介绍了管式炉蒸汽裂解、石脑油催化裂解、重油催化裂解、原油直接裂解以及煤（甲醇）、生物质乙醇、合成气、甲烷制乙烯等乙烯工艺，阐述了各工艺的发展现状和特点，并从成本、投资、原料和产品等几个方面分析了我国乙烯生产的未来发展趋势，结论认为，低油价下石脑油制烯烃将长期在我国烯烃生产路线中占据主导地位，在原料低成本化、多元化和炼化一体化上具有更大优化空间；煤、甲醇等非石油路线会受到抑制，但随着在建煤制烯烃（包括MTO）项目的投产和煤制烯烃技术的进步，其在乙烯总产能的占比还将增大，甲醇制烯烃的发展主要取决于稳定廉价的甲醇来源；乙烷裂解制烯烃则取决于我国乙烷资源的市场供应和价格情况；应加强甲烷制乙烯和合成气制乙烯的研究开发投入，力争催化剂等核心技术的突破和解决工程技术问题。

超临界二氧化碳微乳液体系结合了超临界流体和微乳液的双重优势，成为近年来绿色化学化工研究的一个热点。由于超临界二氧化碳微乳液热力学稳定、物化性质可调、结构组成可设计等，使得其在化学反应、材料制备、萃取分离等领域显示出诱人的潜在应用前景。本文论述了分子模拟技术在该领域的研究进展，结合应用实例，从分子力场构造、系综选择、并行算法优化、自组装过程机理、如何认识体系水力学特性等诸多方面，较为系统地进行了回顾与总结。为了解此类复杂体系中组分间的相互作用，还讨论了离子液体/水、离子液体/二氧化碳等二元体系的分子模拟。认为二氧化碳包离子液体型微乳液是应该关注的新方向，分子模拟技术在超临界二氧化碳微乳液理论研究方面具有优势，研究工作亟待加强。

预测控制属于控制科学，从“过去-现在-将来”的哲学视角看其产生与发展存在必然性。预测控制的性能指标是优化求解预测控制的核心，其结构决定预测控制系统的功能。由于系统优化要求，常规预测控制系统的性能指标由被控变量跟踪项与控制能量变化项组成，但仍不全面。本文从马克思主义唯物辩证法出发，由事物普遍联系的规律提出了理应在性能指标结构中引入表征操作变量与约束边界之间距离的函数，来规避由于预测控制系统与外界联系的约束性对控制造成不利的影响；从全局与局部的角度出发，提出了预测控制的多变量控制与区间控制的特性可以为预测控制的结构改进提供前提；从绝对与相对的辨证范畴进一步探讨了性能指标结构的改进结果。基于上述分析，从马克思主义认识论出发，将预测控制性能指标的改进方案与化工过程中裕量的概念相结合，提出了考虑裕量损失函数的预测控制新架构。最后，将理论结合实践，通过仿真实例验证了预测控制新架构的效果。

两相闭式热虹吸管（TPCT）内部包含两相流和相变过程，传统的理论分析和实验研究不能直观地给出其内部两相流流动、热质传递以及蒸发冷凝相变的具体过程。本文介绍了常用的TPCT传热模型，并分别对冷凝段、绝热段和蒸发段传热流动过程的理论研究进行归纳总结。综述了实验和数值研究方法对其内部过程的可视化研究现状，流体力学数值计算软件（CFD）为在保证TPCT内部真实情况下对其进行数值可视化研究提供了可能，给出了国内外的CFD研究成果和仿真水平，指出国内在采用CFD的方法对其研究相对滞后。同时，对TPCT的强化传热方法进行系统总结，尤其是高效流体工质较好地解决了强化传热过程中的污垢问题，重点介绍了纳米流体和自润湿流体强化传热的研究现状和焦点。最后，提出采用CFD方法对TPCT内部流动过程、蒸发冷凝和传热传质具体细节进行数值可视化分析，将实验结果、理论计算以及数值研究三者结合，为深入其内部机理研究开辟了新思路。

金属锂及其化合物广泛应用于各个领域，其需求与日俱增，是一种重要的战略资源。传统的从矿石中提锂步骤繁琐、能耗大，且资源量日益减少，因此，从液态锂源如盐湖卤水、海水中提取锂资源具有十分重要的意义。相关研究者对液态提锂的方法也进行了积极的探索研究，而离子筛型锂吸附剂以其绿色而高效的优势，引起了众多学者的关注，成为目前最有发展潜力的液态提锂方法之一。本文对离子筛型锂吸附剂进行了分类，综述了锰系氧化物、钛系氧化物以及掺杂型离子筛这3种典型锂离子筛型吸附剂的吸附机理、制备方法、吸附性能等方面的研究进展，分析比较了各自的优缺点，并指出离子筛型吸附剂目前存在的问题，最后对离子筛型锂吸附剂的改进及应用进行了展望。

1，3-丙二醇（PDO）发酵液中PDO浓度7%～10%，水含量82%～85%，PDO分离提取各工序中蒸发脱水能耗最大、PDO损失率最大。本文利用Aspen Plus软件对PDO发酵液蒸发脱水过程进行了模拟，研究了操作压力与蒸发脱水终点浓缩液中水含量对蒸发脱水过程中PDO收率的影响，比较了并流、逆流和错流多效蒸发流程进行PDO发酵液脱水的优缺点。研究结果表明，PDO发酵液蒸发脱水过程中PDO损失率随浓缩液中水含量降低和操作压力增大而增大，PDO发酵液在操作压力分别为5kPa、100kPa、150kPa的3种条件下蒸发脱水至浓缩液含水量为30%时，PDO损失分别为4.63%、20.04%和24.78%，PDO发酵液在3种不同操作压力条件下浓缩至浓缩液含水量为12.5%时，PDO损失分别增大到23.68%、76.62%和84.95%；并流蒸发流程PDO收率最高，浓缩液含水量30%，PDO收率97.73%，蒸发1t水消耗0.354t蒸汽。

