当前传统的小农经济已经无法担负起保证农业增产、农民增收的重任，也不利于食品安全和环境保护，发展集约化经营的现代农业是大势所趋。“第六产业”正是发展现代农业的一剂对症良方。其中，在我国农业的发展过程中，以化肥、农药、农膜等为代表的化工产品对于提高粮食单产、保障粮食自给自足方面作出了重要的贡献。然而，资源的紧缺、环境的变化以及农业现代化的发展，对支农化工产品及农化服务提出了新的要求。本文简要回顾了我国农业革命的发展历程，剖析“第六产业”的内涵，阐述在“第六产业”视角下，化学工程及农化产业对农业革命发展的重要支撑作用。特别地，农化产业转型的重点在于开发节能、环保、高效、绿色的新型支农化工产品，包括新型化肥、新型低毒农药、高性能可降解农膜等。与此同时，需要改革传统的化肥施用形式，推广配套的水肥药一体化灌溉技术。此外，“治标治本”的新型土壤修复技术、良种培育技术、作物抗逆性能改良技术、农产品高值化技术、农业废弃物资源化利用技术等其他涉农领域的技术创新也应大力推进，农业组织形式改造与农化服务升级也是必不可少的。在“第六产业”发展的背景下，农化产业将迎来新的发展机会，随着新型化工产品及先进技术的应用，可望取得重大的社会经济效益。

氢夹点技术作为氢气网络优化的重要方法，以其简单直观、高效易懂等优点，自20世纪90年代末被提出至今，在解决氢网络用氢瓶颈上，已经有了成熟稳健的发展。本文介绍了氢夹点技术的基本原理，综述并分析了剩余氢量图解法、严格氢夹点图解法、氢负荷-流量图法、源组合曲线法、多杂质赤字率图解法等多种氢夹点技术方法的提出及研究进展，并对这些方法进行比较和评价，得到各种方法的优缺点和应用范围。最后指出多约束条件下的氢夹点技术方法研究、建立动力学建模以及炼厂氢网络柔性优化设计等将成为未来几年氢夹点技术的研究热点。

当前，水资源短缺与污染问题日益严重，废水再生后回用对节约水源和保护环境具有重要的意义。针对间歇过程，为了合理利用不同品质的过程水源，实现用水系统的最大水回用，本文建立了一个包含水源-水阱、水源-中间储罐-水阱、水源-连续再生体系-水阱与水源-废水处理系统的用水网络超结构，基于连续时间模型建立数学模型，并采用多目标分步法依次优化新鲜水用量、再生单元的再生速率以及中间储罐数目，最终得到新鲜水消耗量以及废水排放量最小的最优用水网络结构。同时，为贴近实际生产中的多操作周期过程，本文针对用水系统从启动周期到稳定周期的全过程，进行了用水网络的设计、分析与优化。最后通过算例计算，验证了本文所提方法的合理有效性。

间歇过程换热网络综合是化工系统工程研究的重要部分，设计时需要考虑时间、设备、生产排序等多方面因素，具有一定的复杂性。本文围绕多批次间歇过程的直接换热问题，考虑生产排序的影响，采用覆盖操作和非覆盖操作，通过调整批间隔增加流股直接换热的可能性，减少设备闲置，得到3种不同的生产方案；针对每一个生产方案，采用启发式方法综合得到初始换热网络，并对该网络进行结构调优，提出渐进调优规则，在公用工程费用和设备费用间作权衡，减少换热器个数和流股分流，得到年度总费用最低且换热设备个数较少的换热网络，使其更符合实际应用；将3种生产方案对比，可以发现生产排序对换热网络的影响。最后将所提方法应用于实际算例，验证所提方法的可行性。

目前，回转式烘干机筒体内物料运动方式的研究方法主要是建立扬料板持料、撒料模型及物料在筒体内滞留时间模型，但大多数计算公式过于依靠经验常数，且物理意义不明确。本文以物料空间抛落运行机理为基础，采用数值分析法建立了回转式烘干机内的物料运动模型。首先研究了回转式烘干机内物料的空间运动规律，以位于任意回转位置扬料板翼端点处的物料颗粒为研究对象，建立了物料运动模型，并用Matlab绘图工具箱绘制了物料在筒体内运动状态的三维空间图像。然后，推导了物料在筒体轴向运动距离解析式和以扬料板持物量为权重的滞留时间数值分析模型，这些模型综合考虑了干燥介质推力、筒体倾斜度、转速及填充系数等因素的影响，物理意义明确，与生产实例和文献公式计算结果基本一致。

近年来，海上浮式液化天然气设备成为研究热点，液体分布器作为脱酸塔器中关键的塔内件之一，目前对其在海上晃动工况下的结构设计研究较少。本文选取出口数为52个的1.2m排管式液体分布器作为研究对象，利用晃动平台和水循环系统组成的实验装置，对液体分布器开展静止、横摇5°和纵摇5°的水力学实验，通过改变喷淋密度，分析在晃动工况中，具有不同出口直径的排管式液体分布器各支管孔口流量分布和整体孔口流量分布的变化情况，结合孔口流速的合理范围以及孔口流量不均匀度较静止工况下的增大程度，确定出晃动时在各种喷淋密度条件下最优的孔口直径。结果表明：排管式液体分布器在小尺寸孔径下受晃动的影响程度更小，但是出口流速较大；晃动5°以内的条件下，喷淋密度分别为4.4m³/（m²·h）、8.8m³/（m²·h）和13.2m³/（m²·h）左右时，孔径分别设计为4mm、6mm和8mm可以使排管式液体分布器的孔口流速落在合理范围内并且维持较高的孔口流量均布性能。

工业生产过程中排放大量有毒有害细颗粒物，对环境和人体健康威胁严重，急需治理。针对传统湿法除尘设备效率较低的问题，本文采用液相射流和空气旋流耦合作用的静态超重力设备——水力喷射空气旋流器（WSA），以平均粒径为1.56μm的滑石粉模拟细颗粒物，研究考察了粉尘初始浓度、液相射流流速、进口气速等操作参数对WSA的总除尘率η的影响；并对实验数据进行归纳分析，总结了操作参数与除尘率之间的数学关系模型。结果表明，WSA对PM_2.5含量为74.15%的粉尘样品的除尘率最高达93%以上，尤其是粒径为1.8μm以上的细颗粒物，去除率可达100%；WSA的除尘率随着进气速度、射流速度及粉尘浓度的增大而增大，两者之间关系式为：η=133.61×Re_g^0.026×Re_l^0.027×（c_s/ρ_s）^0.065。本工作为工业细颗粒的脱除提供了一种新的方法。

