分别从膜组件、膜本身结构、膜过程操作条件、膜过程耦合4个方面的优化阐述了近期计算流体力学（CFD）在膜过程传质优化中的研究及应用进展。指出CFD模拟对料液隔网的形态研究和局限性改进显示出了优越性；在膜表面形貌及支撑层结构修饰与优化方面发挥了关键作用；对脉动流、两相流与机械振动的引入及其在流场、浓度场、温度场中的可视化研究也已相对成熟；此外，CFD模拟证明，将膜过程与其他动态分离过程相耦合也是提高膜表面剪切速率、增强传质与分离效率的有效途径。指出了目前大部分CFD模拟工作的准确性还不够、通过模型优化改善准确性时会不可避免地增加模拟计算的复杂性以及膜组件的设计研究与材料加工工艺还不很匹配等存在的问题，认为该领域未来的发展方向将集中在不同优化方式的耦合，以及利用新兴的检测技术与制备工艺弥补目前实验数据缺乏的弊端，得到更贴合实际的理论模型。

自然工质CO₂ 因其具有良好的环境友好特性（ODP=0，GWP=1）、单位容积制冷量高、良好的传热性能等优点而得到制冷行业的再次关注。然而，由于其自身物性及工况条件的限制，在实际应用中CO₂制冷系统大多采用跨临界循环，高压侧压力高达12MPa左右，这对系统各部件的安全性和制造成本提出非常高的要求。本文总结了目前采用CO₂混合工质来有效改善纯CO₂制冷系统运行压力较高问题的制冷循环系统，综述了国内外以降压为目的的CO₂混合工质制冷系统研究进展，分析了CO₂混合工质的跨临界制冷循环系统、自复叠式制冷系统以及压缩-吸收耦合循环系统各自的特点，指出了以降压为目的的CO₂混合工质制冷系统的发展前景，并对今后的CO₂混合工质制冷系统的主要研究方向进行了讨论。

强化煤层气CH₄开采的深部煤层封存CO₂技术能够有效减少CO₂的排放。由于煤基质具有的吸附性能是煤体吸附CH₄及封存CO₂的主要机理，且煤基质表面官能团对于煤体CO₂和CH₄吸附能力具有潜在的影响，因此本文阐述了表面官能团对煤体CO₂和CH₄吸附性能的作用及机理，归纳了煤基质表面官能团的修饰及表征方法，指出了煤基质表面官能团对CO₂和CH₄吸附作用规律的研究趋势。分析表明：影响煤体CO₂和CH₄吸附性能的官能团主要包括含氧和含氮官能团；整体上，含氧官能团有利于CO₂吸附，含氧官能团对CH₄的吸附作用仍存在一定争议，含氮官能团均有利于提升煤体CO₂和CH₄吸附能力；官能团表征方法包括化学分析法、程序升温脱附、X射线光电子能谱、傅里叶变换红外光谱和核磁共振波谱。为了深入研究煤基质表面官能团对其吸附性能的作用规律，后续需开展以下工作：建立更为真实的煤体结构模型，提高理论模拟研究工作的预测精度；强化实验科学研究，弥补目前主要以理论模拟为研究手段的不足；优化煤体预处理方法，提高现有官能团表征方法用于煤基质官能团分析的精确度。

蒸汽动力系统（SPS）消耗一次能源（煤等），产生蒸汽、电、机械功与冷剂，在过程系统中起着至关重要的作用。设计与优化蒸汽动力系统不但要考虑柔性以应对来自工艺过程内部与外部的变动，而且要考虑系统的经济性，环保性等指标以适应可持续发展。蒸汽动力系统的柔性与多准则设计已成为过程集成研究的热点。本文首先总结了蒸汽动力系统设计的启发式方法（即经验法）、热力学目标法、数学规划法或将它们相互结合的组合方法的研究进展；进一步对确定条件和不确定条件下的蒸汽动力系统柔性设计的研究情况进行了分析；最后对近十年来考虑经济、环境、有效能等目标、考虑余热发电和可再生能源驱动蒸汽动力系统的多目标优化设计进行了重点综述。研究表明，多种能源驱动的、柔性的、多目标的蒸汽动力系统与工艺过程、换热网络的同步综合是今后研究的重点方向。

借助数值模拟方法分析多功能结构反应器内部的流体力学行为，可以减少放大实验的批次，获知反应器结构关于废水生物处理功能区划的描述。以土建工程便利的正方形流化床为研究对象，通过改变下降区和上升区面积比（A_d/A_r）、环隙过流区和上升区面积比（A_b/A_r）、导流筒与液面距离和导流筒高度比（H_t/H_dt）3种结构参数，并添加十字型挡板和漏斗型导流板两种内构件，考察各种状态下液速（U_L）和气含率（ε_G）的流体特性响应行为，在实现高效氧传质、节能与短程硝化反硝化方面寻找结构优化和操作条件优化的空间。结果表明：A_d/A_r的改变主要影响液速的分布及其峰值，取1.25；A_b/A_r主要影响流化床底部的液速的大小和方向，取1.2为宜；H_t/H_dt主要影响导流筒上方液体受到的有效整流作用，取值1/8。在结构参数优化的基础上，两种内构件对流化床的耦合作用能够满足生化流化床技术对低液速和各生化阶段气含率的需求。结果证明了采用CFD数值模拟可以实现废水处理不同目标体系下反应器功能化开发，结构参数优化和内构件置入的正方形流化床反应器具有强化传质与区域功能化的特征，两个方面的结合可以实现能量高效利用和降低研发成本的目标。

针对微小反应器内多孔介质涉及的复杂热质传递问题，设计并搭建热导率测试装置，经标定，测量误差控制在2.97%内，可重复性良好。利用探针法测量了微小反应器固定床内微细树脂颗粒有效热导率，对其随粒径、孔隙率、流速、有无离子交换等工况的变化进行了研究。结果表明：干燥状态下有效热导率随颗粒粒径与孔隙率的增大而减小，低流量（0.8mL/min、1.6mL/min、3.2mL/min）下有效热导率随粒径与孔隙率增大而增大，经交换离子处理前后有效热导率基本不变，说明探针法测量热导率的应用不受颗粒中离子变化和相关化学处理的影响。不同区域细沙和土壤的实验结果进一步验证了上述结论，表明探针法测量微细颗粒固定床有效热导率是一种可靠、有效的在线测量方法。