涡轮气流分级机是应用十分广泛的超细分级设备，但是仍存在分级机端面跑粗现象。本文通过实验探究分级机端面间隙对不同物料分级效果的影响，并在传统迷宫密封的基础上设计一种气密封装置，探究不同气封压力对不同物料分级效果的影响，并以相对分级精度为评价指标。利用Ansys Workbench 15.0软件，对气流密封的流体区域进行了数值模拟，得出了压力场和速度场的分布情况。模拟及实验结果表明：相对分级精度随着分级机端面间隙的增大而减少，当间隙保持在3mm左右时，相对分级精度较高且分级机亦可正常运转；在分级机端面间隙为3mm以下时，增加气流密封，相对分级精度随气封压力的增加先增大后减小，当气密封压力为0.15MPa时，粉煤灰和矿渣的相对分级精度最高；气流密封的失效压力为0.05MPa；在相同间隙的情况下，增加气密封，粉煤灰和矿渣的相对分级精度分别从0.202、0.187增加到0.458、0.408，分级机性能得到提高，分级效果更为良好。

规整填料塔内液体弥散规律的研究对于气液吸收塔的布液装置设计、填料高度确定以及填料类型优选具有重要理论意义，目前关于液体弥散机理的理论描述和模型建立较为有限，本文为实现填料塔内液体扩散现象的准确预测，引入液体弥散机理。规整填料采用多孔介质简化，在考虑了机械弥散力、气液拖曳力、多孔介质阻力等基础上建立了二维CFD模型，模拟结果与实验结果吻合较好。在此基础上研究了液体扩散系数S、气体入口速度和液体入口速度对液体分布的影响。通过研究得出液体弥散机理中毛细管弥散作用影响较小，主要以机械弥散作用为主；液体扩散系数和液体入口速度对液体分布的影响显著，S/D_r的最佳比例为2，气体入口速度对液体分布影响很小。研究结果对其他类型填料的模拟研究有重要借鉴作用。

压缩机吸气带液可以有效降低排气温度，但也会对压缩机性能产生影响，需要对其深入研究。以R32变频滚动转子式压缩机实验系统为研究对象，通过分析相同频率不同压比和相同压比不同频率时压缩机容积效率随压缩机吸气状态的变化规律，建立了半经验压缩机模型。研究结果表明：①压缩机吸气过热时，过热度对压缩机容积效率基本无影响；少量吸气带液时，容积效率均随吸气干度的减小线性降低，各频率和各压比斜率基本相同。另外，系统COP与压缩机容积效率随吸气状态的变化趋势相似；②压缩机模型经实验验证，计算值与实验值最大相对误差为1.51%，最小相对误差为0.03%，具有较好的可靠性，可以减少试验次数，并能准确预测出压缩机性能；③压缩机运行性能在低频率、低吸气干度时迅速恶化，因此模型适用于压缩机频率高于额定频率、吸气干度大于0.90的运行工况。

为研究过冷流动沸腾状态下的颗粒污垢特性，在竖直向上的环形流动通道内，以纳米氧化镁颗粒悬浮液作为实验工质，通过改变工质浓度、热流密度和质量流量等得到不同工况下的颗粒污垢特性，并利用契尔顿-柯尔本类比建立了不同工况下的污垢分析模型。结果表明：由于壁面温度较高，过冷流动沸腾状态下颗粒污垢结垢迅速；工质浓度增加增大了流体与壁面间的浓度差，污垢热阻渐近值和结垢速率随着工质浓度增大显著增加；随着热流密度的增加，传质增强，污垢热阻渐近值增大；增加质量流量使壁面剪切力变大，污垢热阻渐近值出现轻微的下降；随着工质入口温度的提高，增强了气泡的剥蚀作用，污垢热阻渐近值与结垢速率下降明显。

目前自吸式反应器广泛应用于二硝基甲苯加氢等多相流反应过程，但由于其内部流动十分复杂，单纯依靠实验很难得到全面准确的研究结果。为了解决这一问题，以自吸式加氢反应器为研究对象，运用计算流体力学（CFD）Fluent建立三维反应器模型，采用欧拉两相流方法，对空心叶轮自吸式反应器与双圆盘叶轮自吸式反应器内的气液两相流动特性进行了研究，将反应器内的流动可视化。在此基础上将空心叶轮反应器内的吸气特性与实验数据进行对比，验证建立的CFD模型，并对比两种反应器内的局部气含率分布与液相速度矢量图分布。结果表明：空心叶轮自吸式反应器吸气特性的模拟结果与实验结果吻合较好；对于单层桨叶自吸式加氢反应器，相同桨径的空心叶轮比双圆盘叶轮的吸气性能与气液分散性能更好。

作为一种新环保型化工产品，碳酸二甲酯近年来在各行业中得到了广泛应用。由于碳酸二甲酯产品中常含有与之形成共沸物的甲醇，因此需要特殊工艺对其进行分离。本文利用Aspen Plus软件建立了严格稳态模型，对比了萃取精馏、共沸精馏和变压精馏分离碳酸二甲酯-甲醇二元共沸物的3种分离工艺，并以系统能耗为目标进行单变量分析，得到最低能耗下的萃取精馏、共沸精馏、变压精馏工艺参数。稳态分析结果表明：萃取精馏过程能耗只占变压精馏的29.0%、占共沸精馏的30.2%，其节能优势明显。在此基础上，采用Aspen Dynamics软件对萃取精馏最佳工艺进行了控制研究，提出了两种控制结构。结果表明，含有固定再沸器/进料比例的改进控制结构能够有效地应对进料流量与进料组成扰动，保证碳酸二甲酯和甲醇产品纯度。

甲壳素是地球上仅次于纤维素的第二大天然高分子多糖，年产丰富，天然可再生。将其转化为燃料及高附加值化学品，对于缓解全球能源危机和解决环境污染问题具有重要意义。本文综述了近年来国内外以甲壳素、壳聚糖、氨基葡萄糖和N-乙酰氨基葡萄糖等甲壳素类生物质为原料，在不同催化条件下制备含氮化合物、呋喃衍生物和有机酸等高附加值化学品的转化途径及其最新研究进展。提出了甲壳素生物质转化为重要基础化合物的新思路，以促进甲壳素生物质制备高附加值化学品工业技术的发展，为可再生资源替代化石资源的可持续发展提供有力的理论支持和实践指导。

