时，可得到最高取代率0.72。

对盐酸地匹福林合成工艺进行研究，并对其进行纯度检测和结构确证。以邻苯二酚为主要起始原料，与氯乙酰氯发生傅克酰化反应得到3，4-二羟基-2'-氯苯乙酮，经特戊酰氯酯化得到4-（2-氯乙酰基）-1，2-二特戊酸苯酯，与N-甲基苄胺亲核取代得到1-（3，4-二特戊酰氧苯基）-2-（N-苄基甲基氨基）-1-酮，再经羰基还原、氢化脱苄、重结晶制得盐酸地匹福林。改进后的路线总收率为43.4%，显著提高了原工艺收率（23.6%），HPLC纯度达到98.98%，并通过MS、IR、¹H-NMR、¹³C-NMR进行了结构确证。

为了手性合成新型β受体阻断药Nebivolo，通过对文献路线的分析，基于经济高效的原则，选择了一条合理的合成路线，分别以廉价的维生素C和D-甘露醇作为手性源，通过环合反应的过程生成另一对手性碳。这样得到的非对映异构体，经过结晶得到光学纯的手性中间体，因而解决了结构中的构型问题。总共经过10步反应，成功地对Nebivolol进行了化学合成。改进后的新合成路线总收率12.7%，优化了合成路线，提高了收率，降低了成本，且节能环保。

漆酶是一类含铜多酚氧化酶，能够催化空气中的氧气直接氧化各种酚类、芳胺类化合物。但由于漆酶稳定性差且无法重复利用限制其应用，本研究中利用鸟嘌呤核苷酸与Cu²⁺配位自组装并与Fe₃O₄形成具有磁性的Fe₃O₄@Cu/GMP复合物，可催化氧化酚类物质，并与4-氨基安替吡啉发生偶联反应得到红色产物，在510nm处有紫外吸收，由此说明其具有模拟漆酶活性。通过Fe₃O₄@Cu/GMP CPs与漆酶在不同的pH、温度以及储存稳定性的研究，表明Fe₃O₄@Cu/GMP CPs具有明显优于漆酶的稳定性。通过重复利用的实验表明Fe₃O₄@Cu/GMP CPs重复利用5次后活性还能保持在70%以上。比较Fe₃O₄@Cu/GMP CPs和游离漆酶应用于肾上腺素的检测效果，实验表明Fe₃O₄@Cu/GMP CPs对肾上腺素的催化性能显著优于漆酶，其检测限为0.375μg/mL。

化学疗法是目前癌症治疗的主要方法，但目前常用的化疗药物却普遍存在水溶性不佳、缺乏选择性、毒副作用大等不足，而限制了其应用。本研究基于肝素前体K5多糖为模板，利用具有pH响应性的硼酸酯键，构建了K5-脱氧胆酸（K5AD）两亲性药物传递系统，用于阿霉素（doxorubicin，DOX）的靶向传递释放。考察了该体系的体外药物释放行为，并在体外评价其对肿瘤细胞的抑制作用。结果表明，K5AD的临界胶束浓度值为23.5mg/L，在水溶液中能自组装形成平均粒径为196.7nm的胶束；K5AD-DOX体外药物释放实验显示其具有pH-响应的释药行为，在pH 5.0的酸性环境下药物释放速率较pH 7.4下更快。细胞实验表明，K5AD-DOX对肿瘤细胞的毒性远大于对正常细胞的毒性，表现出治疗的选择性。

毕赤酵母表达的干扰素与白蛋白融合蛋白虽然避开了干扰素单体半衰期短的缺陷，但毕赤酵母对药物的糖基化修饰与人体的糖基化修饰差异性导致了药物的毒副作用。目前药物在CHO系统的表达得到了广泛应用。本研究室首次构建了能表达干扰素α2b和人血清白蛋白融合蛋白（IFNα2b-HSA）的CHO细胞株。在此基础上，本研究通过对12种国产商业化基础无血清培养基和5种流加培养基进行优化筛选，获得最适培养方案：基础培养基选择最适于生长的5号培养基（M2：M4=1：1），流加培养基选择最有适于表达的F4培养基。在此基础上，进行5L生物反应器的发酵放大，pH为6.9～7.4，DO为40%～60%，细胞密度达到7.0×10⁶cells/mL时，温度由37℃降温至34℃，细胞活率降至80%时停止发酵，最终融合蛋白表达量达到137mg/L。初步实现了IFNα2b-HSA融合蛋白在CHO细胞中的高密度发酵。