为了提高蒸发式冷凝器板外换热性能以及增强板外气液两相流动，设计了4种新型内翅板蒸发式冷凝器换热板片结构，实验测试不同喷淋密度下各换热板片上的水膜流动形态及喷淋密度对板片换热性能的影响。结果表明：水膜厚度随喷淋密度减小而减薄；喷淋密度较大时，受板片结构及气液剪切力影响，水膜流动向中心区域聚集，且部分区域会出现水膜飞溅现象；随着喷淋密度减小，水膜飞溅现象逐渐消失，但在低喷淋密度时部分板片会有“干斑”现象。半圆波纹板片在喷淋密度分别为0.524kg/（m·s）、0.738kg/（m·s）、0.905kg/（m·s）时，换热性能均优于其他换热板片，且在此喷淋密度时，板片换热面积及水膜稳定时间是影响其换热性能的主要因素。本实验研究为内翅板蒸发冷凝器的工程应用和设计提供理论指导。

涡流发生器是一种广泛应用的被动强化传热元件，在换热器的换热壁面上以阵列形式布置。涡流发生器靠诱导和产生涡旋来削减或破坏壁面边界层从而达到强化换热。本文对安装腰槽开孔矩形翼涡流发生器和未冲孔矩形翼涡流发生器以及圆孔矩形翼涡流发生器的矩形通道进行了传热和流阻特性的实验研究。实验雷诺数范围为Re=1000～4000。结果表明：在相同雷诺数下，安装有腰槽开孔矩形翼涡流发生器的矩形通道的换热效果和流阻特性优于未冲孔矩形翼涡流发生器和圆孔矩形翼涡流发生器，腰槽开孔矩形翼涡流发生器综合换热性能最好。涡流发生器布置攻角和纵向间距对腰槽开孔矩形翼涡流发生器传热和流阻有较大影响，对比不同涡流发生器布置攻角和纵向间距，得出90°攻角布置和纵向间距为80mm布置的腰槽开孔矩形翼涡流发生器总和换热性能最好。

如何在增强散热效果的同时降低阻力损失已成为解决中央处理器（CPU）芯片水冷散热问题的关键。本文从翅柱数量、分布、结构以及冷却流体进出口方式等方面对3种水冷散热器进行实验研究，分别在控制冷却流体流量和热流密度的条件下比较不同翅柱结构的压力损失、芯片温度及散热器热阻，得知散热器四角带有导流结构以及水滴形翅柱结构的散热器在热流密度为80W/cm²、流量为20mL/s时，芯片温度分别为65.5℃和55.5℃，其热阻分别为0.19K/W和0.14K/W，散热性能均优于传统圆柱形翅柱散热器。在流量为60mL/s时，圆柱形翅柱散热器四角设置导流板及水滴形翅柱结构散热器的进出口压力损失分别为34kPa和32kPa，压力损失均小于传统圆柱形翅柱散热器。实验表明在圆柱形翅柱散热器的四角设置导流板，或者改变翅柱形状为水滴形，不仅可强化对流换热，而且可降低流动阻力。

四丁基溴化铵（TBAB）水合物浆液浓度快速测定对TBAB水合物形成分解动力学研究和水合物浆液生产过程控制具有重要作用。通过在线电导率测定，本文研究了温度、TBAB浓度、TBAB水合物固含量对TBAB水合物浆液电导率的影响，建立了电导率法快速测定TBAB水合物浆液中溶液浓度及TBAB水合物固含量的方法，并提出了一种工业TBAB水合物浆液制备过程中溶液浓度和水合物固含量在线取样定量测量方案。研究结果表明：TBAB溶液电导率随溶液温度升高线性增大，随TBAB水合物固含量的增大而减小；TBAB解离度随浓度增大而减小，低浓度时（摩尔分数< 0.54%），溶液电导率随浓度增大线性增加，高浓度时，因TBAB解离度显著减小，溶液电导率增长缓慢，出现一个最高值；实验所得的TBAB水合物浆液固含量和TBAB溶液浓度计算经验公式，与实际浓度之间最大相对误差约9.0%，结果较可靠。

采用数值模拟方法对卧轮式分级机内气相流动特性进行了研究，重点考察了竖直涡旋向对分级机内全流场的影响。模拟结果表明，分级机锥体段以旋转上升的竖直涡为主流型，竖直涡旋向对分级室内流型有重要影响。根据右手定则，竖直涡旋向与转笼旋向满足象限Ⅰ和Ⅲ时，分级室内形成两股旋向相反的水平涡，局部出现二次涡流，转笼外缘气流切向速度接近为0；竖直涡旋向与转笼旋向满足象限Ⅱ或Ⅳ时，分级室内流场分布一致性较好，转笼外缘及叶片间速度分布比较均匀且波动较小。以流化催化裂化（FCC）催化剂为分级物料，处于象限Ⅳ的分级机其分级粒径平均减少5.3μm，分级精度平均提高7.5%；以粉煤灰为物料，分级粒径平均减少2.2μm，分级精度平均提高8.4%，粉料分级试验结果与数值模拟结果吻合。研究结果对卧轮式分级机的结构设计有一定指导作用。

正渗透技术因低能耗、低膜污染和高回收率等优点逐渐成为膜分离技术的研究热点。本文以碳酸氢铵溶液为汲取液、0.6mol/L氯化钠溶液为模拟海水进行了正渗透实验，研究了不同操作条件下正渗透水通量的变化规律和汲取液部分解吸-吸收过程中氨解吸率、氨吸收率以及解吸能耗的变化。结果表明，提高进料流量和汲取液浓度，正渗透过程水通量增加；提高吸收塔进料流量，氨吸收率增加，操作条件对氨解吸率影响较小；海水淡化正渗透系统能耗主要用于汲取液解吸过程，降低解吸塔进料浓度可以降低解吸过程的能量消耗。在优化的工艺条件下，正渗透过程水通量为13.6L/（m²·h），汲取液回收利用率达到99%，海水淡化产水总溶解固体（TDS）不高于1000mg/L，系统吨水耗电量约为195kW·h。实验结果对正渗透过程的工业化应用具有指导意义。