秸秆类可再生资源的高值化利用是当今世界的研究热点，选择和开发经济有效、安全环保的常压法秸秆预处理技术是迫切需要解决的关键问题。本文从秸秆类物质的组成结构特性和预处理机制出发，对秸秆类生物质资源的常压法预处理技术的研究进行了综述。介绍了物理法、化学法和生物法三大常压预处理技术，包括电子束辐照、微波处理、等离子体处理、氧化处理、酸催化有机溶剂、酸/碱处理、SO₃微热爆、微生物以及生物酶法预处理技术。考虑到经济、环保和规模化的开发利用等问题，提出了常压/非高温的SO₃微热爆技术在秸秆类资源的高值化利用中的重要潜在价值，并指出当下预处理技术的不足及未来的发展趋势。

通过在N719敏化的纳米晶二氧化钛膜上耦合SiO₂ Opal光子晶体，以此复合膜为光阳极，以敏化二氧化钛与无序SiO₂的复合膜为参比膜，考察了SiO₂ Opal光子晶体结构周期数对电池光电性能的影响。SiO₂ Opal光子晶体的结构周期数由制备光子晶体时的沉积液浓度控制。实验结果表明复合光子晶体后，电池的短路电流密度I_SC和能量转化效率Eff明显提高，且光子晶体周期数越多，提高率越大，当SiO₂ Opal结构周期数增加至20层时，I_SC和Eff与参比膜相比分别增加了91%和164%。IPCE分析表明光电性能提高的原因在于当光子晶体带隙与N719吸收峰重合时，利用光子带隙反射与光局域效应可提高N719对波长530nm光的吸收率。即光子晶体可有效提高吸光材料在光子带隙处的吸光率，且随着光子周期数增加，提升效果越显著。

基于夹点法，对考虑新氢纯度的氢网络集成进行了研究。利用Aspen Plus建立了天然气蒸气转化制氢过程的模拟模型。在考虑原料气、除氧水、冷却水、副产蒸气、变压吸附、压缩机用电等主要能耗的前提下，计算出系统总费用，对整个过程进行了能耗分析。通过改变产氢摩尔分数，得到相应的单位产氢量费用，进一步拟合出了新氢生产成本随产氢摩尔分数变化的定量关系式。在此基础上，对某炼厂的氢网络案例进行优化，作出不同氢源线下的节氢费用-新氢摩尔分数关系图、新氢消耗费用-新氢摩尔分数图。通过分析夹点位置随新氢摩尔分数改变的变化趋势可知，在满足氢网络要求下，节省费用随新氢摩尔分数的增大而增大，新氢消耗费用随摩尔分数的增大而减少。因此，在该氢网络中，高纯度的新氢有利于系统节能。

在鼓泡流化床装置上进行了稻草秸秆成型燃料气化过程中氯的释放规律和CaO脱氯特性实验研究。实验首先考察了反应温度和当量比对稻草秸秆成型燃料气化过程氯析出的影响。从实验结果看出，气化过程中氯析出率随温度和当量比的增加而增大。再加入CaO进行脱氯实验，研究了Ca/Cl摩尔比、反应温度、当量比和CaO粒径等参数对脱氯效率的影响，实验结果表明，脱氯效率随Ca/Cl摩尔比的增大而增大，但当Ca/Cl摩尔比增大到4.73以后，脱氯效率几乎不再变化；在873～1073K范围内，脱氯效率随着反应温度的升高呈先增大后减小的趋势，在923K时脱氯效率达到最大；脱氯效率随当量比的增加而增加，但当量比为0.16和0.18时的脱氯效率基本相同；CaO粒径在0.18～0.27mm范围内，CaO粒径减小脱氯效率仅有小幅增加。

以胜利褐煤和昭通褐煤为研究对象，采用H₂O、HCl/CH₃COONH₄及CH₃COONH₄/HCl/HF对褐煤进行逐级脱矿处理，利用XRF、XRD和SEM对褐煤中的矿物质种类、含量及其形貌进行分析，采用热重法对比分析了脱矿前后煤样的燃烧特性及动力学反应过程，分析了矿物质对褐煤燃烧特性的影响。结果表明：两种褐煤中的主要矿物元素为Si、Al、Fe、S及碱/碱土金属元素，主要矿物组成为石英、高岭石、云母、石膏、方解石和黄铁矿；3种脱矿方式的矿物质脱除率分别为：胜利褐煤1.22%、32.49%、97.90%，昭通褐煤0.47%、26.41%、94.79%；原煤及脱矿煤的综合燃烧指数S的大小顺序为：原煤 < HCl/CH₃COONH₄脱矿煤 < H₂O脱矿煤 < CH₃COONH₄/HCl/HF脱矿煤，胜利及昭通褐煤呈现相同的规律。三级脱矿处理显著改善了煤的综合燃烧性能。煤中以羧酸盐形式、配位键形式存在于含氧或含氮官能团上的碱及碱土金属对煤的燃烧存在促进作用。煤中水溶性矿物质对燃烧具有抑制作用。褐煤燃烧从着火温度到燃尽温度这一温度区间满足一级反应方程，且线性相关性系数R均在0.985以上。

异丁烯市场的迅猛发展，促使异丁烷氧化脱氢制异丁烯技术得以重视，商业化的Pt基和CrO_x基催化剂存在的不足，使得对新型脱氢催化剂的研究开发成为热点。本文简述了异丁烯市场及发展前景，概述了异丁烷氧化脱氢制异丁烯技术的发展现状，综述了目前文献广泛报道的异丁烷氧化脱氢制异丁烯催化剂的类型（包括MoO_x基、VO_x基、In₂O₃基、Ni基催化剂和单原子催化剂）、活性物种及研究方向，并分析了上述催化剂的优缺点。分析发现，金属氧化物催化剂制备方法传统易行，但产物烯烃收率和稳定性等方面仍待提高，与之相比，单原子催化剂只含有一种活性金属原子，降低了金属负载量的同时提高了其利用率，具有巨大的研究前景。制备方法和实际应用性是未来单原子催化剂的研究重点。

MIL-101除了具备其他金属-有机骨架MOFs材料的孔隙率和比表面积高、微孔尺寸可调和结构易功能化等特点外，与大多数MOFs材料不同，MIL-101的水热稳定性高，使其在催化领域得到了广泛应用。详细介绍了MIL-101的合成方法研究进展情况及合成过程的影响因素，综述了负载活性组分、原位合成和后修饰改性等改性MIL-101材料近年来在催化领域应用的最新进展。最后指出水热合成法存在工艺繁杂、有机废液多、收率较低等问题，干胶转化法以其特有的优势为MIL-101的工业化生产提供了可能；MIL-101作为催化剂本身酸性位较弱、化学活性中心单一，提高MIL-101的酸强度、嵌入具有催化性能的有机配体等改性设计是拓展其在催化领域应用的发展趋势。

