芳香聚酰胺（PA）复合膜是目前最成功的商业化反渗透膜，被广泛应用于海水淡化等水处理领域。分子动力学（MD）模拟是研究PA膜微观结构和分子行为的重要手段，能够从分子尺度解析PA膜的聚合、结构和性能。本文在总结PA膜物化性质的基础上，介绍了MD模拟在PA膜聚合机理、分子结构、膜内水和溶质传递行为及膜污染机理等方面的研究进展。通过对现有研究分析发现，MD模拟在研究尺度和对象上存在一定的局限性：难以解决PA膜的宏观结构解析和电荷平衡等问题。基于MD模拟技术的最新发展，提出了MD模拟与实验测试和其他模拟方法的结合将是PA膜研究的重要发展方向之一。

自湿润流体是指某些具有自发润湿高温端特性的非共沸的混合溶液。这类溶液各组分的沸点不同，易挥发的组分优先发生沸腾，优先沸腾的组分在气液界面引起组分浓度梯度，再由组分的浓度梯度引起表面张力梯度；同时在气液界面产生温度梯度即热毛细作用也引起了表面张力梯度。由于受到双重表面张力梯度的影响，该溶液高温区域与低温区域之间产生了一股较大的推动力，从而使液体自发地向高温区域流动，湿润烧干部位，增强了沸腾传热。本文对自湿润流体流动与传热特性的相关研究现状及发展动态进行综述，首先详细介绍了单组分流体以及多组分流体强化传热的机理，并进一步介绍了自湿润流体的传热机理。然后对自湿润流体的制备以及自湿润流体的流动与传热特性等进行描述。最后综述了自湿润流体在无毛细芯结构、不同倾斜角下、微重力条件下以及其他类型的热管中的应用。

在化工、能源、环境、食品和药物等工业设计过程中，真实混合物的可靠溶解度数据非常重要，不仅能丰富相平衡数据库，还能指导工艺设备设计和产品质量控制。本文介绍了烃-水体系相互溶解度的模型化研究，包括状态方程法、活度系数法和经验关联式，以及近年来发展起来的真实溶剂似导体屏蔽模型法（conductor-like screening model for real solvents，COSMO-RS）。状态方程法和活度系数法主要是通过选择非对称的混合规则以及引进描述水分子极性作用的参数，来改善对烃-水体系相互溶解度的计算精度。经验关联式主要是对实验数据的拟合，每种烃的参数不同。COSMO-RS模型根据密度泛函理论（即建立极化电荷密度的简单经验式）计算单个分子嵌入虚拟导体产生的作用，通过准确描述界面统计相互作用获得体系的热力学性质。因此，该方法对各种体系具有普适性。分析表明，COSMO-RS模型对烃-水体系相互溶解度的预测值与实验值吻合良好，可以补充某些难以通过实验获得的烃-水体系互溶度数据。最后总结和展望了烃-水体系相互溶解度模型化的未来发展方向。

气固两相流固相流率的测量是测试领域的难点之一，为了实现气固两相流固相浓度与流速的测量，阐述了电容层析成像的原理，搭建了气固两相流实验台，固相选用聚丙烯颗粒，气相为空气，固相依靠自身的重力流经实验装置，利用ITS公司的M3C电容层析成像装置对气固两相流的固相浓度、速度、质量流量进行了测试研究。实验中的浓度测量采用图像的介电常数分布像素，速度测量选择双层结构的电容传感器，利用相关测速原理，计算上下游传感器成像像素的相关性，最后由测得的速度及浓度分布计算出质量流量，测量结果与重力传感器测量的质量流量结果进行了对比，结果具有较好的一致性，测量误差小于10%，表明利用电容层析成像系统可对气固两相流参数的测量。

针对变制冷剂流量（VRF）系统中的过热度不稳定性振荡现象，利用变流量水冷式制冷机组设计实验。通过观察同一频率下定阀开度变压比和定压比变阀开度时系统参数的振荡现象，分析不稳定段过热度振荡机理，并得出结论。实验结果表明：随着蒸发器内液相拉长，在蒸发量一定的情况下，完全蒸干点不断地向蒸发器出口推移，系统呈现出振荡初态；当过热度跨入最小稳定信号（MSS）线的不稳定区域时，由于制冷剂流型的变化使得蒸发器两侧换热机理发生交替，从而产生了不稳定性振荡；变阀开度对质量流量的增量影响仅为变压比下的53.3%，但两工况下能够在不稳定区间达到的最大峰谷差均在3K左右；工况1^#下压比对压缩机功耗有更直接的影响，在制冷量微升的前提下仍能促使系统性能系数（COP）趋势向下。