煅烧酸浸法对高岭土进行处理，得酸改高岭土和铝浸出液。以酸改高岭土对当雄错盐湖卤水中的锂进行吸附，铝浸出液沉淀吸附后卤水中剩余的锂，再以铝浸出液作吸附后酸改高岭土的解吸剂，并对解吸液再次进行沉淀提锂，从而确定高岭土在盐湖卤水提锂中的最佳工艺。结果表明：高岭土煅烧酸浸后Al₂O₃溶出率高，浸出液中的AlCl₃浓度可达0.97mol/L，而所得酸改高岭土孔洞丰富，比表面积较大；以酸改高岭土对锂浓度为320mg/L的卤水进行吸附，发现在酸改高岭土用量为4.0g、体系pH为12、吸附温度为40℃、吸附时间为150min时，有最大锂吸附量，为4.51mg/g；此时，吸附后卤水中锂的浓度为230mg/L，再以铝浸出液沉淀该卤水中的锂，当Al/Li摩尔比为3.5、Na/Al摩尔比为2.7、反应温度为55℃、反应时间为1h时，锂的最大沉淀率为45.3%；将铝浸出液用水稀释1倍，取35mL对4.0g吸附后的酸改高岭土进行解吸，55℃反应20min，Li⁺解吸率达93.12%，Li⁺浓度为480mg/L，再次沉淀提锂时，锂沉淀率为84.51%。

引入再生循环单元可以有效地减少多杂质用水系统整体的新鲜水消耗量和废水排放量。其现有的数学规划模型是一个非凸性严重的混合整数非线性规划问题，直接求解不仅计算难度大而且求解速度慢，这样只能得到局部最优解。本文利用分段线性松弛的方法对该模型进行处理，将双线性等式约束转换成线性约束，从而使复杂的水网络模型转换为对应的混合整数线性规划问题，因现有的商业优化软件对混合整数线性规划问题的求解算法已经非常成熟，这样降低了计算难度并取得全局最优解。算例结果表明分段线性松弛的方法可以使求解简单，能够获得全局最优解。管线费用的减少使年度化费用降低，全局优化能得到一个经济性更好的多杂质水网络，这种方法对于节省设备投资和操作费用，具有重要意义。

掺液滴的气固流化床，越来越多地应用于颗粒材料合成和改性工程，但是液滴使颗粒具有一定的湿度。湿颗粒具有黏性，与干燥颗粒流化特性有很大差异。本文应用迟滞碰撞模型，分别在颗粒碰撞的加载和卸载阶段考虑液体黏弹阻力（lubrication force）和液桥力引起的动能耗损，建立湿颗粒流化床CFD-DEM模型。对含有埋管的湿颗粒流化床进行数值模拟研究，比较了不同黏性条件下颗粒的流动及混合特性。发现随着颗粒黏性的增大，颗粒聚团加剧，气泡边界变得粗糙并逐渐转变为气体沟流，最终导致流化失效，埋管在床中起骨架作用，促进了沟流的形成。随着颗粒黏性的增大，颗粒的相对运动被阻碍，颗粒速度降低，床层压降逐渐减小，颗粒混合速度减慢。

微通道内的液-液两相流型在低流速时以泰勒流为主，本文使用计算流体力学方法，对微通道内液-液泰勒流的传热特性进行了研究。首先考察了分散相流速、物系和管径对微通道壁面温度的影响。结果表明：分散相流速和物系热导率增大使得微通道壁面温度降低，管径的改变对微通道壁面温度影响较小。然后针对当量直径为0.5mm的微通道内工作介质为甲苯和水的两相泰勒流模型，考察了微通道壁面剪切力、界面涡度和努塞尔数对壁面和内部温度的影响，并与文献中气-液两相泰勒流的传热性质作了比较。结果表明：壁面剪切力和界面涡度对管壁和界面温度的波动性变化有一定影响，壁面剪切力和界面涡度的波峰往往出现在温度的波峰附近，并且有一定的时间滞后性。甲苯-水两相泰勒流动下的壁面努塞尔数比气-液两相流大得多，液弹单元的平均努塞尔数是相同条件下单相流体流动的1.3倍。

对以钴基催化剂、浆态床工艺为核心的费托合成中试装置产生的水相副产物的分离提纯过程进行了研究，针对目前混合醇多塔精馏回收工艺能耗高的问题，提出了渗透蒸发与精馏耦合的分离提纯工艺。新工艺保留传统多塔精馏回收工艺中的脱水塔和粗分塔，对原工艺中C₁～C₃混合醇-水的分离提纯采用渗透蒸发技术替代传统的精馏技术。研究结果表明：NaA型沸石分子筛渗透膜是混合醇渗透蒸发脱水适宜的膜分离材料，该渗透膜的渗透通量可达2.4 kg/（m²·h），粗分塔塔顶产品C₁～C₃混合醇-水混合物经过渗透蒸发，混合醇中含水量由17.09%降低到0.5%以下。费托合成水相副产物混合醇经渗透蒸发-精馏耦合工艺可得到含水量低于0.5%的醇产品，与传统多塔精馏回收工艺相比，渗透蒸发-精馏耦合工艺可节能24%，节能效果显著。

以往对甲烷微尺度催化燃烧的研究中，甲烷的气相反应往往没有受到足够的重视，有时候甚至被忽略。为了了解气相反应在甲烷的微尺度燃烧中所起的作用，本文使用了计算流体力学软件Fluent对CH₄和空气的预混气体在微尺度平板燃烧器中的催化燃烧过程进行了数值模拟，对比在0.2mm和1mm两种间距的微尺度平板燃烧器内CH₄的催化燃烧过程，研究了微尺度平板燃烧器内CH₄气相反应与CH₄催化反应的相互影响，其中重点研究了CH₄气相反应对CH₄催化反应的影响。模拟结果显示：①在间距为0.2mm和1mm 的微尺度平板燃烧器中，CH₄气相反应均是由CH₄催化反应所引起；②在0.2mm间距的微尺度平板燃烧器中，CH₄气相反应产生的OH促进了CH₄催化反应的进行；③在1mm间距的微尺度平板燃烧器中，CH₄气相反应对CH₄催化反应仍然具有促进作用，但对CH₄催化反应的抑制作用更为显著。研究结果可以为设计和开发高效稳定的微尺度平板燃烧器提供参考。

利用X射线光电子能谱分析（XPS）、元素分析和FTIR对不同正构烷烃溶剂（正戊烷、正己烷、正庚烷）沉淀出的正戊烷沥青质（As-5）、正己烷沥青质（As-6）、正庚烷沥青质（As-7）、溶于正己烷不溶于正戊烷的沥青质[As-（5-6）]、溶于正庚烷不溶于正己烷的沥青质[As-（6-7）]、溶于正庚烷不溶于正戊烷的沥青质[As-（5-7）]共6种中低温煤焦油沥青质进行了表征，系统分析了元素的赋存形态、相对含量和官能团类型。结果表明，碳在沥青质表面主要以sp²碳和sp³碳的形式存在，二者相对含量之和均达85%以上，以C=O和COO—基团存在的C较少，且As-（5-7）的芳香度较小，As-7芳香度最大。6种沥青质表面的杂原子以O原子为主，主要以C—OH、C—O—C形式存在。N主要以吡啶、吡咯形态存在，两者含量之和均在70%以上，且含有少量的胺和质子化吡啶，As-（5-6）、As-（6-7）、As-（5-7）沥青质中胺类含量高于As-5、As-6、As-7，主要原因是前者芳香环侧链长度大于后者的。