利用ChBD和SUMO标签构建4种不同的融合蛋白体系，分别为ChBD-Hep I、ChBD-SUMO-Hep I、SUMO-ChBD-Hep I和ChBD-Hep I-SUMO。经过发酵工艺优化实验，确定该4种酶在最优条件下的摇瓶发酵酶活分别为2.44IU/mL、6.92IU/mL、6.01IU/mL和4.51 IU/mL。同时，通过酶学性质研究，确定该4种重组酶的最适反应温度与pH分别为30℃和7.0，表明SUMO和ChBD标签不影响Hep I的催化反应。4种重组酶的热稳定性较天然Hep I明显提高，其中ChBD-SUMO-Hep I在30℃半衰期达50 min，由此，确定其为最优菌株。将ChBD-SUMO-Hep I进行5 L发酵罐扩大培养，酶活达到26 IU/mL，是摇瓶培养的5倍，表明其具有工业化生产的潜质。

杜仲是中国传统名贵滋补药材，有补益肝肾、强筋壮骨、固经安胎的功效，而这些功效与性激素水平息息相关，故本文研究了杜仲中3种主要的环烯醚萜类物质（京尼平、京尼平苷和京尼平苷酸）对性激素的转化作用。以卵巢颗粒细胞的肿瘤细胞系KGN作为激素的转化系统，孕烯醇酮为转化底物，分别测量环烯醚萜类物质干预24h后培养基中的孕酮、睾酮以及雌二醇的浓度，并提取细胞的RNA，以反转录实时荧光定量法来研究其催化酶3β-HSD、CYP17A1以及17β-HSD表达水平的影响。研究结果表明，50 μmol/L的京尼平能显著提升3β-HSD、CYP17A1以及17β-HSD的表达水平，从而显著促进睾酮和雌二醇的合成。

发酵法生产核黄素会产生大量的结晶母液，很难处理。本文首先采用聚丙烯酰胺对结晶母液进行絮凝沉降处理，确定了最佳投料量200mg/L，最优pH 5~6，母液中的化学需氧量（COD）去除率达60%以上。絮凝沉降物采用喷雾干燥法进行回收，对几个主要参数进行了优化，得到了最佳操作参数：进风温度190℃，进样流速3mL/min，β-环糊精添加量1%，产品得率66.95%，含水率2.9%，有效减小了对环境的影响。

以构树叶为研究对象，研究了离子液体苯并噻唑甲烷磺酸盐在总黄酮提取工艺上的应用，采用Al（NO₃）₃-NaNO₂比色法测定了构树叶中总黄酮的含量。通过单因素试验，以构树叶中总黄酮提取率为指标，探讨了离子液体浓度、乙醇体积分数、提取温度、提取时间、料液比对构树叶中总黄酮提取率的影响。实验结果表明在离子液体浓度0.5mol/L、乙醇体积分数60%、提取温度60℃、提取时间20 min、料液比1：20的工艺条件下，测得构树叶总黄酮含量为0.4685mg/g。该提取工艺操作简单、合理、提取效率较高。

以3-氯丙酸乙酯、甲基苯并三氮唑、水合肼、2-吡啶甲酰氯为原料，通过三步法合成反应，合成出了酰胺类抑制环烷酸腐蚀的高温环烷酸缓蚀剂。通过红外、热分析表征，进一步明确了产品的主要官能团及分解温度变化趋势。通过小试得到的工艺参数，确定了中试的反应条件，生产出合格的中试产品。在炼厂常减压装置加注后，分别考察了装置易腐蚀的关键减压侧线油部位，即减二线和减三线油中的铁离子，考察初期即成膜期，高温环烷酸缓蚀剂的加注量为50mg/L，待系统稳定后，加注量稳定在30mg/L的条件下，减二线油和减三线油的铁离子含量由0.92mg/L和0.98mg/L降到0.17mg/L和0.11mg/L，说明加注高温环烷酸缓蚀剂大大降低了环烷酸对炼油装置的腐蚀程度。