针对滚筒内二元颗粒体系在混合过程中产生的混合死区现象，提出在混合死区位置设置柱体内构件的增混方式，以接触数作为混合评价指标，采用离散单元法研究柱体内构件对二元颗粒体系运动混合的影响，并分析其增混机理。研究结果表明：柱体内构件很大程度上破坏了聚集小颗粒的混合死区，强化了二元颗粒间的对流和扩散机制，同时抑制了颗粒的离析作用，提高了颗粒体系整体混合程度，同时，柱体内构件提高了二元颗粒体系的混合效率，改变了颗粒体系混合的稳定性；在一定的范围内，柱体内构件的数量越多，颗粒体系的混合效果越好，但如果数量过多，反而不利于二元颗粒间的混合；在滚筒开始转动的短暂时间内，柱体内构件反而抑制颗粒体系的混合，滚筒继续转动，才起到增混的效果。本研究可为二元颗粒物料增混设备的改进提供参考和依据。

微型旋流器中的超重力场和剪切湍流场可以强化微米级颗粒的分级。为了分析旋流器的微米级颗粒分级性能，本文通过试验与数值模拟相结合的方法研究了入口速度和底流分率对旋流分级的影响。数值模拟方面使用雷诺应力模型模拟了微型旋流器内的流场，试验方面使用直径为20mm的微型旋流器来分级粒度分布为2～50μm的颗粒物料。结果表明，随着入口速度的增大，分割粒度x₅₀减小，可达4.8μm，分级精度H提高，可达0.45；随着底流分率R_f的增大，不会显著改变切向和径向速度，颗粒在旋流器内的沉降速度变化不大，但轴向速度会减小，使得颗粒在旋流器内的停留时间增加，分级效率提高；当底流分率R_f < 0.6时，随着R_f的增大，分割粒度x₅₀减小，可达4.7μm，分级精度H提高，可达0.6；当底流分率R_f > 0.6时，分割粒度x₅₀增大，分级精度H降低。

浸没燃烧式气化器（SCV）换热热阻主要存在于换热管内部，研究管内跨临界液化天然气（LNG）传热特性对提高设备整体的换热效率具有重要意义。本文建立了能够描述换热管内跨临界LNG流动与传热过程的数值计算模型，分析了换热管内LNG的传热规律，获得了入口速度、入口压力和壁面热通量对局部传热系数的影响规律，提出了适用于预测管内跨临界LNG传热特性的量纲为1关联式。结果表明，沿着LNG流动方向，局部流体传热系数先增大后减小，且最大值出现在拟临界温度附近，超临界条件下LNG热物性剧烈变化是引起强化传热的主要原因；在一定范围内，提高入口速度可以有效地强化流体传热能力，局部流体传热系数的最大值主要取决于入口压力，增加壁面热通量会缩短局部流体传热系数达到最大值所需的时间；提出的量纲为1传热关联式平均绝对相对误差为6.53%，且预测值落在±25%相对误差范围内的比例为99.42%。该研究成果可为掌握SCV设计方法和高效运行技术提供参考。

基于自主设计的同轴撞击流反应器，运用计算机流体力学（CFD）数值模拟技术对内管开孔进行了优化设计。首先通过单因素试验确定了反应液在内外管入口处的速度比例，在此基础上，分别以开孔排数N、内管轴向孔间距L、内管径向开孔个数n及开孔直径D为试验因素，设计正交试验。对每组试验进行数值模拟，以距入口顶端不同距离处微孔的速度均方根差为评价指标，得到内管开孔的优化设计方案为：反应器内管沿轴向均匀开设6排微孔，每排微孔间距为12mm，径向均匀开设5个微孔，孔径均为0.5mm。基于正交试验的优化结果，对模型进行重新定义并对其环形微通道反应区内的流场结构进行数值模拟分析，结果表明：开孔处产生的撞击束均有较高的速度梯度，并且反应液在环形微通道反应区内发生强烈撞击，并发生充分混合与反应，实现了内管开孔的最优化设计。