目前离子液体辅助油砂萃取工艺中直接蒸馏回收离子液体的能耗较大。为了降低能耗、节约操作成本，本文提出了先用离子交换树脂对离子液体溶液进行离子交换预处理以降低水含量，然后进行蒸馏的方法。采用离子交换树脂AMBERJET 1200Na对模拟水洗所得的离子液体溶液进行处理，以回收其中的离子液体[EMim]BF₄，通过调整吸、脱附工艺参数得到了最佳工艺条件，并深入分析了吸附机理。采用上述最佳条件，对真实油砂矿水洗得离子液体溶液进行了回收，进一步验证并完善了工艺条件。得出当水洗的离子液体溶液体积为150mL、浓度为10 g/L、树脂用量为5g、吸附温度为293K、吸附时间为15min时吸附率达97%以上；当脱附温度为333K、盐酸脱附剂质量分数为15%时脱附率达93%以上；经蒸馏，[EMim]⁺回收率达91%以上。研究结果还表明：本工艺具有较好的节能效果，与直接蒸馏相比，能耗降低45%以上。

利用基于三维有限元的计算流体力学（CFD）方法数值模拟了微型锥形双螺杆挤出机（MCTSE）中聚丙烯熔体的循环挤出混合过程，得到流场中物料的剪切应力和速度等分布场量。通过计算放置流场中的示踪粒子的运动轨迹，对粒子运动路径上的剪切应力、混合指数、拉伸长度、分离尺度以及混合效率等进行统计分析，定量表征了MCTSE循环挤出过程的分散和分布混合特性，并进一步考察了加工条件和螺杆构型对混合性能的影响规律。结果表明，聚丙烯熔体循环挤出混合由拉伸流和剪切流共同作用，MCTSE具有较好的混合效果；增大螺杆转速或减小螺距均有利于提高MCTSE的分散混合和分布混合性能，但不利于提高MCTSE的混合效率；分析表征混合性能的不同参数可知，相对于改变MCTSE的螺杆构型，选取合适的加工条件更为重要。

以双流体模型为框架，气泡修正多尺度曳力模型描述介观尺度作用影响，结合化学反应动力学方法建立生物质气化模型，模拟了鼓泡流化床内生物质气化过程。采用气泡修正多尺度曳力模型考虑了介观尺度影响，使气固异相反应增强，模拟结果更接近实验值。模拟结果给出了颗粒浓度、速度矢量瞬时分布、气体组分摩尔分数瞬时分布及碳和灰分的质量分数瞬时分布特性。分析了氧当量比对鼓泡流化床生物质气化过程的影响。总体上，气体产量随着氧当量比的增加而减小。经分析得出，H₂和CH₄的产量与氧当量比有着较高的相关性，拟合优度都在0.99以上；对于CO和CO₂，则用三次多项式拟合时能有较好拟合优度。并且，CO随着氧当量比的增加先下降较快，然后平缓，最后再次较快下降。而CO₂的下降趋势则与CO正好相反，先平缓，后下降快，最后再次平缓。

针对某炼厂150万吨蜡油加氢裂化装置，采用单段串联+冷高分+常压塔+减压塔+轻烃吸收塔工艺流程，基于生产数据利用Aspen Plus软件对装置中反应部分和分离部分的各个单元模块进行模拟，通过参数的调整，使得模拟结果与标定数据达到很好的吻合，进而获得各个流股的热力学参数。结合夹点技术对其换热网络进行能效分析，进而找到该工艺流程中的用能“瓶颈”，在不改变装置主要设备的前提下，对现有换热网络调优并模拟计算得到节能方案，同时利用有效能分析方法对改造前后换热网络进行用能评价。调优后，热公用工程用量为25709kW，相比原工艺流程节约了42.20%，冷公用工程用量为29863kW，相比原工艺流程节约了38.50%；总体来看改造方案相比原工艺流程节约了17.19kgEO/t的能耗。换热网络的总（火用）损失也由原来的13530kW降低到8477kW，总（火用）损失降低了37.35%。

以深度脱除磷石膏中的杂质，提高其品质为目的，采用XRF、XRD、SEM以及白度分析仪等多种分析表征手段，对水洗、硫酸酸洗以及硫酸酸洗耦合溶剂萃取等3种磷石膏净化除杂方法进行了比较分析研究。结果表明，磷石膏表面粘附的少量可溶性磷、镁化合物以及部分可溶性含硅及氟化合物可采用水洗除去，而磷石膏中几乎全部含有可溶性硅、铝、铁、氟、钾等杂质元素的化合物可采用硫酸酸洗除去。在水洗和酸洗过程中，磷石膏中的二水硫酸钙均经历了溶解再结晶成无水硫酸钙的晶型转变过程，并且在硫酸体系中可有效促进其晶型转变速率。此外，在硫酸酸洗过程中添加磷酸三丁酯，不仅可有效脱除磷石膏中的石英、硫化亚铁、无机炭黑等酸不可溶性杂质，还可有效脱除溶解度较小的氟硅酸钾和带结晶水的氟化铝等杂质，由此可以获得纯度大于99%、白度大于92%，并且分散性较好的棒状细小无水硫酸钙颗粒。采用硫酸酸洗耦合有机溶剂磷酸三丁酯萃取深度净化磷石膏，将为磷石膏资源实现高效利用提供了新途径。