近年来，尿素电氧化法处理富含尿素的工业废水和生活污水得到了广泛关注。在尿素电氧化过程中，催化剂是决定尿素氧化效率和实用性的关键材料。非贵金属镍不但对尿素电氧化反应表现出较高的催化活性，而且廉价易得，近年来成为研究热点。本文在简要介绍碱性环境中镍基催化剂氧化尿素机理的基础上，综述了最近尿素电氧化催化剂的研究进展，并结合本课题组的工作从镍基金属催化剂、镍基氢氧化物催化剂、镍基氧化物催化剂和负载型催化剂4个方面做了详细的评述。文中提出当前尿素电氧化催化剂存在催化活性较低、电流密度较小、起始电位较高等问题，未来尿素电氧化催化剂将朝向改变镍基催化剂的形貌和组成等方向发展。

Mn基催化剂因具备良好的催化性能而广泛应用于低温NH₃-SCR脱硝研究领域，然而烟气中存在的H₂O、SO₂会导致催化剂较严重地失活，故研究低温Mn基催化剂的抗H₂O、抗SO₂性能十分必要。本文主要阐释了H₂O、SO₂的作用机理，详细归纳了抗H₂O、抗SO₂效果较好的Fe、Ce、Sm、Sn等金属掺杂型、Mn-Ce/TiO₂等常规载体及Mn/Fe-Ti等复合载体构成的负载型、Fe₂O₃@MnO_x@CNTs等核壳结构型和Mn_xCo_3-xO₄纳米笼等规则结构型组成的特殊结构型Mn基催化剂，简要总结了各类催化剂的现阶段研究进展和局限，并提出各类型催化剂的未来可能研究方向为优化金属掺杂催化剂的制备方法或添加新型有效助剂，保证高抗性前提下进一步降低载体型催化剂的工作区间以及批量化制备特殊结构型催化剂。

催化臭氧氧化技术在处理难降解有机废水领域具有很大应用前景，催化剂是实现催化臭氧氧化的关键材料。本文综述了近年来在臭氧催化剂的制备及其应用方面的进展。臭氧催化剂主要是以Mn、Fe、Co等过渡金属氧化物为活性组分，负载型催化剂的载体主要有氧化铝、分子筛、活性炭等。与金属氧化物催化剂相比，负载型催化剂和碳质材料催化剂具有较好的催化效果。催化剂应用性能研究大多为实验室单一成分的有机废水，面向实际复杂工业废水研究开发优良的催化剂，并与具有高效臭氧传质性能的反应器相结合，是未来催化臭氧化技术研究开发的趋势。

采用共沉淀法制备TiO₂-SnO₂固溶体，浸渍法负载WO₃和V₂O₅得到一系列V₂O₅-（x%）WO₃/TiO₂-SnO₂脱硝催化剂。利用比表面积测定（BET）、X射线衍射（XRD）、原位漫反射傅里叶变换红外光谱（in situ DRIFTS）、程序升温脱附（NH₃-TPD）、高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）等表征技术，结合脱硝性能测试，研究催化剂的表面特性、微观结构及脱硝活性。结果表明：V₂O₅-12% WO₃/TiO₂-SnO₂催化剂在250～400℃的温度窗口具有95%的NO_x转换率；随着WO₃负载量增加，催化剂比表面积有所减小；WO₃以无定形态存在于催化剂表面；催化剂表面Brønsted酸中心强度随WO₃负载量增加逐渐增大，这是V₂O₅-（12%）WO₃/TiO₂-SnO₂催化剂具有最佳脱硝活性的主要原因。

回顾了近年来氮杂环类离子液体作为离子传导介质在高温质子交换膜中的应用，主要体现在直接物理掺杂、高分子主链修饰改性、采用无机有机复合技术在膜内锚固3个方向。采用离子液体与聚合物电解质直接掺杂所制备的质子交换膜在高温条件下表现出了优异的质子传导性能，但离子液体容易随电极反应生成的水而流失，进而造成电池性能下降的缺点限制了其实际应用；采用离子液体单元对高分子主链进行修饰可以实现离子液体在质子交换膜内的固定，而复杂的合成工艺以及离子液体单元的低柔顺性导致的低电导率是其存在的缺点；通过离子液体修饰的无机纳米氧化物与聚合物电解质的掺杂也可以实现离子液体在质子交换膜中的固定，这类膜材料的制备难点在于连续质子传导相的形成以及提高离子液体单元的可移动性。在对上述3个主要研究方向的特点进行概括和评述的基础上，指出通过有机无机复合技术实现离子液体在质子交换膜内的固定并提高离子液体的局部柔顺性是未来高温质子交换膜的重点研究方向。

作为直接甲醇燃料电池阳极催化剂的载体，金属化合物因其在强氧化环境中拥有比碳材料更高的耐腐蚀性而日益受到关注。本文重点综述了金属氧化物、金属碳化物和金属氮化物作为载体材料对催化剂性能的改善。总结发现，金属化合物载体的使用对铂基催化剂的稳定性有显著提高，而该类载体形貌和组成对活性组分的粒径、分散度、利用率及催化活性有着重大影响，尤其是金属化合物载体与活性组分间的相互作用对活性组分微观电子结构和能级密度分布的改变，更是直接决定着铂基催化剂对甲醇氧化的催化性能。根据对相关研究结果的总结，提出对金属化合物载体进行结构和功能设计是今后该领域的重要研究方向。