在石油工业领域，油气开采与输送过程中，高压低温条件极易形成水合物阻塞管路，影响了管路正常运行，甚至会造成安全事故。随着水合物抑制与防堵技术的研究日益进展，甲烷水合物在乳液体系中的生成情况成为关注的重点。为掌握甲烷水合物在油水乳液体系中的生成规律，了解影响其生成情况的因素，对抑制高压输油与海底混输管道的水合物生成提供思路，本文针对前人的实验研究成果作了归纳，总结了乳液体系中甲烷水合物的生成机理及水合物生长壳模型，并对水的“记忆效应”加以介绍，又重点将乳液含水率、粒径大小、搅拌速率、温压条件、油相及添加剂等诸多因素展开分析。最后指出，水合物的生成由各种因素协同作用影响，不可孤立分析，而油水乳液的多相流动也使问题更加复杂。目前对于乳液体系中甲烷水合物的影响因素及原理认识尚未成熟，需要进一步的研究与讨论。

天然气水合物是天然气分子和水分子在低温高压条件下形成的非化学计量的笼型晶体。作为一种潜在性能源的同时，其在工业上也有广泛的应用前景。自然条件下的水合物主要存在于永冻区和海底沉积物的空隙中，实验模拟自然条件下水合物的生成，对于研究水合物的成矿机理、勘探开采以及工业应用都具有实际意义，因此许多学者在多孔介质中进行了水合物的生成实验。本文通过整理前人的研究成果，总结了多孔介质环境下介质粒径、表面特性以及添加剂（盐分和表面活性剂）的协同作用对于水合物生成速率和相平衡的影响，并归纳了不同反应条件下水合物在多孔介质中的生成位置分布情况以及几种热力学理论模型；最后提出，介质表面特性、不同种类多孔介质与盐离子的混合体系对水合物生成的影响以及多孔介质中不同的反应条件对水合物的生成位置的影响均值得进一步探讨和明确。此外，裂隙环境中不同的裂隙宽度及壁面粗糙度条件下水合物的生成情况也需要进行深入研究。

通过热重-红外-质谱（TG-FTIR-MS）三机联用技术对桦甸油页岩在不同升温速率的条件下进行热解实验，计算了其挥发分气体析出阶段的动力学参数，并对整个热解过程中挥发分气体的析出特性进行了分析，获得了挥发分气体析出的红外三维谱图及CH₄、CO₂、CO、H₂O、C_nH_m和H₂共6种气体的析出速率随温度变化的规律曲线。其中甲烷作为热解析出的主要气态烃类产物，是多种反应综合作用的结果，故采用分峰拟合的方法对其在升温速率为20℃/min下的析出过程进行分析。结果表明，在300～600℃这一温度区间，甲烷的生成速率曲线可以分为4个峰，代表了4个反应类型，分别计算了其动力学参数，结合桦甸油页岩的结构特性及热解过程中其他气体析出的特性，分析了各个反应甲烷的生成机理。

通过对昭通褐煤中添加褐煤焦和NaNO₃的微波提质实验，研究褐煤焦与褐煤质量比、NaNO₃质量分数和微波功率对昭通褐煤的微波提质特性的影响行为，用几种常用的薄层干燥模型对实验数据进行拟合，探讨适合褐煤焦和NaNO₃对褐煤微波提质的最佳干燥模型，利用修改Arrhenius方程计算出褐煤干燥过程中的表观活化能。结果表明，随着褐煤焦与褐煤质量比、NaNO₃质量分数和微波功率的增大，褐煤干燥平衡时间减小，而褐煤水分有效扩散系数增大；Page模型最适合描述褐煤焦对褐煤微波提质的影响行为，Henderson and Pabis模型最适合描述NaNO₃对褐煤微波提质的影响行为；用修改Arrhenius方程分别计算褐煤焦与褐煤质量比为0.25∶5的不同微波功率和NaNO₃的质量分数为5.0%的不同微波功率的表观活化能，数值分别为579.44W/g、286.87W/g。