促进天然气水合物快速大量生成是天然气水合物技术产业化的关键，因此，对其动力学促进方法进行研究是十分必要的。本文在温度为（2±0.1）℃，压力为（6.6±0.1）MPa条件下研究了不同浓度（60～1350mg/L）脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（AES）以及不同搅拌转速0～800r/min对水合物生成的影响，对两种方式的促进效果进行了对比，并从水合物生成动力学角度对AES及搅拌的促进机理进行分析。实验结果表明：AES与搅拌都可以促进液相气过饱和，加速单核生长和多核聚结过程，显著缩短诱导期，提高水合物生成速率及气体消耗量，但不同的是在水合物生长阶段搅拌仅能促进气相向液相单向移动，AES能够使气液交叉移动，显著降低了气液传质阻力，增加了成核位置，因此AES比搅拌进一步提高了水合物生成速率及气体消耗量。

润滑油品的脱色是润滑油工业中亟需解决的问题，而离子液体在石油化工中的应用是一个新的发展方向。本文主要探讨离子液体在再生润滑油脱色中的应用，以[C₄mim]BrAlCl₃为例简介离子液体的合成和表征，通过合成咪唑磷酸酯类离子液体、[C_xmim]BrAlCl₃、[C_xmim]BrZnCl₂、[C_xmim]BF₄（其中，x=2，4，6，8）四类离子液体，将其分别用于再生润滑油B油和J油脱色，考察了不同离子液体和不同工艺条件对油品脱色效果的影响，通过对处理后油品色度的分析，筛选出最佳脱色效果离子液体为[C₈mim]BF₄和[Bmim]DBP，并确定其最佳反应温度、最佳反应时间和最佳离子液体加入量等实验条件。采用铁催化氧化法（ICOT）对脱色处理后油品进行了抗氧性能测试，结果表明：离子液体处理提高了油品的抗氧性能，离子液体脱色处理后油品的抗氧性能要优于传统的糠醛精制和白土精制后油品的抗氧性能。

相变蓄热是一种高效的蓄热方式，为太阳能、风能等可再生能源的高效转化和利用提供了保障。本文建立了带有空穴的相变蓄热胶囊的二维模型，应用Fluent软件中的多相流模型（VOF）和凝固融化模型对带有空穴的相变蓄热胶囊的蓄热过程进行了模拟计算。在计算过程中考虑了空穴、重力及相变材料融化过程中浮升力对蓄热过程的影响，同时分析了外部导热流体的流速、相对于重力方向的流向及由于相变蓄热胶囊不同的排布密度导致的不同阻塞率等因素对相变蓄热胶囊蓄热过程的影响。结果表明：相变蓄热胶囊内部空穴的存在使蓄热过程变缓，适当增加外部导热流体的流速和阻塞率可以加快蓄热过程的进程，而导热流体的流向对蓄热效果的影响很小。研究结果为相变蓄热胶囊研究与应用提供了一定的参考依据。

为提高近/超临界醇解制备生物柴油的收率，降低粗产物酸值，采用管式连续法，考察了植物油种类、水含量、液时空速、醇油比、N₂气氛、反应器器壁等因素对近/超临界反应的影响，通过正交试验对反应工艺条件进行了优化，得到较佳工艺参数。结果表明：不同种类植物油醇解反应收率不同；在超临界条件下，随着反应体系水含量增加，醇解反应产物分布基本不变，但产物酸值明显升高；反应工艺条件对产物收率的影响由大到小的顺序为：液时空速> 醇油比> 反应温度> 反应压力。较佳反应条件：温度≤320℃，压力8.5MPa，体积液时空速≤0.7h^-1，得到生物柴油满足BD100的国家标准（GB/T20828—2007）要求。

以偏钒酸铵为主要原料，ZMS-5型分子筛为载体，采用共沉淀法制备了V₂O₅/ZSM-5催化剂，将其用于液体石蜡催化氧化合成了脂肪酸。利用能量色散X射线荧光光谱仪对所制备的催化剂进行表征，说明V₂O₅/ZSM-5催化剂制备成功。利用X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪对反应前后的催化剂进行表征，说明V₂O₅/ZSM-5在液体石蜡氧化过程中只起催化效果。利用傅里叶变换红外光谱仪对所制备的氧化产物进行表征，证明了氧化产物中确有脂肪酸的存在。同时考察了在合成脂肪酸的过程中反应温度、反应时间、催化剂用量、反应气氛等工艺条件对液体石蜡催化氧化合成了脂肪酸效果的影响。实验结果表明：反应温度为150℃、反应时间为8h、催化剂用量为0.1g时，在纯氧气氛下可以合成性能最优的脂肪酸，其酸值为17.33mg（KOH）/g、皂化值为33.52mg（KOH）/g。

选择性催化还原（SCR）法作为目前最成熟的氮氧化物（NO_x）控制技术被广泛地应用于燃煤电站等行业的NO_x排放控制过程，其核心是催化剂。商用SCR催化剂一般是以V₂O₅为活性组分、WO₃（或MoO₃）为催化助剂、TiO₂为载体的V₂O₅-WO₃（MoO₃）/TiO₂催化剂。该催化剂在催化NO_x还原的同时也会催化SO₂的氧化，生成的SO₃会给脱硝工程带来一系列的不利影响。基于此，本文首先介绍了钒钛催化剂催化氧化SO₂的反应机理及其研究进展，随后综述了影响SO₂氧化率的主要因素，主要包括催化剂中V₂O₅含量、催化助剂、飞灰、壁厚及烟气成分、反应温度等，并详细地分析了各因素对SO₂氧化率的影响特性。在此基础上，综述了控制SCR催化剂SO₂氧化率的方法。最后指出SO₂氧化率控制技术的发展对低SO₂氧化率脱硝催化剂的开发、失活催化剂的再生以及废弃催化剂的回用等均有着重要意义，是未来研究和开发的重点方向。