目前有关荧烷染料中间体的合成方法国内少有报道。2-羟基-4-（N-乙基-N-异丁基）氨基-2’-羧基二苯酮是一种重要的荧烷类压热敏染料中间体，本文以N-乙基-N-异丁基间氨基苯酚为原料与邻苯二甲酸酐在氮气保护下反应合成，并在反应后使用NaOH溶液分解副产物，以提高产物纯度，通过HPCE测定产物纯度达到96.36%（面积归一法）。使用TLC对反应进程进行监测，并通过UV对TLC检测结果进行确认，详细讨论了物料比、温度和时间等条件对反应的影响，并得出二苯酮合成反应中N-乙基-N-异丁基间氨基苯酚与邻苯二甲酸酐摩尔比为1：1.5，温度为110℃，时间为15h时反应效果最佳。副产物若丹明染料分解反应中NaOH溶液浓度为33.3%，N-乙基-N-异丁基间氨基苯酚与NaOH的质量比为1：7.5，温度为90℃，时间为9h时反应效果最佳。最后通过IR和UV对目标产物结构进行确认。

我国城镇水体污染严重，本文根据城镇黑臭水体污染与生态修复治理技术现状，分析得出水体缺氧是导致城镇水体黑臭污染的主要原因以及复氧措施在治理黑臭水体时的重要性，介绍了水体原位复氧具有对水体扰动小、修复效果明显和不产生二次污染等优点，但常规复氧措施存在工程规模大、设备运行昂贵和后期仪器维护贵等问题。结合CaO₂在黑臭水体原位治理过程的高效释氧、强化微生物活性及释放羟基自由基等特性，简述了CaO₂对黑臭水体中有机物、重金属、氮磷营养元素及硫化物等污染物的去除机理与修复效果；通过归纳CaO₂在黑臭水体修复过程中的不足，建议在CaO₂对污染物的降解机理和缓释型CaO₂复合释氧剂等方面应加强研究；指出缓释型CaO₂复合释氧剂在城镇黑臭水体生态修复治理中具有重要实际意义。

概述了煤电碳排放及烟气碳减排技术发展现状，从藻种选育、光反应器开发、产业化模式探索三方面阐述了微藻固碳技术的研究进展，分析对比了平板式、管式、垂直柱式光生物反应器的工程化应用的适用性，进一步探讨了耦合烟气减排、污水处理、微藻能源和藻体大宗产品的微藻商业化减排模式，展望微藻固碳在煤电减排工程化应用中广阔的前景。

纤维素是广泛存在的自然资源，普遍应用于石油、医药、电子等行业。但是由于纤维素的本身化学性质使其难以加工。传统的黏胶法与铜氨法由于其生产条件严苛，污染环境，已经不再适合新时代对于绿色化学的要求。近年来，绿色高效的离子液体得到研究开发，为纤维素的发展提供一个新的平台。本文综述了当前纤维素的几种溶解体系及其概况，探讨了各个体系优缺点，并着重介绍了近年来离子液体的研究进展，提出了今后离子液体应用于纤维素的几个方向，以期为今后纤维素溶解及开发更多纤维素材料提供参考。

催化裂化废催化剂低碳循环处理和资源化利用已成为目前环境学科的难点问题。本文对催化裂化废催化剂在减量化、无害化和资源化处理方面的技术、研究成果进行了归纳和总结，阐述了各种技术的优缺点、相互关联性和适用性。对催化裂化废催化剂的应用前景及未来工作进行了评述和展望，指出研发新型催化裂化废催化剂处理技术应着重考虑环境和健康的处理技术，低碳与资源化、循环利用、清洁高效应是今后研究工作努力的方向。