低碳烯烃如乙烯、丁二烯等是一种重要的基础化工工业原料。为了考察不同反应温度和不同硅铝比的HZSM-5分子筛对于生物原油替代油品裂解制取低碳烯烃的影响，在本文裂解-气相色谱-质谱联用仪上进行了裂解实验。通过实验发现，生物原油是一种良好的裂解制取低碳烯烃的原料，HZSM-5分子筛催化剂对生物原油裂解具有较好的催化作用，生物原油热裂解实验在850℃时可以得到48%的最大总烯烃收率，而催化裂解600℃可以获得74%的最大总烯烃收率。分子筛的硅铝比对生物原油裂解过程的催化作用差别比较大。高硅铝比分子筛在低温时有助于生成乙烯和丙烯，而低硅铝比分子筛在高温时有助于生成乙烯和丙烯；高硅铝比分子筛低温时有助于丁烯的生成，而在高温时有助于丁二烯的生成，通过改变HZSM-5分子筛的硅铝比对生物原油裂解产物分布进行调控。

木质素作为含量仅次于纤维素的天然可再生资源，将其转化为高附加值的平台化合物具有重大的经济以及环境意义。本文针对具有β-O-4典型连接方式的木质素二聚体模型化合物[2-甲氧基（2'-甲基-2'-苯基乙基）苯醚]，利用密度泛函理论方法B3LYP，在6-31G（d，p）基组水平上对其热解反应机理以及产物形成选择性进行理论研究，分析了二聚体中各化学键的解离能及Mulliken布居数，设计并计算了8条后续可能反应路径的标准热力学参数。研究结果表明，该木质素二聚体模型化合物的初次热裂解路径主要为C_β—O键均裂的反应；热解的主要产物是酚类化合物如苯、苯酚、邻苯二酚以及烃类化合物如烯烃等；其中路径1是热力学支持的最优路径，其能垒为44.73kJ/mol。

传统的ZSM-5分子筛仅具有单一的微孔结构以及较长的扩散路径，使其在催化碳氢化合物过程中非常容易产生积炭，进而会堵塞分子筛孔道或覆盖孔道内的酸性位点，致使分子筛失活，降低催化反应效率。本文对积炭的形成机理、影响积炭形成的因素以及ZSM-5分子筛失活机理进行了简要分析。对多级孔道分子筛的合成、中空分子筛的合成、复合分子筛的合成、分子筛的酸处理、纳米级分子筛的合成、纳米片型MFI分子筛的合成以及分子筛改性等常用的抑制ZSM-5分子筛积炭的方法进行总结，并对各种方法的优势和缺陷进行了对比和分析。着重对纳米分子筛的合成以及纳米片型MFI分子筛的合成两种抑制积炭形成的方法进行讨论。最后针对降低积炭的研究方向进行了展望：如何高效、低廉地合成出具有优良抗积炭性能的纳米或纳米片型分子筛是研究的重点，并在此基础上对其改性，以进一步降低积炭的产生。

挥发性有机物（VOCs）来源广泛、种类繁多，是大气污染的重要组成部分，因其高毒性和高危害性，严重威胁人类健康。催化燃烧是目前众多VOCs消除技术中最有效的手段之一。因纳米金颗粒的高催化活性和二氧化铈独特的低温氧化还原性能，目前围绕Au/CeO₂基材料在催化燃烧VOCs方面的应用日渐成为热点课题。本文着重从CeO₂结构调控、载体掺杂及Au修饰改性3方面归纳梳理了目前Au/CeO₂基材料治理不同种类VOCs时所采用的策略及其表现出来的特性，总结了影响材料性能的各种因素。针对纳米金的结构特点，指出Au/CeO₂基材料应用于VOCs催化燃烧的研究难点，并对未来的研究发展趋势进行了展望，为进一步提高Au/CeO₂基材料的催化性能，拓宽其应用范围，开发高效稳定、廉价实用的催化剂提供参考。

以NiAl合金粉末为原料，经浓碱溶液处理后制得Raney Ni催化剂，并用于催化碱性硼氢化钠溶液水解制氢。通过场发射扫描电子显微镜和氮气吸附/脱附法对催化剂微观物理结构进行表征，考察了硼氢化钠溶液组成、反应温度、催化剂用量和循环使用对体系产氢速率的影响。研究结果表明，当硼氢化钠和氢氧化钠质量分数分别为15%和10%时，产氢速率达到1085mL/（min·g）（25℃）；相应表观活化能为38.6kJ/mol；催化剂用量与单位时间内氢产量成线性关系。循环测试结果表明，经过4次重复使用后，产氢速率降低78%，其原因主要在于硼化物的累积和镍的氧化。