应用可再生能源驱动CO₂电催化还原制备燃料，是目前清洁能源发展最具前景的方向之一。本文综述了以气态烃类（CH₄、C₂H₄）为目标产物的CO₂电催化还原的研究进展，分别介绍了电催化材料、电解质溶液以及反应机理的研究现状。指出在水溶液电解质中，电催化材料需兼具烃类产物的高选择性与电化学析氢反应的抑制能力，Cu与Cu基材料是电催化材料的首选，Cu的氧化物由于其丰富的结构特征拓宽了电催化材料优选范围。水溶液电解质的性质会显著影响CO₂电催化还原产物的选择性；非水溶液或痕水溶液电解质由于可以显著抑制析氢反应，将会进一步拓宽电催化材料的优选范围。最后介绍了CO₂电催化还原机理研究的现状，指出原位电化学谱学方法的应用与CO₂电催化还原机理模型研究工作的开展，将成为人们深入认识以烃类为目标产物的CO₂电催化还原反应的关键，并有利于指导电催化材料与电解质材料的研究开发。

以松木屑为生物质原料，水蒸气为气化介质，使用自制镍基复合催化剂Ni-CaO，在固定床气化炉中进行生物质催化气化反应，考察了催化剂用量、气化温度和水蒸气流量对生物质水蒸气气化制氢特性的影响。结果表明，当催化剂与原料质量比由0增加至1.5时，H₂体积分数由45.58%增至60.23%，产氢率由38.80g/kg增至93.75g/kg，当催化剂与原料质量比为2时，两者均有增加，但是变化不明显。温度从700℃增至750℃时，燃气中H₂的体积分数由54.24%增至60.23%，CO₂由21.09%降至13.18%，继续升高温度，H₂的体积分数和燃气热值均逐渐降低，以Ni-CaO为催化剂时750℃是制取富氢燃气的最佳气化温度。当气化温度为750℃，催化剂与原料质量比为1.5，水蒸气通入量为0.34g/（min·g）时，H₂体积分数为60.23%，产氢率为93.75g/kg，燃气热值为12.13MJ/m³。

以钛酸丁酯、硝酸铋及钨酸钠为前体，采用溶胶凝胶法及溶剂热法制备Bi₂WO₆-TiO₂复合光催化剂，运用X射线衍射（XRD）、紫外-可见光吸收光谱（UV-vis）、扫描电镜（SEM）、能谱分析（EDS）及光电流等方法表征复合材料的结构。考察了Bi₂WO₆-TiO₂复合光催化剂对Cu（Ⅰ）-EDTA络合水体复合污染的处理性能以及光反应后复合催化剂的新用途，并对其协同处理机制进行探讨。结果表明：相较于单一Cu（Ⅱ）及EDTA，该复合光催化剂在可见光下表现出对Cu（Ⅱ）-EDTA络合水体更高的处理效率。当Bi₂WO₆含量为5%时，复合光催化剂表现出最高的光催化活性。沉积过Cu及CuO的Bi₂WO₆-TiO₂光催化剂对有机污染物的光降解效率有着显著提升。

以浓硝酸酸化后的多壁碳纳米管（CNTs）为原料，PdCl₂为前体，甲醛为还原剂，采用化学浸渍法制备了5% Pd/CNTs催化剂。通过ICP、XRD、BET、TEM对其进行表征，证实5%的钯纳米粒子成功负载在CNTs管外壁上，钯纳米粒子的平均粒径为4.30nm。在合成Pd/CNTs催化剂的基础上，研究了温和条件下其对4-氯苯酚（4-CP）的液相催化加氢去氯（HDC）规律。考察了体系反应温度、催化剂用量、NaOH用量、反应底物浓度对4-CP降解速率的影响，建立了动力学模型。得到了最佳反应条件：反应温度40℃，催化剂用量20mg，Cl^-、OH^-摩尔比1∶1.1；Pd/CNTs对4-CP加氢去氯反应为零级反应，反应活化能为E_a=40.12kJ/mol，指前因子A=1.66×10⁷mol/（L·min）。

以硼酸为前体、低碳脂肪醇为溶剂，通过浸渍法制备了一系列硼酸改性MCM-22微孔分子筛择形催化剂，在连续流动固定床反应器上考察了甲苯与碳酸二甲酯烷基化合成对二甲苯的择形催化性能。通过XRD、FTIR、N₂吸附脱附、NH₃-TPD、吡啶吸附FTIR等手段对催化剂进行表征，并通过异丙苯和1，3，5-三异丙苯的裂解反应考察了硼酸改性对MCM-22微孔分子筛催化剂的内、外表面酸性质的影响。实验结果表明：以硼酸为前体、正丙醇为溶剂制备的硼改性MCM-22催化剂在甲苯与碳酸二甲酯烷基化合成对二甲苯过程中不仅表现出优异的择形性能，而且还保持了较高的催化活性。这可能是由于在浸渍过程中，硼酸与正丙醇反应生成分子尺寸较大的有机硼酸酯，从而实现了在覆盖分子筛外表面酸性位的同时不影响其孔内酸性质。

由于在工业上液相催化氧化法制备芴酮无法连续生产以及产生大量废水的缺点，本文以SiO₂为载体，分别采用浸渍法、沉淀法和溶胶凝胶法制备了CeO₂/SiO₂催化剂，用于空气气相催化氧化芴制备芴酮。通过X射线衍射（XRD）、氢气程序升温还原（H₂-TPR）、二氧化碳程序升温脱附（CO₂-TPD）、高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）等手段对所制备的催化剂进行表征，考察了不同方法制备的CeO₂/SiO₂对芴选择性催化氧化的影响，结果表明芴在CeO₂活性组分上的转化率与CeO₂还原温度、表面氧空位浓度以及表面氧浓度有关。芴酮在CeO₂活性组分上的选择性与CeO₂表面碱量以及碱性有关。在3种制备方法中，采用溶胶凝胶法制备的CeO₂/SiO₂分散性最好，催化活性最佳，在反应温度370℃、质量空速0.5h^-1、气液比250时，芴的转化率可达到83%，选择性可达到60%。

采用离子交换法制备了CoY、CuY、NiY分子筛，并在固定床吸附器上考察了工艺条件及原料烯烃含量对改性分子筛吸附脱除二甲基二硫醚性能的影响。采用密度泛函理论计算二甲基二硫醚及异丁烯在CoY、CuY、NiY分子筛上的竞争吸附行为。最后考察了高温水蒸气对吸附剂的再生效果。结果表明，CoY、CuY和NiY分子筛对二甲基二硫醚的动态饱和吸附硫容分别为47.5mg/g、36.3mg/g和40.2mg/g；其中CoY和NiY分子筛硫容量受烯烃含量的影响较大，CuY分子筛受影响较小。计算结果表明，吸附过程中S—S键的Mayer键级变化不大，烯烃中C=C键双键性质减弱。二甲基二硫醚在CoY、CuY和NiY分子筛上的吸附能分别为-59.5kJ/mol、-22.2kJ/mol和-30.4kJ/mol，与实验数据吻合。吸附饱和后的分子筛经160℃水蒸气脱附60min后能够有效再生，且多次再生后吸附剂硫容仍保持在新鲜吸附剂的97%以上。