Fe₃O₄磁性纳米粒子因具有生物相容性、比表面积大、低毒性和高饱和磁化强度等优点，使其被广泛应用于生物医学领域。本文简单介绍了Fe₃O₄磁性纳米粒子的制备方法，包括共沉淀法、微乳液法、热分解法、水热法、溶胶-凝胶法、生物合成法等，并对共沉淀法、热分解法和水浴法3种常用制备方法的优缺点进行了比较；重点阐述了Fe₃O₄磁性纳米粒子的表面修饰，包括有机小分子修饰、有机高分子修饰和无机纳米材料修饰；重点论述了Fe₃O₄磁性纳米粒子在生物医学领域的应用研究，主要包括核磁共振成像、药物递送体系、蛋白质和核酸分离、血液净化以及肿瘤热疗等，充分显示了Fe₃O₄磁性纳米粒子在生物医学领域的应用价值；最后指出Fe₃O₄磁性纳米粒子今后的主要发展方向和亟待解决的问题。

亲水型聚偏氟乙烯（PVDF）基分离膜及其制备新方法的开发有助于推动PVDF在分离膜领域的大规模应用。本文利用聚丁二酸丁二醇酯（PBS）与PVDF共混以改善其亲水性，并采用静电纺丝法制备了PVDF/PBS共混物纤维膜，研究和分析了纤维膜的微观结构、亲水性能、油/水分离性能之间的内在联系。研究结果表明，纤维的平均直径和孔隙率都随PBS含量的增加而降低。由于较好的相容性，在共混物纤维膜中PVDF相抑制了PBS相的结晶，而PBS相也在一定程度上抑制了PVDF β晶型的形成。PBS相的混入改善了共混物纤维膜的亲水性，使水滴易于渗过，但阻止油滴通过，从而实现油/水分离的效果。PBS质量分数为30%时共混物纤维膜的分离效果最优，这主要归因于70/30 PVDF/PBS共混物纤维膜良好的亲水性，此外，较细的纤维直径也使其孔径减小而有利于提高分离效果。

以AR中间相沥青为原料，采用熔融纺丝法制备出中间相沥青纤维，再经预氧化和炭化处理得到中间相炭纤维。采用光学显微镜、扫描电镜（SEM）及纤维拉力仪等手段，研究了熔融纺丝速度对中间相炭纤维直径、内部微观结构、纤维表面微观形貌及纤维力学性能的影响。研究结果表明，随着纺丝速度的增大，中间相沥青纤维平均直径减小，可纺性逐渐下降；当纺丝速度大于330m/min时，中间相炭纤维表面出现纵向纹理缺陷，纤维内部微观结构变得无序；在纺丝速度为330m/min时，炭纤维拉伸强度达到最大值1786MPa，此时纤维直径为11μm。

以Na₂CO₃和CaCl₂为原料，采用复分解方法，以聚丙烯酸（PAA）和十二烷基磺酸钠（SDS）为有机添加剂，合成出具有方解石和球霰石复合晶型的碳酸钙空心微球。利用扫描电子显微镜（SEM）、透射式电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）分别对样品的形貌、结构和晶型进行了表征，通过研究反应过程中碳酸钙微球的结构和晶型随时间的变化过程，对空心微球的形成机理进行了详细的探讨；考察不同反应温度、PAA和SDS浓度对碳酸钙结晶和生长的影响。研究结果表明：反应过程中PAA和SDS会影响碳酸钙的聚集行为和形貌结构，以此提出了一种鲜有报道的碳酸钙空心微球的形成机理；并且当反应温度为80℃、PAA浓度0.5g/L、SDS浓度10mmol/L，反应1h时可获得粒径范围为4～7μm、具有方解石和球霰石复合晶型的碳酸钙空心微球。

以癸酸-硬脂酸（CA-SA）二元共熔脂肪酸作为相变储能材料，废加气混凝土块为载体，矿渣-水玻璃-石膏复合胶凝剂为封装材料，制备了密封性能良好的相变储能集料，解决了现有产品与建筑主体材料相容性差和使用寿命较低的缺点。通过DSC、FTIR、SEM等测试技术对相变材料及相变储能集料进行表征。结果表明：适宜的癸酸、硬脂酸的质量比为9：1，其相变温度为26.8℃，相变潜热为96.4J/g；以多孔的废加气块为载体，相变材料吸附率可达60%；采用矿渣-水玻璃-石膏复合封装材料，制成的相变储能集料具有良好的密封性，稳定性能优异。相变集料应用模拟实验结果显示，其储能控温性能良好。

利用力学试验、衰减全反射红外光谱技术（ATR-FTIR）、热重分析法（TG）、差示扫描量热法（DSC）、凝胶渗透色谱（GPC）、扫描电子显微镜（SEM）比较研究了3种不同结晶度高密度聚乙烯（HDPE）的光氧老化特性，分析了结晶度对HDPE力学性能、化学结构、热稳定性、熔融特性、分子量和表面微观形貌的影响规律。结果表明结晶度越高，HDPE弯曲强度、弯曲模量和冲击强度下降最明显；不饱和度增长越剧烈，支化作用和断链作用更明显，且区别主要集中于老化初期；羰基指数和羟基指数增长越快，热分解特征温度下降最明显，热稳定性下降更强烈，但熔融特征温度和氧化诱导温度下降更不明显，相对分子质量下降更强烈，表面破坏更严重，老化作用更剧烈。结晶度越高，HDPE缺陷也就越多，在热氧环境中越容易发生氧化，老化现象更严重。

以FeNO₃·9H₂O、LaNO₃·xH₂O、柠檬酸、丙烯酰胺为原料，采用溶胶-凝胶法制备了钙钛矿结构的LaFeO₃纳米粒子。利用热分析（TG-DTA）、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等手段研究了热处理温度、A位Y掺杂对LaFeO₃成相、晶体结构、形貌等的影响，发现溶胶-凝胶法制备LaFeO₃纳米粒子的成相温度低于500℃，A位Y掺杂增大了LaFeO₃晶粒的生长活化能、抑制了晶粒生长。以LaFeO₃纳米粒子为敏感材料制备了旁热式气敏元件，通过元件的乙醇敏感性能测试，结果表明，250℃时LaFeO₃气敏元件对不同浓度乙醇具有良好的气敏性；随着乙醇浓度的增大，元件的灵敏度近线性增长；700℃热处理获得未掺杂LaFeO₃的乙醇敏感性能最佳，其对100×10^-6乙醇的灵敏度可达54；A位Y掺杂量为10%（摩尔比）时，元件对乙醇的灵敏度更好，其对100×10^-6乙醇的灵敏度可达163。