利用共沸蒸馏法制备了金属Ni高度分散的Ni/Al₂O₃催化剂，并利用X射线粉末衍射仪（XRD）、透射电子显微镜（TEM）和全自动比表面积和孔径分析仪（BET）对其进行了一系列表征。实验过程中，选用肉桂醛（CAL）加氢反应来考察该催化剂的催化性能。结果表明，共沸蒸馏法制备出的Ni/Al₂O₃催化剂较浸渍法而言，其金属Ni的粒径较小且高度分散，同时催化剂对肉桂醛加氢生成3-苯丙醛（HCAL）具有良好的催化效果。在反应温度为150℃、反应压力为2MPa、负载量为15%时，3-苯丙醛的产率高达77.24%。此外，该催化剂在循环使用了5次后3-苯丙醛的产率并未出现明显下降的趋势，通过循环过后的XRD和TEM表征显示其前后的数据并没有发生改变，这说明该催化剂具有良好的循环稳定性。

近年来，随着纳米技术的发展，刺激响应性纳米纤维在药物控释、生物支架等生物医学方面的应用受到广泛关注。本文针对静电纺温敏纳米纤维（electrospun thermo-responsive nanofibers，ETRN）的制备方法和生物医学应用，对静电纺丝领域常用的温敏性高分子进行详细分类，选取具有代表性的聚N-异丙基丙烯酰胺和聚N-乙烯基己内酰胺，详细综述了基于静电纺丝技术制备温敏纳米纤维的化学改性及物理共混方法，对比以上两种方法的优缺点，并探讨温敏纳米纤维在药物控释、伤口敷料、生物触发器及细胞支架等领域的具体应用，点明静电纺温敏纳米纤维在发展过程中存在的问题，提出进一步提高其性能的解决方案，对其在智能催化、温控过滤等领域的应用前景进行展望。

随着在诸多领域对复合氧化物性能要求的不断提高，研究开发出高性能的三元复合氧化物逐渐进入科研者的视线，其成果对新型材料的合成与应用具有十分重要的意义。本文介绍了固相法、溶胶-凝胶法、共沉淀法3种常用制备三元复合氧化物的方法以及影响其性能的因素，主要是温度、摩尔比、pH。其后综述了近年来三元复合氧化物在催化、环保、新能源领域的应用研究进展，并对其发展前景作出了展望。分析表明，在三元复合氧化物体系中，每种元素对材料有着不同的贡献，使复合材料更大限度地发挥其性能，其活性和稳定性均优于二元复合氧化物。最后指出针对特殊性能探索合成思路是研究三元复合氧化物的重点，为合成技术走向工业化生产奠定基础。

利用超声波强化液相还原法制备活性炭颗粒（GAC）稳定化纳米级Pd/Fe复合颗粒，并对2-氯联苯（2-CB）进行催化还原脱氯研究。结果表明：40kHz超声波辐照强化下制备的GAC稳定化纳米级Pd/Fe复合颗粒的比表面积、粒径和分散性均较普通液相还原法制备的复合颗粒有明显改善，粒径均在100nm以下，比表面积增大了21.73%。当复合颗粒钯化率为0.3%（质量分数）且GAC和Pd/Fe投加量分别为0.15g/L和5.0g/L时，在反应温度25℃、初始pH为3的条件下反应300min后，对初始质量浓度为10mg/L的2-CB降解率近95%，符合拟一级反应动力学，反应速率常数为3.88×10^-2min^-1。

采用溶胶-凝胶法合成了纳米CeO₂溶胶，然后将合成的纳米CeO₂溶胶与水性聚氨酯（MWPU）共混，制备了一系列纳米CeO₂/水性聚氨酯（CMWPU）复合材料。采用DLS、UV-Vis、SEM、XRD、TGA等表征了CMWPU复合材料的结构和性能，探讨了纳米CeO₂溶胶质量分数对CMWPU复合乳液及其膜性能的影响。结果表明：加入纳米CeO₂溶胶后成功制备了CMWPU复合材料，纳米CeO₂溶胶在CMWPU复合体系中分散均匀。当纳米CeO₂溶胶质量分数为7.0%时，复合乳液紫外吸收效果较好，其吸光度值达到0.63。与MWPU相比，CMWPU复合膜耐热性得到提高，最大热分解速率对应的温度提高了63.4℃，拉伸强度达到52.63MPa。