摩擦副性能的优良、工作效能的好坏与其材料特性、振动噪声以及微观结构等有直接关系，对其进行材料构型、改性制造及减阻降噪的研究将有助于提高摩擦副的耐磨性及可靠性，延长其工作寿命。本文对国内外关于多介质复合材料噪声检测及声波信号处理方面取得的成果、微凝胶与复合材料的黏结对摩擦阻力的改善、纳米复合材料的减阻耐磨性能以及仿生表面织构对摩擦副减阻降噪的影响进行了综述，并对其前景进行了展望。指出虽然现有研究已取得一些值得关注的成果，但对噪声在摩擦副材料中的传播特性、多种介质造成的声速及衰减特性差异、表面微结构与流体的耦合降噪作用等的研究则开展很少，因此加大这方面的研究对进一步提升摩擦副的性能具有重要的理论意义及应用价值。

纳米零价铁催化材料具有价格低廉、比表面积大、还原性强、吸附性和反应活性优异等优点，可通过不同机制降解各类环境污染物（如重金属、无机阴离子、放射性元素、卤代有机化合物、硝基芳香化合物、环境内分泌干扰物等），被视为一种有着广阔应用前景的新材料，是目前国内外研究的热点。本文详细介绍了纳米零价铁的典型制备方法（如物理法、化学液相还原法、热分解法、碳热法、多元醇法等）和新型绿色合成技术，同时总结了纳米零价铁在环境污染物处理和催化方面的最新应用进展，阐述了纳米零价铁在各类反应中的作用机理和效能，并提出了纳米零价铁催化材料在实际应用中尚需解决的团聚和氧化等问题，未来的研究目标应着重于改进或开发新制备方法以降低成本和拓宽纳米零价铁催化材料的应用范围。

胶原蛋白在体外自组装形成高度有序的网状结构，有利于细胞的黏附、增殖、扩散和迁移，具有良好的生物相容性、优异的力学性能、可生物降解性和弱抗原性。本文首先介绍和分析了胶原蛋白自组装功能材料的4种组装方法，即模板自组装法、原位自组装法、定向自组装法和诱导自组装法和分析的研究现状；比较了4种自组装方法的组装原理和组装特点；然后总结了胶原蛋白自组装生物功能材料作为组织替代材料，靶向给药材料，光、电、声特异传导功能材料在再生医学、基因治疗、药物设计、组织工程、医学影像等领域的应用现状和发展趋势；最后指出了胶原蛋白自组装生物功能材料今后的研究方向，表明胶原蛋白自组装生物功能材料在生物医学领域具有广阔的应用前景。

采用湿法机械制粒机制备水泥支撑钙基吸收剂颗粒，在鼓泡床上研究其循环碳酸化活性及磨损，在颗粒碰撞装置上研究其碰撞强度，并结合扫描电镜、氮吸附分析微观结构。研究表明，制粒过程掺杂10%高铝水泥制备的吸收剂高温下具有较好的抗烧结特性，多次循环后孔隙衰竭较弱。其850℃、N₂及950℃、100%CO₂­煅烧下的循环钙转化率均优于原始石灰石。成型颗粒鼓泡床内抗磨损能力也优于石灰石。碰撞实验表明，该粉末成型的颗粒煅烧后仍有与石灰石相近的抗碰撞破碎强度。煅烧温度越高，颗粒强度减弱；多次循环后颗粒因烧结强度增加。基于Rittinger磨损理论，结合碰撞数据发展了计算吸收剂碰撞破碎后平均粒径的半经验预测公式。该机械成型、水泥支撑的吸收剂兼具较好的脱碳活性及机械强度。

研究了热塑性聚氨酯（TPU）粉末对石膏基三维打印的成型过程和3D打印成品性能的影响规律，研究结果表明随着TPU粉末含量的增加，打印成品的机械强度和耐水性能变好；但TPU粉末含量过高时，打印成品的尺寸偏差较大，易破损且打印时出现错层。综合考虑打印成品的表面特征、尺寸精度、耐水性、机械强度以及打印过程的流畅性，TPU粉末和石膏粉末较佳的质量配比为（40∶50）～（50∶40）。当TPU粉末质量分数为50%时，打印成品的尺寸偏差最小，此时其抗压强度和拉伸强度比纯石膏3D打印成品分别提高了38.5%和117.4%。打印成品内部热塑性聚氨酯粉末经热熔融/常温冷却固化后处理形成的带状塑性结构是改善打印成品抗压和拉伸强度以及增加其致密性和耐水性的主要原因。

利用光引发聚合法取代传统热聚合合成一种能够制备光致失黏胶的聚丙烯酸酯类共聚物，称为基胶。将基胶与适量的光引发剂及多光敏官能团低聚物复配，得到目标产物。在UV光照前，展现了很好的粘接性能，180°剥离强度可以达到24N/25mm；在20mW/cm²的365nm波长UV光照下照射20s后，光敏树脂反应产生交联，与直链分子形成互穿网络结构，导致180°剥离强度降至几乎为零，从而展示了很好的失黏性能，便于拆离，而不损坏元器件。进一步探究了基胶成分、多光敏官能团低聚物的种类、用量等多个参数对光致失黏胶综合性能的影响。最后通过扫描电镜，对其失黏机理进行讨论，有两个关键因素导致光照后胶黏剂失黏：低聚物交联过程，引起体积的收缩，与基材粘接面积减小；互穿网络结构造成基胶失去橡胶弹性，表现塑料特性。

采用半连续种子乳液聚合，成功制备出平均粒径大小为115nm的小粒径聚乙酸乙烯酯（PVAc）基复合乳液。系统考察了新型复配表面活性剂以及丙烯酸丁酯（BA）作为粒径调控单体对PVAc乳液乳胶粒粒径的影响。通过对复合乳液的化学结构、粒径分布、形貌以及热力学性能的分析，实验结果表明，采用阴离子型的PCA507和PCA078复配表面活性剂能够有效地降低PVAc乳液的平均粒径；一定含量的BA能够抑制PVAc分子链的生长，并能以新生二次成核的方式扩充体系粒子数，从而达到减小体系整体乳胶粒粒径的目的，而BA过量时，其自聚成核较为明显，不能有效地降低体系复合乳胶粒的粒径，故而出现乳胶粒的粒径随BA含量的增加呈规律性的变化。