拉帕替尼（Lapatinib）是一种口服的新型小分子表皮生长因子酪氨酸激酶抑制剂（TKIs），临床治疗Ⅱ型人表皮生长因子受体过度表达引起的晚期或转移性乳腺癌。本文回顾了近十年以来有关拉帕替尼生产及应用的文献及专利，介绍了拉帕替尼的主要工艺合成路线，系统阐述其3种关键中间体（包括3-氯-4-（3-氟苄氧基）苯胺（2）、N-（3-氯-4-（3-氟苄氧基）苯基）-6-碘喹唑啉-4-胺（3）和5-[4-[3-氯-4-[（3-氟苄氧基）苯基]氨基]-6-喹唑啉]-2-呋喃甲醛（4））和两种关键原料（苯并嘧啶和2-甲砜基乙胺盐酸盐）的合成工艺，研究了各种路线之间的异同与特点，比较各条路线的优劣，指出了各种关键中间体、原料和终产物拉帕替尼的最优合成工艺。

采用接枝方法制备了壳聚糖改性凹凸棒土，利用外源挤出法制备了毒死蜱/壳聚糖改性凹凸棒土/海藻酸钠复合微球，利用红外、热重分析和X射线衍射对改性凹凸棒土的结构进行了表征，并研究了改性凹凸棒土对载药微球的载药率、包封率、溶胀性能及缓释性能的影响。结果表明，毒死蜱仍以结晶态存在于复合微球中；壳聚糖改性凹凸棒土复合微球的载药量和包封率均高于相应的酸化凹凸棒土复合微球；加入凹凸棒土降低了载药微球的溶胀率、提高了微球的缓释性能，且壳聚糖改性凹凸棒土在抑制微球溶胀和增强缓释方面优于酸化凹凸棒土；载药微球的释药行为可用HIGUCHI动力学模型来描述。

通过生物信息学分析，确定厌氧孢子菌Caldicellulosiruptor saccharolyticus编码的木糖苷酶（XYL39B）属于糖苷水解酶第2家族，是极端耐热的水解低聚木糖为木糖的关键酶。将XYL39B基因（xyl39B）导入大肠杆菌BL21（DE3）中表达，通过热处理和镍柱亲和层析获得纯酶。对纯化的重组XYL39B进行酶学性质的表征，结果表明该酶的最适反应温度为70℃，最适反应pH为6.0。在pH 6.0，70℃条件下保温2h后残留相对酶活仍达90%以上，在55～75℃范围内酶活较高且比较稳定。Zn²⁺、Cu²⁺、SDS对酶活力的抑制作用较明显，其他金属离子和化学试剂对该酶的酶活力影响不显著。在以4-对硝基苯酚-β-D-木糖苷（pNPX）为底物，该酶的表观活化能为14.52kJ/mol，其K_m值为11.47mmol/L，V_max为29.4U/g，K_cat为20.60s^-1，木糖对其反馈抑制较弱（抑制常数K_i为306.87mmol/L），综上结果显示该酶是活性较高且抑耐木糖抑制的细菌源极端耐热木糖苷酶。研究结果为其后续的基因改造和实际应用奠定理论基础。

煤化工废水是一种含盐量较高的难降解工业废水，为了提高其生化处理的效果，从某煤化工企业生产污水中分离得到一株耐盐菌CCZU-R6，经形态观察和16S rDNA序列分析，鉴定该菌株属于芽孢杆菌属（Bacillus sp.）。采用单因素实验方法考察了pH、温度、接种量、废水盐度等工艺条件对降解模拟含盐废水的影响，确定了菌株CCZU-R6处理模拟含盐废水的最适条件为pH 7.0、温度35℃，接种量500mg/L，能耐受的最高盐度约为11%。底物谱分析显示菌株CCZU-R6对苯酚、苯甲醇、甲醇等物质具有显著的降解效果。在最适降解条件下，菌株CCZU-R6处理实际煤化工含盐废水24h，COD去除率达到93%。表明该菌株对含盐煤化工废水有较强的降解能力，具有工业应用前景。

从生物质出发可以制备一系列的呋喃衍生物，包括5-羟甲基糠醛（5-HMF）、甲氧基甲基糠醛（MMF）、乙氧基甲基糠醛（EMF）。5-HMF是一种重要的平台化合物，以它为原料可以制备医药中间体、农药和塑料单体，MMF可以用作油品添加剂，EMF有望成为一种高能量密度的生物燃料而备受关注。本文介绍了近年来在低沸点溶剂中以果糖为原料制备5-HMF、MMF和EMF的研究进展。低沸点溶剂体系的优点是能在较低温度下通过减压蒸馏的方式挥发溶剂，实现产物与溶剂的低能耗简便分离，降低产物的分离和纯化成本，推动其大规模工业化生产。本文所述溶剂的沸点均小于100℃，不仅可作反应溶剂、萃取剂使用，还是制备MMF和EMF的反应物之一。最后，提出了在低沸点溶剂中由果糖制备呋喃衍生物所面临的挑战及解决策略，并对未来的发展方向进行了总结和展望。

以对氨基水杨酸（ASA）为原料先经酰化、硝化和水解制备关键中间体4-氨基-2-羟基-5-硝基苯甲酸（AHNA），然后硝基还原合成聚苯并咪唑新单体4，5-二氨基-2-羟基苯甲酸（DAHBA）。结果表明：ASA在乙酸中先后用乙酐进行酰化和用HNO₃硝化、20～30℃各反应3h，获得收率为70.9%、纯度为97.28%的4-乙酰胺基-2-羟基-5-硝基苯甲酸（AHNBA）；AHNBA在盐酸水溶液中，水解回流反应4h，制得关键中间体AHNA，其收率为79.5%、纯度99.21%；以水为溶剂，AHNA在Pd/C催化下水合肼回流还原30min合成出DAHBA，收率为55.3%、纯度98.84%。产物的分子结构经过FTIR、¹H NMR、¹³C NMR、ESI-MS等表征与确认，为提高聚对苯撑苯并二（口恶）唑（PBO）的复合粘结、轴向抗压和耐光性能提供关键共聚单体的技术与来源。