采用紫外光（UV）本体聚合的方法，将光引发剂在UV LED光源激发分解下引发多种丙烯酸酯类单体聚合制备压敏胶。考察了光照强度与距离的关系以及不同单体的聚合反应速率，进而确定了软硬单体最佳配比以及压敏胶最佳反应时间，表征了压敏胶交联前后的热稳定性，并且将UV本体聚合制备的压敏胶与加热本体聚合的压敏胶进行了对比。结果显示，当丙烯酸（AA）作为硬单体、软硬单体配比为90∶10（质量比）、单体质量为30g、反应时间为20s时，压敏胶有最佳的综合性能。与加热本体聚合相比，UV本体聚合制备的压敏胶无论在性能还是生产方式上都占有很大优势。

以双螺杆流变仪制备了木粉/高密度聚乙烯（HDPE）复合材料试样，考察了7种不同加工助剂对木粉/HDPE复合体系成型性能和力学性能的影响。结果表明，不同助剂对木粉分散性和加工能耗影响不同。增塑剂硬脂酸（HSt）可明显提高木粉分散性，乙撑双硬脂酸酰胺（EBS）、硬脂酸锌（ZnSt）和硬脂酸钙（CaSt）等降低木粉分散性。同时，添加增塑剂可有效降低能耗，起到增塑降黏作用。加入马来酸酐接枝聚乙烯（PE-g-MAH）可增强界面结合力，提高木粉分散性，但同时导致加工黏度增大，加工能耗提高。和纯HDPE试样相比，添加了PE-g-MAH的木粉/HDPE复合材料弯曲强度提高31.6%，拉伸强度提高87.2%，而EBS、ZnSt、CaSt、HSt和聚乙烯蜡等润滑剂会导致力学性能有不同程度的降低。研究结果对木塑复合材料加工工艺和配方优化具有实际指导意义。

以聚乙烯吡咯烷酮（PVP）修饰的氧化石墨烯（GO）为载体，钼酸钠（Na₂MoO₄）、硫脲[CS（NH₂）₂]作为前体，采用溶剂热合成方法制得石墨烯基硫化钼（MoS₂）复合材料，通过场发射扫描电子显微镜（FESEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）等对材料的结构和形貌进行表征，并对材料作电化学性能测试。结果表明：石墨烯作为载体可以阻止MoS₂片层的团聚，使电解液与活性物质充分接触，进而提高活性物质的利用率。MoS₂/石墨烯作为锂离子电池负极材料表现出良好的可逆比容量（约800mA·h/g，循环50次）和优异的倍率性能。

采用相转化法分别制备了掺杂有石墨、石墨烯和氧化石墨烯的聚砜正渗透（FO）膜支撑层，通过间苯二胺和均苯三甲酰氯间的界面聚合在支撑层表面制备了聚酰胺活性层。采用扫描电子显微镜（SEM）表征膜表面和断面的结构形貌，测定膜孔隙率和亲水性，考察不同掺杂物时FO膜的性能。结果表明，掺杂石墨烯和氧化石墨烯，支撑层断面结构更加疏松，孔隙率和纯水透过常数（PWP）明显增加，制备的相应FO膜性能得到改善，水通量增大。掺杂石墨则导致支撑层上表面变粗糙，断面结构密实，其孔隙率减小，PWP值降低，膜性能变差。其中，掺杂了氧化石墨烯的FO膜表现出最好的性能，水通量在活性层朝向驱动液侧（AL-DS）模式下可达37.10L/（m²·h），相比无掺杂FO膜增加了38.7%。

以碳纳米管（MWCNTs）代替导电碳黑（SP）添加到镍钴锰（LiNi_1/3Mn_1/3Co_1/3O₂）三元材料，制成正极浆料涂覆于铝箔上并组装成扣式电池。采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）进行结构和性能表征，通过恒流放电和电化学阻抗（EIS）检测电池的电化学性能。分别对掺杂了0.5%、1.%、2%、5%、10% MWCNTs的三元材料进行电化学性能检测，结果显示，5% MWCNTs的三元材料在0.1C放电时，首次和第30次循环的放电比容量分别达到179mA·h/g和167mA·h/g；对比含5% SP的三元材料，放电比容量分别提升了9.9%和8.4%，循环稳定性和倍率性能大幅度提高。以20MPa压力对极片进行密实处理，电极的电化学性能进一步改善，首次和30次循环放电容量分别达到204mA·h/g和187mA·h/g。