以污泥为原料制备生物炭是实现污泥资源化利用的途径之一，具有成本低、方法简单等优点。为了推动污泥制备生物炭技术的发展和应用，本文从制备方法、影响因素和应用领域等方面总结和归纳了污水处理厂污泥制备生物炭的研究现状，阐述了污泥生物炭不同制备方法及其优缺点，详细分析了不同影响因素对污泥生物炭产率、比表面积、孔径大小和孔径分布等特点的影响，总结了污泥生物炭在环境和农业领域的应用情况，提出了目前污泥制备生物炭技术存在的生物炭产率低、重金属易析出和生产批次差异等问题，并指出了今后的发展方向。

中国是一个农业大国，拥有丰富的秸秆。农作物秸秆中的木质素是一种天然可再生芳香高聚物，具有良好应用价值。研究秸秆中木质素的分离回收方法对秸秆资源的有效利用有重大意义。目前木质素的分离方法多样化，不同处理方法对木质素的分离具有较大的影响。本文结合木质素与某些金属离子螯合呈可溶性盐这一特点，采用碱法与亚硫酸钠法复合处理秸秆，提出一种简单新型分离秸秆中木质素的方法。通过正交试验研究了氢氧化钠、亚硫酸钠、硫酸锌添加量及pH对木质素分离的影响，并找出一种最佳的木质素分离方案。研究表明氢氧化钠添加量及pH对木质素分离影响显著，随着氢氧化钠浓度及pH的增加，木质素的分离效果增加。其最佳方案中木质素的提取率最高可达97.14%，冻干后木质素回收率为88.97%，制备的木质素磺酸锌盐中锌质量分数为2.4%。本研究为秸秆中木质素的分离回收及秸秆有效利用提供了一种简单的新途径。

针对高钛渣生产过程中产生的大量无法处理的收尘灰，本文提出采用超声波辅助盐酸酸浸高钛渣收尘灰提高酸浸灰中二氧化钛的方法，用XRD谱图对比了高钛渣收尘灰煅烧前后的结晶分布特征，考察了盐酸浓度、酸浸时间、酸浸浓度、酸灰比对酸浸灰中二氧化钛含量的影响，并与无超声波作用的酸浸实验进行对比。结果表明，与无超声条件相比，因超声效应造成颗粒分散与表面更新，加快了反应速率，可将酸浸时间从6h缩短至2.5h，同时酸浸灰中二氧化钛含量明显提高，在超声波作用下，盐酸浓度5mol/L，酸浸温度90℃，酸浸时间2.5h，酸灰比1.4：1，酸浸灰中二氧化钛可达56.2%。

目前白泥湿法烟气脱硫已实现工业化应用，但对白泥脱硫浆液与石膏理化特性方面鲜有报道，因此对白泥脱硫浆液与石膏理化特性进行了研究。实验中测定了白泥的含水率、pH，采用XRD、XPS、激光粒度分布仪、ICP-MS、离子色谱仪、SEM等对白泥、脱硫石膏及脱硫浆液进行理化特性分析；综合考虑了造纸过程对白泥成分的影响，探讨了白泥和白泥浆液颜色变化的原因。实验和分析结果表明，白泥的理化特性和石灰石有明显差异，白泥的pH高于石灰石，含水率最高可达40%，白泥中Na、K、Mg含量高于石灰石；白泥浆液溶解性盐过高，但重金属含量较低；白泥石膏质量较好，但溶解性盐对石膏应用可能产生影响。白泥可代替石灰石作为湿法烟气脱硫的吸收剂，白泥与石灰石理化特性差异对白泥应用于湿法烟气脱硫的影响有待更深入研究。

神华CO₂咸水层封存项目是中国第一个全流程CCS项目，封存的安全性是评价该项目成功与否的重要标志。为了说明封存项目的安全性，该项目采用了包括Vertical Seismic Profile（VSP）地震监测等各种监测手段。但是目前得到的各种监测数据散乱、没有条理性，缺乏系统科学的归纳与解释。本文基于神华CO₂咸水层封存项目采用的监测手段，开发了CO₂地质封存过程中的多指标安全评价等级体系。采用该体系对某时间典型监测数据进行评估的结果表明，该封存项目属于非常安全的状态，没有CO₂泄漏风险。