以苯乙烯（St）为单体，丙烯酸松香与甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）的酯化物（RAG）为交联剂，明胶为分散剂，偶氮二异丁腈（AIBN）为引发剂，采用悬浮聚合法制备了含羟基的松香基聚合物微球。探讨了分散剂用量、单体配比及搅拌速度对微球性能的影响。利用红外光谱、热重分析、光学显微镜和扫描电镜等对聚合物微球进行测试表征。结果表明：成功制备了含羟基的松香基聚合物微球，微球的热稳定性、球形和分散性较好。在m_RAG∶m_St=1∶1，引发剂AIBN用量为混合单体的1%，分散剂明胶用量为混合单体的6%，搅拌速度为500r/min，85℃下反应3h，升温至90℃熟化2h时，可以制备外观最佳的微球。当固液比为0.6g/L，pH=4.5，298K吸附4h时，该微球对苯甲酸的吸附量达到172.3mg/g。

表面多孔高通量换热管是一种高效的强化沸腾传热元件。为了提高表面多孔高通量换热管的耐腐蚀性能，本文采用粉末烧结工艺在不锈钢换热管表面烧结了一层不锈钢基多孔层，模拟含乙酸的乙二醇溶液蒸发沸腾工况，并借助扫描电子显微镜（SEM）、腐蚀失重法和电化学方法对比研究了不锈钢基、铁基、铜基3种高通量换热管表面多孔层的耐腐蚀性能。结果表明，所开发的不锈钢基表面多孔层相比铁基和铜基表面多孔层具有更加优良的耐腐蚀性能。在沸腾浸泡实验条件下，不锈钢基多孔层的腐蚀速率约为铁基多孔层腐蚀速率的1/5～1/3，为铜基多孔层的3/10～4/7。在0.1～10mol/L的实验浓度范围内，常温下不锈钢基多孔层耐蚀性随着乙酸浓度的增加而降低，但仍明显优于铁基、铜基多孔层。

为扩展咖啡壳资源化再利用的新用途，以废弃咖啡壳为原料，采用化学分离方法提取纤维素，通过单因素实验和正交实验，确定了咖啡壳纤维素提取的最优工艺条件，即NaOH质量分数为4%、H₂O₂质量分数为10%、反应温度为40℃、反应时间为35min时，所提取的咖啡壳纤维素产量最佳，可达83.88%。采用FITR、SEM、XRD、吸液性能测试等手段分别对提取样品的成分、微观形貌、物相构型和吸液倍率进行了表征。结果表明：提取的样品成分中主要含有纤维素；提纯后的纤维素具有螺旋管状结构，其比表面积明显增大，而晶体类型没有发生变化，仍然为天然纤维素Ⅰ晶型；在室温条件下，咖啡壳纤维素在自来水中的吸液倍率最大（可达65g/g），在0.9% NaCl溶液中的吸液倍率最低（约为58g/g），明显都高于天然棉纤维素的吸液倍率（40g/g）。

以龙脑樟枝叶为原料，研究了天然冰片提取的清洁生产工艺。先将提取装置中的单级冷凝改为两级分段冷凝，并将提取冷凝液及蒸馏釜液一并套用至下次提取过程中，着重探讨了套用次数对天然冰片收率及其含量的影响，并对蒸馏提取残渣进行厌氧生物处理，考察了其厌氧过程的产甲烷势及其产气规律。结果表明：提取装置中的单级冷凝改为两级冷凝后，其天然冰片的收率为1.11%，纯度为95.23%，产品收率及纯度分别提高了45.42%和5.44%；废液套用20次，天然冰片的收率升至1.28%左右，套用20次的天然冰片纯度为95.09%，且废水排放量减少了99%；残渣的产甲烷量为31.5mL/g，蒸馏提取残渣适合进行厌氧生物处理。

青霉素废菌渣是制药工业青霉素发酵工序产生的固体废弃物，处理不当会导致环境污染、危及生态。本文以废菌渣为原料，在碱性条件下，采用微波水解方法得到复合氨基酸。将其作为石膏缓凝剂，可以实现废菌渣的安全、高附加值利用。在单因素实验的基础上，以碱浓度、料液比、反应时间、反应温度为考察因素，采用正交实验法确定最佳工艺条件为：碱浓度0.04mol/L，料液比1∶4，微波水解时间10min，温度85℃。借助氨基酸分析仪分析了水解产物的化学组成，利用红外光谱、扫描电镜等手段对缓凝作用（石膏体系）机理进行了分析研究。结果表明：水解物主要是赖氨酸、酪氨酸、半胱氨酸等氨基酸的混合物，其中氨基和羧基官能团参与了钙的配位，形成了钙的复合氨基酸/小肽螯合物，从而延缓了石膏的溶解、水化和结晶过程，使凝结时间延长。

针对新疆稠油黏度大、流动性差的特点，合成了具有苯基和酰胺基的聚酯型MAS系列降黏剂，采用红外光谱仪（FTIR）对合成产物进行了分析表征，并对MAS系列降黏剂用于新疆稠油的降黏效果进行研究评定。结果表明，具有乙酸乙酯主链的MAS5和具有高碳丙烯酸酯（C₁₈）主链的MAS4的降黏效果较好。MAS5中的酰胺基团可与稠油中的胶质沥青质发生相互作用；苯基会影响稠环芳烃之间的π-π作用力；乙酸乙酯主链可在沥青质聚集体周围形成溶剂化层减少沥青质分子的聚集，使得稠油的黏度降低。对MAS5合成条件进行优化，温度为50℃下，当MAS5的用量为600mg/L和1000mg/L时对稠油的降黏率分别为50.6%和53.7%，黏度从5180mPa·s分别降低至391mPa·s和335mPa·s，对稠油的降黏效果明显。MAS5同时具有合成原料价格较低的特点，具有较好的工业应用前景。

船舶柴油机排放的SO_x、NO_x、颗粒物（PM）等尾气污染物给人类生活环境和身体健康带来很大危害，对港口城市而言，这一情况更加严重。随着人们对环保的重视，各项环保法规越来越严格，船舶尾气污染物的排放控制也受到更多关注。本文对现有的船舶尾气控制技术进行了梳理，包括机前处理、机内净化以及后处理技术，提出单一后处理技术有望为近期提供更好的解决方案，其中，脱硫塔、选择性催化还原技术（SCR）和颗粒捕集技术（DPF）分别是比较有前景的应对SO_x、NO_x和PM的单一后处理技术。通过分析SO_x、NO_x、PM的不同后处理技术，认为将脱硫、脱硝和除颗粒物结合的一体化处理技术从长远来看是一个主要方向。一体化系统的研究重点可能包括开发新型耐硫、适应低温的催化剂，细颗粒物去除，优化工艺流程，简便和可靠的运行操作以及可接受的空间和费用要求等。