采用水热法以ZnCl₂为活化剂制备活化石墨烯纳米片（a-GNPs），并研究了工艺参数对其孔结构的影响。将表面包覆导电聚苯胺（PANI）的硅纳米粒子与a-GNPs以一定比例混合，经热解形成Si/p-PANI/a-GNPs复合材料用于锂离子电池负极。采用TEM对a-GNPs孔结构进行了表征；采用FTIR分析了PANI热解前后化学键的变化；采用SEM分析了电极结构和形貌；采用循环伏安、交流阻抗和恒流充放电等方法测量了硅复合电极的电化学性能。实验结果表明，Si/p-PANI/a-GNPs复合电极的储锂容量和稳定性有明显改善，400mA/g恒电流充放电循环50次后可逆比容量达到1093.4mA·h/g，比Si电极和Si/p-PANI电极分别提高了415.3%和112%。这主要归因于a-GNPs对电解质传输的促进作用以及电导的贡献。

以硬脂酸丁酯为芯材，分别以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）或2，4-甲苯二异氰酸酯（TDI）为异氰酸酯组分，采用界面聚合法制备了两种聚脲微胶囊相变储能材料。对所制备两种类型微胶囊的表面形貌、化学结构和热稳定性进行了表征，并通过高温烘干的方式对两种微胶囊的黄变性能进行了对比分析。然后将所制备两种微胶囊处理到织物上，对经不同焙烘温度处理后织物的白度做了测试分析。研究表明，所制备的两种微胶囊都呈球形分布，IPDI型微胶囊表面完整致密，颗粒之间无粘连，而TDI型微胶囊颗粒表面有一定的粘连现象。TG结果显示IPDI型微胶囊致密性和耐热稳定性较TDI型好，可耐200℃以上高温。异氰酸酯类型对所制备微胶囊黄变性能有较大影响，采用IPDI型异氰酸酯制得的微胶囊耐黄变性能明显优于TDI型微胶囊，当将两种微胶囊处理到织物上后，IPDI型微胶囊显示出良好的低黄变性能。

以伊朗重质渣油为原料，对其采用减压深拔、溶剂脱沥青、溶剂脱沥青+调和组合工艺制备30^#硬质道路沥青可行性进行考察。结果表明，减压深拔和溶剂脱沥青+调和工艺用来制备硬质道路沥青较为适宜。采用减压蒸馏工艺较为简单，适当提高蒸馏深度即可制备满足GB/T 15180—2010技术要求的30^#硬质道路沥青，轻馏分油收率可增加8.1%；单独采用溶剂脱沥青工艺制备30^#硬质沥青，尽管能制备出满足指标的30^#硬质沥青，但脱沥青油收率较低，仅为6.6%～16.0%，经济效益较差；采用溶剂脱沥青+渣油（高标号沥青）调和工艺，可以制备出高低温性能较优的30^#硬质沥青，适宜的操作条件为：丁烷为溶剂，抽提塔塔温度107℃，抽提压力3.8MPa，剂油质量比为2.9，此时脱沥青油收率为41.2%，残炭小于8%，金属含量小于30μg/g，满足催化裂化进料要求；硬质脱油沥青软化点为105.4℃，针入度为0，适宜的调和软组分选择春风渣油和90^#沥青。沥青混合料试验表明，相比70^# A级道路沥青，30^#硬质沥青混合料具有良好的抗车辙性能和水稳定性能，基本能够达到改性沥青的效果，可将其用于沥青路面的中下面层提高路面的抗车辙能力。