生物质成型燃料（densified biomass briquetting fuel，DBBF）添加剂的筛选和应用对于DBBF的规模化制备和高效燃烧均具有重要意义。目前相关文献综述较多集中在DBBF和其制备、燃烧设备方面。本文基于尾气排放管理和高效燃烧，围绕DBBF的提质改性，针对其在制备和燃烧环节使用的添加剂，从功能分类和作用机理的角度出发，综述了黏结剂、防腐降沉添加剂、助燃剂三大类DBBF添加剂的研究进展。相比较，DBBF黏结剂种类可选择性高、廉价易得，但其对于燃料的机械强度的改善有待提高；DBBF防腐降沉添加剂来源广泛，但工作效率低，工业运用效果有待提升；DBBF助燃剂虽然种类较少、机理尚不明确、无统一的研究开发标准，但是助燃剂能够有效改善DBBF的燃烧性能，提高燃烧效率。最后，明确给出了常见DBBF添加剂的筛选原则，并展望了未来DBBF添加剂的研究方向，即在研究开发新型DBBF添加剂的同时，提升黏结剂和防腐降沉添加剂的工作效果，大力研发和完善DBBF助燃剂等具有复合功能效果的新型添加剂。

桦甸式油页岩气体热载体综合利用工艺是一种重要的油页岩利用方式，本文在原有综合利用系统的基础上做了部分改造，将小颗粒油页岩和半焦混合气化后再与干馏气一起送入燃气-蒸汽联合循环系统发电，同时利用燃机尾气加热循环热载体。利用Aspen Plus软件对原有及改造后的油页岩综合利用系统进行建模，并根据模拟数据对综合利用系统作进一步的能量分析和（火用）分析。结果表明：改造后的综合利用系统总的一次能量利用效率和（火用）效率分别达到了58.23%和60.18%，远高于原有系统，其中各主要单元的能量利用效率和（火用）效率均高于60%；另外，提高油页岩干馏比例可以明显增加系统页岩油产量，虽然电能输出会有所降低，但总（火用）效率会随之增长。

为解决静态系统中水合物形成时间长、生长速度慢的问题，在水合物形成体系中添加由正癸酸（CA）和十二醇（DE）复合而成的有机相变材料作为水合物形成促进剂，研究相变材料的添加对HCFC-141b水合物形成的影响。采用高速搅拌的方法制备了CA-DE+HCFC-141b+水乳液体系，乳化液增加了HCFC-141b与水的接触面积，促进了水合物在静态系统中的生成。在实验条件范围内，添加1%的CA-DE相变材料，水合物形成诱导时间最短，水合物形成过程中温度的升高幅度最大，水合物的生长速度最大，对水合物形成促进效果最好。水合物形成诱导时间实验结果表明，水合物的形成具有一定的随机性。在0.2℃和1℃的实验条件下，HCFC-141b水合物可在1h内形成。温度影响水合物的形成，温度越低水合物形成引导时间越短，生长速度越快、水合物生成的随机性越小。

油烟污染会对环境以及人体造成很大的危害。本文回顾和总结了近几年来国内油烟净化的主要方式及各种方式的特点。对比各种油烟净化方式之后发现，催化燃烧技术可以绿色、高效地净化多种有机废气，是油烟废气处理技术研究的一个重要方向。本文总结了催化燃烧技术用于油烟废气净化领域的研究现状，综述了近年来催化燃烧技术所用的贵金属、非贵金属氧化物催化剂的研究进展，同时阐述了催化剂的失活原因和再生方法。最后针对现有的问题对催化燃烧技术在油烟废气净化领域的研究作了展望，并指出新型催化剂的研制是该技术的研究重点。

随着我国芳烃联合装置及大规模乙烯装置的兴建及扩能改造，副产的C₉⁺重芳烃会越来越多，通过芳烃增产技术将低附加值C₉⁺重芳烃转化为苯、甲苯、二甲苯（BTX）轻质芳烃对于促进企业挖潜增效、拓展芳烃原料来源具有重要意义。本文以重整C₉⁺重芳烃和裂解C₉⁺重芳烃增产BTX为出发点，从反应原理、工艺、催化剂及优缺点等方面对热加氢脱烷基、催化加氢脱烷基、非临氢脱烷基、两段临氢裂解技术进行概述，并对技术的发展趋势进行了展望。指出目前无论是重整C₉⁺重芳烃增产BTX技术，还是裂解C₉⁺重芳烃增产BTX技术均存在许多问题，需要通过从工艺方面或催化剂方面进行创新改进，以提升技术的经济性。催化材料是技术创新发展的关键，未来研发方向应综合反应机理、催化剂失活机理、工艺工程等问题开发高效的新型催化材料，促进C₉⁺重芳烃增产BTX技术的创新发展。

采用沉淀法制备了ZrO₂载体并进一步制备用于耐硫甲烷化反应的MoO₃/ZrO₂催化剂，考察了沉淀过程中增加醇洗以及醇溶液中高温老化处理对ZrO₂织构性质、晶相结构和形貌的影响。利用N₂物理吸附、X射线衍射、透射电子显微镜和X射线光电子能谱等手段对载体的结构与表面性质和催化剂活性相的形态与分布进行了表征。结果表明，醇洗和高温老化过程可以显著改善ZrO₂的结构特征，获得比表面积较大且晶粒尺寸更小更均匀的ZrO₂载体；进而有利于促进相应Mo基催化剂中MoS₂活性相的分散，使催化剂表现出优异的甲烷化活性。

以Cu/Ni为主活性组分，研制出适合于N，N-二甲基乙醇胺（DMEA）固定床连续催化胺化制备N，N，N’，N’-四甲基乙二胺（TMEDA）复合催化剂。考察了催化剂载体类型、铜镍摩尔比、负载量、助剂、焙烧温度和时间等因素对催化剂性能的影响。通过实验得出催化剂较佳的制备条件为：以γ-Al₂O₃球为载体，摩尔比Cu：Ni：Mn=4：1：0.2，负载量20%，500℃下焙烧6h。在反应温度240℃、常压、胺醇摩尔比1：1、空速0.12h^-1、氢气流量30mL/min反应条件下，DMEA转化率和TMEDA选择性分别达到92.8%和82.9%；通过固定床连续500h寿命测试，转化率和选择性分别稳定在90%和80%以上，显示催化剂具有较好的催化活性和稳定性。