利用季铵盐类化合物[四丁基溴化铵（TBAB）、四丁基氟化铵（TBAF）]作为热力学促进剂对CO₂（9.06%，摩尔分数）+N₂（90.94%，摩尔分数）混合气体进行水合分离实验。结果表明：在279.15 K、2.0 MPa下，0.293% TBAF溶液中，CO₂能够在水合物相中富集到37.73%（摩尔分数），分离因子13.23，回收率28.44%。TBAF对CO₂的富集程度和分离效果要优于TBAB。同时将实验结果与文献中季铵盐类化合物以及同样实验条件下四氢呋喃（THF）水合分离实验结果进行比较，发现本实验的分离效果要低于文献中CO₂-N₂-TBAB体系，分离因子高于同样实验条件下CO₂-N₂-THF体系，但回收率低于CO₂-N₂-THF体系。

反应釜是制药化工产品生产的主要设备之一，常以搅拌的形式出现。本文研究了搅拌器相关设计参数对反应釜内流场的影响，并以此为依据改进反应釜结构。首先通过工程设计方法得到小型制药搅拌釜的初始设计方案，利用CFD技术对搅拌釜内的流场进行数值模拟研究，所得结果与文献中的结果基本一致。然后调整反应釜搅拌器的安装高度与搅拌转速等设计参数，与初始设计方案进行模拟结果对比分析，根据混合效果与驱动输入功率等设计要求，修改设计参数得到更优的设计方案。

采取专利CN 102863437 A的工艺，设计间歇工艺过程，将Aspen Batch Process Developer软件应用于盐酸鲁拉西酮原料药车间设计的全流程模拟和优化。间歇操作具有显著的优势：生产灵活，同一设备可生产不同产品，可根据市场需要调节生产能力及变更产品。适合于小批量，高收益的精细化学品。过去的四十年里，使用计算机对化工连续化生产进行模拟和设计已经十分普及。制药工业与传统化工最大的区别是生产过程多采用间歇法操作。目前世界上应用于化工间歇生产的计算机软件有BATCHES、gPROMS和Aspen Batch Process Developer。本文所用版本为Aspen Tech V8.6，以年产25t盐酸鲁拉西酮原料药车间为例，对车间进行全流程模拟及优化。整个设计贯彻质量源于设计理念，运用元葱模型，将盐酸鲁拉西酮的生产工艺分为磺化、氨解、氢化、缩合、成盐、精烘包等6个模块。

旋流式蒸汽混合撬是直接将蒸汽平稳地掺入需加热介质的设备，在掺入蒸汽的过程中有效避免了水击、需加热介质中杂质较快堵塞管道的问题，不考虑壳程损耗的情况下蒸汽利用率可达100%。本文主要展示了由于工业生产中原油加热脱水时遇到的问题，传统原油脱水加热方法采用物理换热法，即通过金属的热传导作用将温度较高热源介质的热量传递给温度较低的需加热介质，使温度较低的需加热介质达到升温的目的，此种方法设备综合热利用效率普遍低于80%，如果再考虑介质流速、导热材料结垢、介质纯净度等因素，综合热效率不足60%；作者等通过对这些问题的分析设计并制造出旋流式蒸汽混合撬；在设计的过程中首先考虑了水击问题和需加热介质易堵塞通道的问题，颠覆了传统的换热理念，通过对该设备的完善和优化，达到了较理想的效果，同时理论上模拟了不同加热温度的节能指标，以及在现场投入使用后的应用效果评价，认为该设备适用于目前的生产工况，可产生较高的经济效益。