目前，船舶已成为我国沿海、沿河地区主要的大气污染源。随着MARPOL 73/78公约附则Ⅵ第三阶段标准的实施和我国船舶大气污染物排放法规、标准的不断完善，开展船舶大气污染控制迫在眉睫。本文首先介绍了船舶柴油机排放的烟气污染物种类及其来源，然后结合发动机台架试验研究了主要烟气污染物的排放规律。分析结果表明，船舶柴油机排放的大气污染物主要有CO、SO₂、NO_x、颗粒物、HC、重金属等，燃料种类、发动机类型和燃烧工况等因素对污染物排放具有重要影响。随后，综述了近年来船舶尾气污染控制技术的研究进展，着重对比分析了不同SO₂、NO_x、颗粒物控制技术的原理、优缺点，同时介绍了船舶尾气多污染物协同控制技术的研究现状。最后结合我国经济、技术现状，指出在目前燃料替换和发动机改造成本较高的条件下，开展尾气治理是实现船舶尾气达标排放的有效措施。同时提出多污染物协同控制是船舶尾气污染控制技术的发展方向，其中以湿式洗涤技术为基础的湿法多污染物协同控制技术具有很好的研究和应用前景。

介绍了曝气生物滤池的种类、脱氮的原理以及在工业废水和生活污水处理方面的实际应用，总结了曝气生物滤池脱氮影响因素方面的国内外研究成果，其中影响因素包括气水比、水力负荷、HRT、C/N、反冲洗、pH和滤料等。本文还综合考虑了成本和处理效果等问题，给出了各个影响因素的适宜范围。此外，本文还指出了曝气生物滤池技术目前在脱氮方面所存在的两个关键性问题——反硝化碳源不足和缺氧区域形成受限等问题，并提出了能够解决这两个问题的3种改良工艺——释碳材料、异养硝化好氧反硝化脱氮和曝气生物滤池组合工艺等，同时还介绍了这3种工艺在曝气生物滤池脱氮方面的研究成果、具有的优势以及目前存在的主要问题。此外，还对曝气生物滤池技术在脱氮方面的前景进行了展望。

微生物电解池（microbial electrolysis cells，MECs）的研究方向主要集中于制氢，随着研究的深入，MECs发展出集产能与治污于一体以及多种应用形式，为解决当前国际面临的能源问题和水资源保护提供了一种新的解决方案，受到各国科学家的广泛关注。本文整理了MECs的原理、性能影响因素，重点介绍了MECs在水处理、微生物电合成产品和与技术集成三方面的国内外应用研究。分析显示：随着新材料和新方法引入本领域，MECs发展出现了许多新应用及与其相适应的反应系统构型，但仍需要在MECs应用潜力拓展、MECs产品低浓度条件下富集、功能菌对应目标污染物驯化、反应系统运行机制等方面作深入研究，以提高MECs的整体性能，推进MECs在水处理和生产化学品方面的实际应用。

可持续发展背景下造纸企业面临着资源与环境约束的双重压力，进一步提升资源利用效率已刻不容缓，而仅追求经济效益的传统成本核算方法已难以满足企业开展循环经济的管理决策需求。基于此，本文将循环经济资源价值流核算理念引入造纸企业，构建了造纸企业资源价值流转分析模型，并提出了基于PDCA循环的造纸企业资源价值流管理范式，分为计划（PLAN）、实施（DO）、检查（CHECK）和改进（ACTION）四阶段。在此基础上，以A造纸企业为例，借助企业资源价值流转核算模型，通过对企业内部物质流转间正负制品成本的划分与追踪，识别隐藏的废弃物成本并核算环境损害价值，提出了有效降低A造纸企业内部资源损失和外部环境损害的改善方案，并对方案进行评估和对比，为造纸企业实现经济效益和环境效益这一“双赢”目标提供了可靠支持。

目前Fe₃O₄纳米颗粒由于其优秀的物理、化学性能及特有的磁性能，在吸附剂领域有着很好的应用前景。为此，使用共沉淀法制备Fe₃O₄纳米颗粒，以3-氨丙基三乙氧硅烷（APTES）为修饰剂，根据甲酸钠与乙酸银的特异性反应，制备出磁性Fe₃O₄-Ag复合纳米颗粒吸附剂。通过固定床吸附实验考察吸附剂对模拟烟气中汞的脱除能力，讨论其对汞的脱除机理。研究结果表明：磁性Fe₃O₄-Ag复合纳米颗粒吸附剂可脱除90%以上模拟烟气中的汞，且具有很好的抗酸性气体性能。包裹Ag提高了纳米颗粒的稳定性，提高了纳米颗粒的比表面积和总孔容积，且Ag可以与元素汞发生汞齐反应。温度的提高会抑制吸附剂对汞的吸附及汞齐反应的进行，降低吸附剂的脱汞能力。吸附剂对汞的脱除机理为物理吸附为主，且高温下被吸附的汞会从吸附剂中脱附。吸附剂还具有很好的再生性能，重复脱附吸附多次后仍保持很好的脱汞能力。

低温等离子技术对固体吸附剂表面具有明显的改性作用，为研究低温等离子改性对复合钙基吸附剂脱硫的影响，并开发高效的脱硫吸附剂，分别制取了不同比例的活性炭/复合钙基吸附剂（AC/CaO），并在固定床吸附实验台上进行脱硫实验，探究配比、吸附温度、O₂浓度对SO₂吸附效果的影响。在优化的实验条件下，进一步探究低温等离子改性对复合钙基吸附剂脱硫的影响。结果表明，在最佳实验条件下，复合钙基吸附剂对SO₂的单位质量吸附量达到24.89mg/g，大于纯CaO的脱硫效果；通过低温等离子处理后的复合钙基吸附剂拥有更高的SO₂脱除效率，与未改性复合钙基吸附剂相比，单位质量吸附量提高了61.7%；在SO₂和NO的竞争脱除反应中，经过低温等离子改性后，复合钙基吸附剂脱除污染物向着有利于脱除SO₂的方向发展。

选取青霉素菌渣在微型流化床反应分析仪中进行了快速热解实验，研究了热解产物随温度的变化规律，并采用等转化率法和模型配合法对实验数据进行回归拟合，求算反应动力学参数，分析反应机理。结果表明：随热解温度升高，气体产量增加，焦炭产量减少，生物油的产量先增加后减少，在600℃左右时达到最大值，约为33.5%。而且温度的升高加快气体产物的转化速率，其中对CO和CH₄转化速率的影响要比H₂和CO₂明显。利用等温法求算出的气体产物（H₂、CH₄、CO₂和CO）的活化能平均值分别为20.88kJ/mol、39.81 kJ/mol、23.39kJ/mol和10.27kJ/mol，生成CH₄、H₂、CO₂、CO的难度依次下降；同一产物不同转化率下的活化能存在差异，表明不同反应阶段有不同的反应机理。热解过程中生成CH₄的反应符合1.5级化学反应，而H₂、CO和CO₂的生成符合2级化学反应。