目前，水质污染特别是对硝基苯酚造成的水质污染正受到越来越多的重视和关注。为了解决这一问题，提出了一种催化还原对硝基苯酚转化为对氨基苯酚的方法，而还原过程中一般都需要活性高、易回收的催化剂。本文采用凝胶-燃烧法制备了一系列易回收的CuFe_xCo_2-xO₄纳米尖晶石催化剂（CuFe₂O₄、CuFeCoO₄和CuCo₂O₄），并系统探究了催化剂在对硝基苯酚催化还原中的催化活性。XRD表征表明，催化剂CuFe₂O₄、CuFeCoO₄、CuCo₂O₄属于尖晶石结构。通过扫描电镜对比了纳米尖晶石催化剂CuFe₂O₄、CuFeCoO₄、CuCo₂O₄的微观形貌，相对于催化剂CuFe₂O₄、CuFeCoO₄，纳米尖晶石CuCo₂O₄催化剂具有更小的粒径和分散度。催化还原对硝基苯酚的实验结果表明，相对于催化剂CuCoFeO₄和CuFe₂O₄，纳米尖晶石CuCo₂O₄催化剂在对硝基苯酚的还原中具有更高的催化活性和良好的应用前景。

综述了近几年表面修饰手段在金属-有机骨架（MOF）薄膜制备中的应用研究进展。MOF材料由于具有结构可设计、孔道尺寸可调且可功能化等特点，在气体分离膜领域具有极大的应用价值。制备连续致密MOF膜的关键是解决MOF与基底之间的界面结合问题。表面修饰可改善基底表面的物理化学性质，增强MOF与基底之间的相互作用力。本文从有机分子修饰、无机化合物修饰和MOF晶种修饰三方面入手，介绍修饰手段在MOF薄膜制备中的应用研究进展。其中，着重阐述了不同修饰手段的修饰机理，分析了修饰手段对MOF薄膜的制备及其气体分离性能的影响。研究表明，MOF的种类繁多且成膜过程复杂，有时单一的修饰手段无法制备高质量的MOF薄膜。因此，文中指出根据MOF和基底的性质，选择不同的修饰手段结合使用将是MOF薄膜制备的一个重要发展方向。

近几年来，基于金属有机骨架材料（MOFs）材料的化学传感器的研究受到人们的广泛关注，MOFs材料可调的孔尺寸和巨大的比表面积提高了气体检测的选择性和灵敏度。MOFs作为传感材料最大的挑战就是信号的传导，本文详细总结了MOFs化学传感器的信号传导方式，如光学传感（如干涉法、局域表面等离子体共振、胶态晶体、溶剂着色、发光传感等）、导电传感和机电传感（如表面声波传感、石英晶体微天平和微悬臂梁等）等；并展望了MOFs化学传感器的应用前景，合成更多具有导电性质的MOFs材料或将MOFs传感材料与振动光谱及其他分析技术相结合是改善MOFs传感器检测灵敏性和选择性的非常有效的方法。

笼型低聚倍半硅氧烷（POSS）是一种新型纳米有机-无机杂化材料，具有独特的物理化学性质。将官能化POSS用于有机硅材料的制备与改性，能够显著改善有机硅材料的物理化学性能，拓宽其应用领域。本文首先总结了POSS的制备方法，重点对聚合物改性中常用的官能化POSS的制备进行了综述，包括：八苯基POSS、八乙烯基POSS、八氢基POSS、环氧基POSS、氨基POSS、异氰酸酯基POSS和单官能化POSS。然后从物理改性与化学改性两方面总结了官能化POSS在有机硅材料中的应用进展。最后对官能化POSS在制备及应用领域的发展方向进行了展望。目前，POSS已经在聚合物改性领域展现出巨大的潜力，随着新型POSS化合物的出现，官能化POSS在有机硅材料领域的应用将取得更大的进展。

中空金属有机骨架材料MOFs因其具有高的比表面积、密度低、中空结构等优点受到人们广泛的关注，是近年来MOFs材料的一个重要研究方向。本文概括了中空结构MOFs（H-MOFs）制备方法的研究进展，重点介绍了聚苯乙烯牺牲剂和Cu₂O自我牺牲剂模板法、乳液型液-液和液-气界面的软模板法、Ostwald Ripening、Kirkendall效应等自组装方法的无模板法，并对其优缺点进行了讨论；探讨了中空MOFs在气体吸附和分离、催化方面的应用性能及在生物医药、磁性分离及环境保护方面的潜在应用；并提出今后H_MOFs研究的主要方向是合成新型H_MOFs、制备形貌多样、结晶性能好的新型高稳定性材料、精确控制壳层厚度以及开发新的H_MOFs制备方法。

多孔液体材料指的是内部单元分子具有稳定的、永久性的、形状固定的空腔结构的一类液体，它突破了多孔固体材料不具备流动性所带来的储存和应用等系列问题。本文回顾了多孔液体这一新型材料的研究背景，概述了其最新研究进展。依据多孔液体材料内部单元分子结构的不同将其分为两大类，并详细介绍了其分子结构特点与制备方法。对制备多孔液体材料的物质特性进行了归纳，阐述了多孔液体材料在气体吸附、气体分离、主客体化学等方面的应用进展。最后对其未来发展前景进行了展望，多孔液体材料有望应用于催化、石油化工、光电材料、生物学等领域，其合成和应用将成为人们研究的热点。

贵金属纳米晶对加氢反应具有良好的催化性能，特别是Pt纳米晶，其催化活性和选择性与纳米晶的纳米结构（形貌和尺寸）密切相关。由Gibbs-Wulff晶体生长定律可知，通过加入特定结构的封端剂可以有效控制纳米晶的形貌和尺寸。本文采用NaBH₄在水溶液中还原Pt的前体H₂PtCl₆制备Pt纳米晶，并将其用于催化对硝基苯酚（p-NIP）的加氢反应。实验系统研究了碱基分子（如腺嘌呤A、鸟嘌呤G、胸腺嘧啶T、胞嘧啶C）及对应的核苷分子对Pt纳米晶构型和催化加氢活性的调控规律。研究发现，碱基分子和核苷分子对于Pt纳米晶的形貌以及尺寸具有明显的调控作用，通过不同结构生物分子的精密调控，实验制备得到了形貌和尺寸各异的Pt纳米晶。同时，所得Pt纳米晶在p-NIP的加氢反应中表现出了精密可调的催化性能。鸟嘌呤核苷、腺嘌呤核苷、β-胸腺嘧啶核苷调控制备的Pt纳米催化剂的TOF_ave均可达到无调控剂制备得到的催化剂的两倍以上，其中腺嘌呤核苷调控制备得到的Pt催化剂性能最好。