CO₂跨临界热泵循环，其制冷剂工质为CO₂，不可燃，无毒，无刺激性气味，零臭氧层破坏能力（ODP=0）以及微乎其微的温室效应（GWP=1）而对环境无害，可从工业生产中回收，逐渐成为被广泛应用的热泵技术。本文从国内外CO₂热泵技术的研究现状及应用现状出发，总结概述了目前典型的CO₂热泵循环系统应用案例，如单级压缩供给加用热水系统、双级压缩带中间补气供给家用热水系统、家用供暖及供给热水于一体的双热泵单元家电辅热系统、大型公用建筑用CO₂热泵系统，并从系统层面对影响CO₂热泵循环系统效率的相关热力学参数进行循环分析，如水箱进出水温度、气冷器水流量、系统的制冷剂充注量等参数的控制。以期为未来CO₂热泵技术在中国的发展、进一步研究和应用设计提供一些参考和依据。

针对目前国内甲苯歧化装置反应产物气液分离过程普遍采用冷高压分离工艺导致装置用能不合理的现状，分析了热高压分离工艺的技术先进行以及装置改造成热高压分离工艺需要注意的问题；确定了能够准确分析甲苯歧化反应产物的分析方法及产物组成，利用ASPEN PLUS流程模拟软件分别对热高压分离工艺过程和冷高压分离工艺过程进行了模拟计算与对比，模拟计算结果表明，由冷高压分离工艺改成热高压分离工艺后对循环氢纯度几乎没有影响。通过热量核算，提出了基于热高压分离工艺的甲苯歧化装置新型换热流程。装置按照新流程改造后，装置运行平稳，工业应用结果表明采用该技术后可使1450kt/a的甲苯歧化装置单位能耗下降5.6kg EO/t，证明热高压分离工艺是可行的及新型换热工艺流程的节能优越性。

原油沉降罐罐底污油的三相分离是油田生产急待解决的问题之一，通常采用溶剂萃取和热水洗处理时存在安全风险和二次污染。本论文在分析了罐底污油基本特性后，提出了超声-冷冻解冻复合法处理罐底污油的方法，以三相分离后泥相含油量为考核指标先后进行了单因素和正交实验，得到了最佳工艺条件，并讨论了三相分离机理。得出最佳工艺条件为：超声频率28kHz、温度55℃、超声功率300W、超声时间60min、冷冻温度为-5℃，冷冻时间为3h，解冻温度为60℃并静置1h。此工艺实现三相分离的机理大致如下：超声空化作用可以使固体颗粒在油滴表面脱附沉降至底部，再冷冻破乳时冰晶可以刺破油水界面、油滴聚并从而油水分离。研究表明：采用此工艺处理罐底污油时安全风险低，不会带来二次污染，分离后水相含油率低。

设计并搭建了分子筛膜脱水中试装置，对本课题组微波加热技术合成的工业级NaA型分子筛膜进行乙醇/水体系蒸汽渗透的性能研究，得到了NaA型分子筛膜的水渗透通量方程，水透量与原料液含水量、雷诺数之间的关系及变化规律。对精馏与膜分离耦合工艺进行流程模拟，提出了精馏与膜分离的最佳耦合点，并且给出了分子筛膜的价格和寿命对总费用的影响，为NaA型分子筛膜工业应用提供重要参考依据。根据中试结果，在江苏索普集团醋酸加氢制乙醇项目中建设完成了3万吨/年的分子筛膜乙醇脱水装置，是目前国内单套最大的分子筛膜脱水装置。目前，装置已连续运行超过1000h，运行结果良好。

提高重油加工深度、增加轻质油收率是炼厂扩能增效的重要途径。抗焦活化剂通过抑制胶质沥青质聚集、调节催化剂酸性中心以及抑制过量自由基反应等作用，减少了催化裂化反应过程中热裂化和缩合反应的发生，可有效降低重油催化裂化焦炭产率，提高轻质油收率。本文跟踪考察了抗焦活化剂Z-18在尼日尔炼厂重油催化裂化装置上的工业应用效果。工业应用结果表明，Z-18具有明显的抗焦效果，应用后新鲜催化剂的平均单耗为989.0mg/kg，低于1150mg/kg的设计消耗指标；在原料性质变差的工况下重油催化裂化装置焦炭产率降低了0.2个百分点，轻质油收率增加了1.09个百分点，产品质量未发生明显变化。抗焦活化剂Z-18的应用可以使重油催化裂化装置产生较好的经济效益。