以十八水硫酸铝[Al₂（SO₄）₃·18H₂O]为沉淀前驱剂，碳酸钠（Na₂CO₃）为沉淀剂制备氢氧化铝，采用X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、热重分析（TGA）和扫描电子显微镜（SEM）探究硫酸铝水解反应机理。研究结果表明，75℃下0.02 mol/L的硫酸铝溶液在pH=2.50时水解率为1.98%，pH=3.80时水解率为100%。XRD、FTIR、TG-DTG和SEM结果表明，在Al₂（SO₄）₃溶液中滴加Na₂CO₃沉淀剂制备氢氧化铝的过程中，pH起着重要作用。当溶液pH<3时，Al³⁺以[Al（OH₂）₆]³⁺形式存在，随着溶液pH的增加，[Al（OH₂）₆]³⁺水解生成[Al（OH）₄（OH₂）₂]^-，[Al（OH）₄（OH₂）₂]^-在水化作用下脱水缩合为[Al₂（OH）₈（OH₂）₂]^2-，碱性增强，[Al₂（OH）₈（OH₂）₂]^2-转化为[Al₂O（OH）₆]^2-，最终形成氢氧化铝沉淀。pH=3、5、7时，Al₂（SO₄）₃水解所得产物为无规则团聚的非晶态氢氧化铝；pH=9、11时，氢氧化铝从非晶态转变为晶态的勃姆石（γ-AlOOH）及少量拜尔石[α-Al（OH）₃]，且pH=11时硫酸铝水解所得氢氧化铝结晶晶型较pH=9时好。

以湖北某地石煤为原料，用硫酸+氟化钙+二氧化锰体系直接浸出石煤原矿中的钒，考察了二氧化锰用量、氟化钙用量、硫酸浓度、浸出温度、液固比以及浸出时间等因素对钒浸出率的影响。试验结果表明，氟化钙和二氧化锰用量分别为原矿质量的6%和0.5%、硫酸浓度18%、液固比2.0mL/g、浸出温度95℃、浸出时间6h的条件下钒的浸出率可达84.94%。结合浸出液ICP分析、浸出渣XRD分析和FTIR分析及SEM-EDS分析、热力学分析可知，浸出过程中，氟化物可使含钒矿物得到一定程度的结构破坏，增加了含钒矿物的裸露表面，而适量二氧化锰的引入有利于云母结构的破坏，并且强化了裸露表面上低价钒向高价钒的转化，增强了钒的释放，因此提高了钒的浸出率；另外，适量二氧化锰可促使三氟化铁更容易形成，降低铁的浸出率。

污泥膨胀和大量的剩余污泥是当前城市污水处理厂面临的重要问题。采用20kHz超声波，在不同的声能密度和超声时间下处理微膨胀活性污泥，研究低能量密度超声波处理对活性污泥的沉降性能及污泥减量的影响。结果表明：超声波处理可改善污泥沉降性能和实现污泥减量。适宜的超声处理时间为30～40s。超声处理后，泥水界面沉降速率可提高52%，污泥容积指数（SVI）可由202.9mL/g下降到151mL/g左右，污泥减量率为12.5%。在超声波处理40s时污泥减少已基本完成，而上清液的溶解性化学需氧量（SCOD）在40s之后还在大幅升高，从絮体中释放出来的污泥的溶解液化相对滞后。在一定范围内增加超声处理时间和提高超声能量密度有利于污泥减量效果的提升。活性污泥的初始pH对超声处理效果的影响不大。污泥初始浓度对污泥减量效果影响较大，采用超声波处理较高浓度的污泥时，污泥上清液SCOD增加值在25～29mg/gSS之间。

为了进一步提高BiOBr在可见光范围内的光催化性能，通过简单的低温液相法制备了不同质量掺杂比的三氧化二锑/溴氧化铋（Sb₂O₃/BiOBr）复合光催化材料。利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜形貌分析（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）、紫外-可见光漫反射（UV-Vis/DRS）、透射电子显微镜（TEM）等对材料进行了表征，并以罗丹明B（RhB）为目标污染物，在模拟可见光条件下研究了复合物对RhB的光催化降解性能。结果表明，Sb₂O₃的掺杂显著提高了复合物的吸附能力；同时，Sb₂O₃的掺杂促进了BiOBr表面羟基（OH-）的产生，该基团能够有效捕获空穴（h⁺），从而提高光催化活性。当Sb₂O₃掺杂量为3%（质量分数）时降解效果最佳，60min内RhB的降解率比纯相BiOBr提高了20.03%，达到了95.41%。多次重复实验，复合物的光催化性能并没有发生明显的减弱，表明复合物同时也具有较好的稳定性。

冶炼低浓度SO₂烟气的经济、达标、无害化治理一直是冶炼行业的难题，目前处理方式主要集中在传统脱硫剂的应用，在以废治废方面的研究鲜有报道。本文提出以硫化镍铜矿选矿过程产生的活性矿浆为低浓度二氧化硫烟气的脱硫剂，建立冶炼烟气脱硫中试验装置，运用扫描电镜、原子吸收法、多种化学元素定量检测法等分析检测手段，研究活性矿浆作为一种廉价脱硫剂的有效组分及脱硫效果。结果表明：活性矿浆脱硫液pH>5.5时烟气可达标排放，折算SO₂吸收量为4.15kg/t矿浆，高于理论值3.68kg/t矿浆。活性矿浆中有效脱硫组分以黑云母、绿泥石、白云石、磁铁矿中的活性氧化镁、氧化钙和铁磁性物质为主，其中活性氧化镁与氧化钙参与反应的全过程，在弱酸性介质条件下铁磁性物质参与反应。脱硫后矿浆清液中重金属离子含量均低于排放标准要求，渣属于一般固体废弃物，不会对环境造成污染。