选取具有代表性的八类聚乙烯树脂，进行了64天的热氧老化试验，分析了密度、结晶度、分子量对聚乙烯热氧老化弯曲性能的影响，采用基于层次分析-数据包络法（AHP-DEA）的灰色关联分析法，以灰色关联为中心模型，以AHP-DEA为辅助模型，计算热氧老化时间、老化温度、密度、结晶度、分子量分布对聚乙烯弯曲性能的关联系数，从而定量得出不同因素对聚乙烯热氧老化特性的影响。研究结果表明：在95℃热氧老化条件下，密度越低、结晶度越高、分子量分布越宽的聚乙烯弯曲强度下降越快，且主要集中于老化初期与老化后期。不同因素与聚乙烯老化弯曲性能关联度大小顺序是：结晶度 > 分子量分布指数 > 密度 > 老化温度 > 老化时间，其中结晶度对聚乙烯老化性能的影响最大，关联度达到了2.857。结晶度越高，聚乙烯缺陷也就越多，在热氧环境中越容易发生氧化，老化现象更严重。

受限空间内进行自由基聚合有望获得特殊性能的产物或新材料。采用4种硅烷偶联剂KH151、KH550、KH560、KH570分别对埃洛石纳米管（HNTs）进行了改性，将改性埃洛石纳米管（HNTs-M）作为“受限空间”，在其内部进行甲基丙烯酸甲酯（MMA）的电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合反应（ARGET ATRP）。通过XRD、TEM、SEM、FTIR、TGA、N₂吸附/脱附、GPC、¹H NMR等测试方法对HNTs-M、HNTs-M/PMMA复合材料及其孔道内PMMA进行了分析表征。结果表明，改性后和聚合后的HNTs比表面积、孔容及孔径依次降低，且晶型结构没有被破坏，孔道内的PMMA以无定形结构形式存在。与常规聚合所得的PMMA相比，孔道内部聚合所得的PMMA的分子量、热稳定性、等规立构含量有所提高，且分子量分布仍然较窄，但间规立构含量有所降低。

利用十六烷基三甲基氯化铵（HTMAC）、硅烷偶联剂（KH550）作为有机插层剂改性钙基膨润土，制得新型吸附剂HTMAC/KH550/膨润土。对改性膨润土的膨胀容、胶质价、吸蓝量进行测试，并对其进行FTIR、XRD、SEM和BET表征。结果表明：改性膨润土的胶质价、吸蓝量增大，使得分散性和对有机物的吸附能力增大。在HTMAC和KH550共同改性作用下，部分分子进入膨润土层间，d₀₀₁由1.53nm增大至2.89nm。有机改性土N₂吸附-脱附模型属于有明显H3滞后Ⅳ等温线，说明改性土是一种有微孔和介孔混合材料。以HTMAC/KH550/膨润土为吸附剂，考察了加量、吸附时间、吸附温度及pH对甲基橙废水脱色率的影响。结果表明，20℃时，pH为7～8、最佳加量为2g/L、吸附时间30min条件下，甲基橙废水脱色率达89.8%。吸附平衡模型研究表明：20℃时，改性膨润土吸附甲基橙符合Langmuir等温吸附模型，最大吸附量为71.53mg/g。指出HTMAC/KH550/膨润土是一种新型吸附容量大的吸附剂，为染料去除提供新的方法。

基于芳香基双硫键，以聚丙二醇-4000（PPG-4000）和异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）为原料，双（4-氨基苯基）硫醚为交联剂，乙酸酯化纳米纤维素作为增强相，制备得到乙酸酯化纳米纤维素/聚（脲-氨酯）[esterified cellulose nanocrystals/poly（urea-urethane），E-CNCs/Pus]自愈合复合材料。对其力学性能、热学性能、表面化学结构、自愈合性能进行了表征研究。结果表明，E-CNCs/PUs在室温下不需其他额外条件即可实现自愈合，说明芳香基双硫键可作为动态交联键应用于自愈合聚（脲-氨酯）的设计与构建；E-CNCs添加量为0.1%时，其聚（脲-氨酯）复合材料拉伸强度达到5.71MPa，与纯聚（脲-氨酯）材料相比，增加了43.11%；E-CNCs/PUs复合材料不仅具有较高的拉伸强度，而且保持了良好的弹性和延展性；热学性能分析结果表明，E-CNCs对聚（脲-氨酯）复合材料热稳定性具有较小影响。

探讨了聚乙二醇（PEG）分子量（400、600、1000、1500、2000、4000和6000）对氯化聚乙烯/聚乙烯醇缩丁醛（CPVC/PVB）超滤膜微观结构及其性能（纯水通量、截留率、机械强度和耐污染性能）的影响。结果表明：PEG分子量小于6000时，CPVC/PVB共混膜断面的指状大孔被疏松的多孔结构取代，PEG达到6000时，膜断面出现指状大孔结构，其微观结构与未加添加剂时的微观结构基本一致；PEG分子量为400和600时，CPVC/PVB共混膜表面为多孔结构，随着PEG分子量的增大，膜表面趋于致密。添加不同分子量PEG，均能使CPVC/PVB共混膜的水通量和耐污染性能大幅提升，其中PEG4000和PEG6000提高最多，但膜的截留率和机械性能略有下降。经过比较PEG6000作为添加剂，CPVC/PVB共混膜的性能较优。

1，3-丙二醇是一种重要的化合物，近年来由于其用途的不断拓宽而越来越受到广泛重视。生物合成法生产1，3-丙二醇具有绿色高效、使用可再生能源等特点，是目前最具前景的生产方式。本文从发酵菌种、发酵工艺、发酵过程优化和精制提纯几个方面对发酵法生产1，3-丙二醇的研究现状进行了介绍。提出为使生物法生产1，3-丙二醇在成本上与化学法相比更具优势，在提高产量的同时应该引入新技术、新手段对发酵过程进行强化，使得过程更加精准且易于控制；同时指出综合考虑经济性与能耗问题，对发酵与分离的全过程进行整合，是今后发酵法生产1，3-丙二醇实现产业化的研究重点。