石油焦是炼厂劣质原油加工的副产物，其作为燃料来说具有较多的不足之处。利用高温气化技术可以实现石油焦的资源化再利用。文中对4种主流的气化反应机理进行对比分析，并结合现有的催化气化理论对气化反应过程中阴、阳离子及自由基对气化反应的影响机制进行讨论，对不同种类离子所适用的气化反应机理加以分类总结并指出存在的问题。指出阴、阳离子对石油焦气化反应影响较大，气化机理对于单一类型离子催化过程的作用机制解释较为合理，但对于不同种类离子复合后相互作用的现象解释不通。同时，石油焦中所含的一些重金属离子会抑制石油焦的气化反应活性，机理对于上述现象也并未深入研究。在此基础上，提出了气化反应中离子间的相互作用及重金属离子对气化反应的影响机理将是今后的研究重点。

城市污泥焚烧渣中重金属种类较多、浓度较高，随意处置存在环境生态风险。本文在对污泥及其焚烧渣中重金属形态进行分析的基础上，模拟实际酸雨条件，开展污泥焚烧渣中重金属的浸出特性研究。实验结果表明，与污泥相比焚烧渣中各重金属的残渣态比例显著增大，有效态、有机结合态比例大幅减小，但各重金属的铁锰氧化态比例仍然较高（18%～65%），可迁移性和潜在生态风险较大。静态浸出实验发现灰渣中大部分重金属的浸出率随着浸出时间的延长、液固比的增加、pH和粒径的减小而增大，其中pH的影响最为显著。动态淋溶实验表明降低淋溶液pH、延长淋溶时间各重金属的浸出总量增加，动态淋溶过程中各重金属浸出率要明显高于静态浸出率；各重金属的浸出主要集中在前三年，浸出量占其总浸出量的50%～100%，其中As、Zn、Cr、Cd、Pb的浸出比例较高，其整体浸出能力与重金属形态分析结果较为一致，需重点关注。在上述实验基础上，结合资料分析，提出适合我国国情的污泥焚烧渣处置建议。

以聚乙烯醇（PVA）为黏合剂，将FeSO₄和KMnO₄以摩尔比5∶1复合制备了颗粒态铁锰复合氧化物，采用扫描电镜和红外光谱对其进行表征，并考察了其对溶液中磷的吸附特征及影响因素。结果表明，颗粒态铁锰复合氧化物表面粗糙、孔隙结构发达，含有丰富的表面基团；颗粒态铁锰复合氧化物对水中的磷具有良好的吸附效果，对磷的吸附量随时间增加而增大，400min时可达吸附平衡，准二级动力学方程能较好地描述该吸附动力学过程；Langmuir方程可较好地拟合不同温度时的等温吸附数据，且反应温度越高，平衡吸附量越大；离子强度变化及NO₃^-、SiO₃^2-、SO₄^2-和CO₃^2-等共存离子存在对颗粒态铁锰复合氧化物的吸附除磷过程影响不大； pH可显著影响颗粒态铁锰复合氧化物对磷的去除效果，pH≤5时磷的去除率较高且基本保持不变，pH> 5时去除率随pH升高而降低。

铁活化过硫酸盐高级氧化技术中，由于反应速度快引起的铁流失是主要问题之一。本文制备了负载零价铁的海藻酸钠凝胶球催化剂（Fe-montmorillonite-sodium alginate balls，Fe-MABs），电子显微镜图表明海藻酸钠凝胶球和铁结合良好，并考察了过硫酸钠（sodium peroxydisulfate，PDS）用量、催化剂用量等因素对偶氮染料活性黑5（Reactive Black 5，RBK5）染料废水降解的影响，比较了Fe-MABs/PDS、Fe+C/PDS、Fe+C、PDS、Fe五种体系对RBK5的降解能力。结果表明，Fe-MABs/PDS体系能有效地降解RBK5，在RBK5初始浓度40mg/L条件下，PDS投加量为2mmol/L、Fe-MABs投加量40g/L、初始pH为7.0、温度为298K，在反应时间为30min和60min时，对RBK5降解率分别达到95.42%和99.90%；与Fe+C/PDS、Fe+C、Fe体系相比，Fe-MABs/PDS体系Fe的流失率减少可达90%以上。此外，通过采用甲醇和叔丁醇作为自由基淬灭剂发现Fe-MABs/PDS体系中产生的活性中间体硫酸根自由基SO₄^－·对降解过程起主要作用，并初步探索了Fe-MABs催化过硫酸盐体系对RBK5的降解动力学。

在双固定床反应器和热重分析仪上研究了丙酸改性对电石渣循环捕集CO₂性能的影响规律。结果表明，丙酸改性提高了电石渣循环碳酸化转化率，并且延缓了随循环次数增加碳酸化转化率的衰减。利用离子反应模型从碳酸化反应动力学角度分析了丙酸改性提高电石渣循环捕集CO₂性能的机理。相同循环次数条件下，丙酸改性电石渣快速反应阶段化学反应速率常数k和本阶段最终碳酸化转化率X_u均高于电石渣，碳酸化速率达到最大值时的时间t₀短于电石渣。丙酸改性电石渣碳酸化反应速率更快，能以一个较短的时间取得更高的碳酸化转化率。丙酸改性优化了煅烧后电石渣的孔隙结构，提高了20～100nm范围内的孔面积和比孔容，降低了扩散阻力，这是其表现优于电石渣动力学特性参数的原因。

粉煤灰作为一种工业废弃物，具有来源广泛、孔隙率高、比表面积大等特点被用于废水处理。本研究利用1mol/L的混酸对粉煤灰进行改性，通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、傅里叶转换红外分析（FTIR）分析粉煤灰改性前后的形貌和成分变化，再采用改性粉煤灰处理模拟染料废水探讨其吸附性能的变化。结果表明：粉煤灰改性后表面形成大量凹槽、孔洞，粗糙度和吸附空穴增加。当粉煤灰投加量为15g/L，初始pH为6～8，水温为30℃，搅拌时间为45min时，染料废水的污染物去除率最高，COD去除率为64%，氨氮去除率为38%，脱色率为84%。此外，改性粉煤灰吸附模拟染料废水的过程主要是单分子吸附，符合Langmuir吸附等温模型，该吸附过程是自发进行的放热反应，经改性粉煤灰处理后的模拟废水体系的混乱度减小。