固定化细胞技术出现在20世纪70年代后期，是在固定化酶基础上发展起来的。近年来，固定化细胞技术被广泛应用于燃料酒精的研究与生产中。因其可以反复使用、连续发酵以及提高酒精得率等优势显示了巨大的发展潜力。研究固定化细胞酒精发酵具有十分重要的现实意义。本文综述了固定化细胞技术在酒精发酵领域的研究进展，介绍了酒精生产中常用的细胞固定化方法、特性及优势、固定化细胞技术在酒精发酵中应用以及在酒精发酵中存在的问题及解决办法等。指出开展细胞与细胞、细胞与酶的共固定化技术，无载体自絮凝细胞固定化技术以及开发新型酒精专用固定化载体材料是未来固定化细胞技术在酒精工业规模化应用的关键。

细胞转运蛋白种类繁多，在细胞中进行营养物质的摄取、代谢产物释放以及信号传递等生理活动中发挥着重要作用。根据细胞转运蛋白的转运方式可分为：通道蛋白、载体蛋白和ATP驱动泵，其中，ABC转运蛋白（ATP-binding cassette transporters）属于细胞中依赖三磷酸腺苷（ATP）水解供能的跨膜转运蛋白，其参与动物细胞的多药耐药性以及植物体在外界胁迫条件下的自我防御而受到广泛关注。对细胞转运蛋白的清晰认识是进行有效利用的基础，因此本文综述了植物、动物和微生物细胞中有关代谢产物和药物等物质转运相关的ABC转运蛋白的结构、转运机制。总结了当前细胞转运蛋白在各领域的工程化应用进展和需要解决的问题，旨在为更全面高效地利用细胞转运蛋白进行抗癌新药的研究开发、提高农作物的抗逆性和微生物细胞工厂的高效生物制造提供借鉴。

传统的产丁醇生产菌均为严格厌氧，本实验室分离出一株兼性厌氧共生菌系TSH06，可在微氧条件下发酵生产丁醇。本文研究了共生菌系TSH06微氧条件下的丁醇连续发酵，考察了稀释率对TSH06细胞生长及丁醇合成的影响。结果表明，低稀释率有利于丁醇的生成，高稀释率有利于酸的积累，丁醇浓度随着稀释率的增大而减小，而生产强度随稀释率的增大而增大。当稀释率大于0.2h^-1时，生产强度呈下降趋势。最优化的稀释率为0.2h^-1，丁醇生产强度可达1.06g/（L·h）。研究结果可为微氧条件下丁醇连续发酵的进一步优化提供理论依据。

ε-己内酯是一种新型聚酯单体，其聚酯具有良好的生物相容性和生物降解性，被广泛应用于生物医学工程、降解塑料等领域。在ε-己内酯的众多制备方法中，环己酮绿色氧化制备ε-己内酯越来越受到人们的关注。本文从氧气和过氧化氢为氧化剂的共氧化和非共氧化体系方面，综述了近年来环己酮绿色氧化制备ε-己内酯的研究进展，从催化剂和副产物处理等方面介绍了各工艺的优缺点，分析了工业化现状和发展趋势，指出以H₂O₂为氧化剂的非共氧化法来合成ε-己内酯是目前最经济、最具发展潜力的合成方法，应该重点研究此方法中涉及的高效稳定的催化剂、反应过程中的高效除水技术。同时展望了使用氧气共氧化法的副产物循环路线和合成ε-己内酯的最理想发展方向应该是分子氧无共氧化剂直接氧化法。

红缨合耳菊属于西藏特有的菊科植物，具有潜在的美白及防晒效果。本文选择水、正己烷、乙醚和乙醇为溶剂，考察4种萃取溶剂提取液的紫外吸收效果，并结合最佳萃取溶剂，考察不同提取工艺对红缨合耳菊防晒成分提取率的影响。结果表明，采用超声波提取工艺，以乙醇为萃取溶剂效果最佳，整体提取率为27%。采用气质联用仪（GC-MS）对红缨合耳菊提取液成分进行分析，研究发现提取物中含有较多的共轭双键体系化合物，这些化合物分别是3-亚甲基-6-（1-甲基乙基）环己烯、蒎烯、环己烯等，带有共轭双键体系的化合物具有较强的紫外吸收效果。将红缨合耳菊提取液制成防晒霜，发现含有质量分数2.5%的红缨合耳菊提取物防晒霜在UVB（290～320nm）段紫外线区具有很好的紫外线防护功能，平均吸光度值为1.95。

喷涂工艺在化工、汽车、船舶、家具等行业广泛应用，在喷漆过程中产生的废气对环境和人类健康带来不利影响。本文介绍了喷漆废气的主要成分及其危害，综述了处理喷漆废气的净化技术，分成漆雾预处理技术以及处理喷漆废气中挥发性有机物（VOCs）的净化技术，其中漆雾预处理主要分成湿式处理法和干式处理法，VOCs净化技术包括传统净化处理技术如吸附法、吸收法、燃烧法、冷凝法等，新型净化处理技术如膜分离法、光催化法、生物法、等离子体净化法等，以及复合型净化处理技术。阐述了这些技术的净化机理、工艺流程以及优劣势，提出了复合型净化处理技术是处理喷漆废气的未来发展方向，指出了运行成本、操作难易度、稳定性是复合型处理技术亟待解决的问题。

硫化氢直接分解制取氢气和硫黄，不仅可以使石油、天然气、煤和矿产加工等生产过程中产生的硫化氢得到有效治理、解决环境污染问题，还能在回收硫黄的同时获得清洁能源——氢能。本文综述了热分解（直接热分解、催化热分解、超绝热分解）、电化学分解、光催化分解以及等离子体分解等硫化氢直接分解制取氢气和硫黄技术，对各种方法的基本原理、热力学依据进行了简要介绍，并详细阐述了各种技术的国内外研究现状，从研究方法、技术特点、反应性能、优缺点以及这些技术未来研究的可能突破点等方面展开深入分析。最后对硫化氢直接分解制氢技术的发展方向进行了展望，指出将膜技术、催化技术及等离子体技术相结合，不断发展和探索新技术将是硫化氢分解制氢技术的未来发展趋势。

燃煤电厂烟气经过湿法脱硫处理后产生的废水会富集硒元素，破坏周边生态环境并导致地方病的发生。本文对现有的国内外脱硒技术及其在脱硫废水中的应用进行了综述，对比分析了各种技术的优缺点及在脱硫废水处理领域的应用前景，统计了各种方法的相关文献、专利及案例情况。总结得出现有脱硒效率较高的技术主要包括化学还原法、膜分离技术、生物处理法、絮凝沉淀法、离子交换树脂及吸附法，缺点是易受到pH和水中其它阴离子的干扰。分析表明，絮凝+生物联合处理技术是最具有实用前景的工艺。就目前国内形势而言，脱硫废水硒排放标准缺失，相关技术研究不足，综合考虑实际运行情况及处理成本等因素，絮凝沉淀法会是符合国内现状的一种行之有效的脱硒方法。

采用直接吸附法对油品中有机氯化物的脱除进行研究。以ZSM-5分子筛和γ-Al₂O₃为载体，以CuO和MgO为活性组分，利用等体积浸渍法制得MgO/ZSM-5、CuO/ZSM-5、CuO/γ-Al₂O₃和MgO/γ-Al₂O₃共4种吸附剂，采用X射线衍射（XRD）、低温氮气吸附-脱附（BET）等方法对吸附剂进行了表征分析，考察了吸附剂对模拟油中有机氯化物的脱除效果，同时考察了脱氯实验的反应条件对有机氯化物脱除效果的影响，得到了最佳吸附条件。实验结果表明：吸附剂MgO/ZSM-5和CuO/ZSM-5脱氯效果较好，其吸附效果的最佳条件为活性组分负载量为12%、吸附温度为30℃、剂油比为1：15、吸附时间为60min，脱氯率分别为62.63%和56.28%。最后通过对单一有机氯化物模拟油的吸附研究，得出吸附剂对不同浓度的有机氯化物脱除效果不同，这为石脑油中不同有机氯化物的脱除提供了经验和依据。

通过对制革污泥的物质组成和Cr的浸出毒性及其赋存形态的研究，揭示了制革污泥危险废物识别与Cr生态风险及其赋存形态间的相关关系，同时考察了盐酸对制革污泥中Cr的浸提。结果表明制革污泥是一种富含有机质和无机盐的工业污泥，同时含多种金属元素，其中Ca、Fe、Cr和Al含量最多，但尤以Cr对环境的危害最大。制革污泥中Cr绝大部分以酸溶态和有机结合态形式存在，有效态Cr含量占全量比重较小，但酸性污泥中Cr的迁移能力使其处于高生态危害风险。制革污泥中Cr的浸出浓度低于0.25mg/L，尽管不具备浸出毒性特征，但Cr的环境行为使其仍属于危险废物。盐酸对制革污泥中Cr的浸出效率最高为81.7%，可以作为浸提剂用于制革污泥脱铬，剩余污泥可以达到综合利用标准。

以低贫钒钛铁尾矿为主要原料制备蒸压加气混凝土，其制品抗压强度超过3.5MPa，干体积密度为620kg/m³，达到了A3.5B06级合格品要求。利用X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、热重-差示扫描量热仪（TG-DSC）、扫描电子显微镜（SEM）等手段，重点研究了蒸压加气混凝土砌块的抗压强度和干体积密度、官能团的振动、相变过程和微观结构等特性。结果表明：在常温常压下，硬化坯体中出现了少量结晶差的C-S-H凝胶和钙矾石晶体，铁尾矿中各成分参与化学反应只有很少量的活性组分。在蒸压养护条件下，混合物料中的钙质材料水化形成的Ca（OH）₂与铁尾矿、石英砂中的游离SiO₂和Al₂O₃反应得到了托贝莫来石，钙矾石消失；水化产物的晶簇集合体和骨料交织在一起，形成良好的网状致密结构，对提高制品的强度有积极作用。

选用烯丙基磺酸钠（SAS）、苯乙烯磺酸钠（SS）、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）和衣康酸（IA）为单体，与环氧琥珀酸（ESA）分别合成了ESA/SAS、ESA/SS、ESA/AMPS和ESA/IA/AMPS四种含磺酸基团的环氧琥珀酸类共聚物，利用FTIR对共聚物的结构进行了表征，利用SEM对使用不同共聚物时生成的碳酸钙晶型进行了观察。对各种共聚物的阻垢分散性能进行了研究，并与聚环氧琥珀酸（PESA）进行了比较。实验结果表明，4种共聚物中，ESA/IA/AMPS具有全面的水处理性能，在高硬度和高碱度水质条件下表现出优异的阻碳酸钙垢和阻磷酸钙垢性能。当其加药量为40mg/L时，对CaCO₃的阻垢率为82.7%，比PESA提高了10.4%。当加药量为30mg/L时，对Ca₃（PO₄）₂的阻垢率可达100%。同时，ESA/IA/AMPS易于生物降解，14天后可以降解72.7%。电镜分析结果表明，加入共聚物后，垢样中出现了球霰石型碳酸钙，这说明共聚物可以使不稳定相稳定存在，增加了碳酸钙在水中的溶解性和分散性。

香蕉茎秆经过高锰酸钾氧化预处理后于600℃缓慢热解制得生物炭。采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）、元素分析仪和比表面积及微孔分析仪对生物炭进行表征，批量吸附实验考察其对Cu²⁺的吸附特性，研究pH、吸附时间、吸附温度和金属离子初始浓度对吸附的影响。从吸附动力学、吸附等温线、吸附热力学判断吸附类型。结果表明：与未处理香蕉茎秆生物炭对比发现，氧化预处理生物炭表面覆盖有MnO_x微粒，且含有更多的含氧官能团，拥有更大的表面积。其对铜离子的去除主要通过表面吸附包括表面MnO_x颗粒和含氧官能团，对Cu²⁺有很强的吸附能力，实验中最大吸附容量为81.36mg/g，吸附效果明显好于未预处理生物炭，吸附过程符合准二级动力学方程，可以用Langmuir吸附等温线模型来描述，热力学参数ΔH⁰>0，ΔG⁰<0，表明该吸附是一个自发的吸热过程。

挥发性有机物（VOCs）来源广、种类多、危害大，为了提高VOCs的去除效率，采用生物滴滤塔对甲苯废气进行长期连续处理实验，考察了甲苯进气浓度对其去除率和生物滴滤塔内生物膜中胞外聚合物（extra-cellular polymeric substance，EPS）的影响。结果表明：当甲苯进气浓度为284mg/m³，喷淋水量为3.7~6.3L/h时，甲苯去除率高于95%，EPS浓度较高（339mg/L）；随着甲苯进气浓度的增加，EPS松散层（loosely bond extra-cellular polymeric substances，EPS-LB）中蛋白质和多糖浓度分别上升至峰值108.93mg/L和103.95mg/L后下降；EPS紧密结合层（tightly bond extra-cellular polymeric substances，EPS-TB）中蛋白质和多糖浓度的变化规律与EPS-LB相似。喷淋水量低于3L/h或高于7L/h均不利于生物滴滤塔去除甲苯气体，压力损失随着进气流量和EPS的增大而增大，实验末期生物滴滤塔的压力损失明显高于实验初期生物滴滤塔的压力损失，但塔内压力损失仍保持在低值。

作为生物质厌氧发酵产沼气的副产物，沼液呈弱碱性，并富含刺激植物生长的有益成分，理论上可作为一种融合CO₂吸收和CO₂生物储存的可再生吸收剂，但沼液CO₂吸收性能需要强化。外源CO₂吸收剂的添加有助于提升沼液的CO₂吸收性能，但也会影响沼液的植物生理毒性。因此，本文在经典鼓泡式CO₂吸收装置中，研究了6种典型外源吸收剂对沼液CO₂吸收性能及植物生理毒性的影响，探究了沼液浓缩倍数和外源吸收剂添加量对沼液CO₂吸收性能的提升效果，并从植物生理毒性及总磷含量角度探讨了其对沼液农业应用的影响。结果表明：减压浓缩对沼液中主要有害物质氨氮具有脱除作用，当沼液被浓缩到5倍时，氨氮脱除率可达87.69%。与直接向原沼液中引入低浓度外源吸收剂相比，通过向浓缩沼液中添加高浓度吸收剂不仅可大幅提高单位体积沼液的CO₂携带量，而且将富CO₂沼液稀释至浓缩前的体积后，其种子发芽指数（GI值）也优于原沼液。同时，外源吸收剂的添加对沼液中总磷具有一定脱除作用，降低了沼液应用过程中磷对环境的潜在危害。6种外源吸收剂中，乙醇胺（MEA）在提高沼液CO₂吸收性能及降低植物生理毒性等方面具有综合优势。

为了筛选出适宜于闪蒸-双工质联合发电系统的循环工质，建立了闪蒸-双工质联合发电系统的热力学模型。在这个计算模型中，采用热水温度范围为100～150℃，热水流量取为36t/h，冷却水进口温度设定为15℃。以单位热水净发电量、热效率、（火用）效率和系统不可逆损失作为联合系统性能的评价指标，研究5种有机工质（R236fa、R600a、R600、R245fa、R601a）的运行参数，比较不同地热流体温度条件下这5种有机工质的做功能力，确立了联合发电系统的最佳循环工质。研究结果表明：联合系统的净发电量随着闪蒸温度的增加呈先增大后减小的趋势，每种工质都有一个最佳的闪蒸温度使得联合系统的单位热水净发电量达到最大；综合考虑这5种工质的环保性能和热力学性能，工质R245fa是综合性能最好的工质，可作为闪蒸-双工质联合发电系统的有机工质。

采用中间介质的厂际热集成可以有效地回收系统内的余热资源，大大降低能耗，而厂际间中间介质循环的连接方式关系到最大热回收潜力和投资成本的大小。本文在中间介质循环串联、分流和并联3种基本的连接方式的基础上，提出了串并结合的连接方式，并介绍了其厂际位移复合曲线和中间介质线的形成。选取的案例表明：串并结合模式的最大热回收潜力可以高于串联和分流式，甚至可以与3种基本连接方式中热回收潜力最大的并联式相当；中间介质循环管线的成本随厂际间距离的不同而变化，应根据其距离特点选取合适的连接方式。

定量风险评价是化工厂区或园区预防多米诺效应的主要方法，各类事故预防与控制措施的制定及其有效性检验也依赖于多米诺效应定量风险评价的结果。然而，由于概率风险表征、多米诺场景概率结构、火灾与爆炸致损概率等存在多种不一致或解释不明确的方法模型，使风险评价结果差异性很大，无法更进一步对各类多米诺事故预防与控制技术进行评估。本文首先界定了多米诺效应的基本概念和原理，然后对当前文献中相关多米诺效应定量风险评价方法进行深入剖析，明确了多米诺场景概率以及火灾热辐射、爆炸冲击波、爆炸碎片致损概率的计算方法。另外，还从阈值与安全距离、安全容量及布局优化、安全屏障与防火隔热层、安全与应急管理决策支持、安防与脆弱性分析及灾害衍生事故等方面对多米诺事故防控技术进行了评述。最后，指出以目标设备为核心的各类致损概率计算方法，即设备易损性，是后续研究的关注焦点。

近年来我国化工园区得到了快速发展，但同时也聚集了事故风险。本文分析了化工园区应急管理工作的高复杂性和高难度，认为化工园区构建智能化应急救援平台能够有效地提高应急的效率及决策的精准。并提出了智能化应急救援平台的总体框架，总体框架由采集数据的传感器网络和依据现场信息提出决策建议的数据处理两大部分组成。从总体框架出发，得到构建智能化应急救援平台的四大要件：数据采集、数据通信、数据分析和执行模块，并就各个要件进行了一一描述，重点阐述了信息在应急过程中所起的重要作用。信息作为一种资源在应急救援的过程中与应急装备起着同样重要的作用，智能化应急平台实现了在应急过程中信息的高效筛选、准确分析和快速有效流转。智能化应急救援平台旨在为化工园区事故救援过程提供高效、智能、直观的决策支持和救援协助，得益于现场信息的快速精准获取，对于促进精准应急起着重要的作用。