传统的石墨烯防腐涂料存在填料成分不均一、防腐性能低、涂层不稳定等问题。为了提高石墨烯防腐涂料的分散性能和防腐性能，本文采用改进原位聚合法合成的石墨烯（rGO）/聚吡咯（PPy）复合物为填料，水性环氧树脂（EP）为成膜物质，制备新型石墨烯/聚吡咯水性防腐涂料（rGO/PPy/EP）。采用X射线衍射（XRD）、傅里叶红外光谱（FTIR）、拉曼光谱（Raman）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对涂料进行结构分析，通过塔菲尔极化曲线（Tafel）、交流阻抗谱图（EIS）和腐蚀形貌分析测试rGO/PPy/EP对Q235碳钢的防腐性能。结果表明：采用改进原位聚合法制备的rGO/PPy/EP涂料分散性好，结构致密。质量分数为1% rGO/PPy/EP涂料的腐蚀电位E_corr=-613mV，腐蚀电流密度I_corr=46.42μA/cm²，对裸钢的保护度P_i=91.02%。与rGO/EP涂料相比，rGO/PPy/EP涂料的腐蚀电流密度降低了38.62µ；A/cm²，对O₂和H₂O腐蚀介质具有较高的屏蔽性能。因此，原位聚合法制备的rGO/PPy水性涂料具有环境友好、分散性能强、结构稳定和防腐性能优异等优点，具有广阔的应用前景。

采用溶胶-凝胶法制备的纳米SiO₂和氧化降解的木质素磺酸钙共同改性酚醛泡沫。并采用热重分析仪、电子万能试验机、扫描电镜等方法对泡沫材料进行了表征。测试结果表明，改性泡沫的热稳定性和韧性得到了提高，其中质量分数为0.5%的纳米SiO₂-木质素酚醛泡沫（LPF-0.5）性能最佳。热重分析泡沫LPF-0.5的最大速率降解温度为330℃，残炭率为54%，比纯泡沫（PPF）的145℃和49%，分别提高185℃和10%。力学性能测试表明泡沫LPF-0.5的压缩强度（0.33MPa）、弯曲强度（0.53MPa）和弯曲模量（16.01MPa）比PPF（0.27MPa、0.31MPa、10.54MPa）分别提高了23%、71%、52%。易碎性能表征泡沫LPF-0.5的粉化率降低了34%，韧性明显提高。同时扫描电镜显示泡沫LPF-0.5具有最优的泡体规整度和泡孔均匀度。

生物质是自然界中唯一含有固定碳的可再生资源，因此其被认为是替代化石资源制备五羟甲基糠醛、乙酰丙酸等高附加值生物化学品的最佳原料。而生物质炼制过程中葡萄糖异构制备果糖的反应是实现上述过程的非常关键的步骤。此外，葡萄糖的异构也是食品科学中的重要过程。基于上述背景，本文综述了近年来葡萄糖化学催化异构制备果糖过程催化剂研究进展，重点介绍了Brönsted碱、固体碱、金属盐以及分子筛等传统酸碱催化剂以及金属有机骨架和离子液体等新型催化材料在此过程中的催化行为。此外，还对葡萄糖异构的酸催化机理和碱催化机理进行了简要介绍，对其研究方法进行了总结。针对当前葡萄糖化学催化异构过程中存在的诸如催化剂水热稳定性差、过程效率低、果糖选择性低等技术难题，提出设计新型水热稳定催化剂以及基于化工过程强化的理念，构建葡萄糖催化异构与产物原位分离相耦合的新体系等可能的解决措施。与此同时，高效、高选择性的新型催化材料和催化体系的开发、系列对葡萄糖异构具强化作用的新型绿色过程的构筑以及多手段联合（例如原位技术、二维核磁和计算机模拟相结合）的现代分析方法在葡萄糖化学催化异构机理研究方面的应用将会受到越来越多的关注。

Pickering乳液具有成本低、稳定性好、毒性小等优点，广泛应用于化妆品、食品、医药等方面。利用Pickering乳液制备药物载体操作简单，可改善难溶药物的溶出，对药物具有一定的缓释效果，其在药物载体方面具有广阔的发展前景。本文综述了近些年Pickering乳液在药物载体方面的研究进展，首先简要介绍了药物缓释技术及Pickering乳液性质；然后重点分析了不同固体粒子稳定的Pickering乳液在载药微球制备中的研究；还探讨了Pickering乳液在制备载药凝胶、载药多孔支架以及载药乳剂等方面的应用；最后对Pickering乳液制备药物载体方面作出展望，随着该技术相关研究的发展和成熟，药物载体的稳定性、生物相容性等问题的突破，利用Pickering乳液制备药物载体的方法技术将更有利于药物载药体系的发展。

微生物菌种需要经过一系列代谢工程改造才能实现高产特定产品，而经过二十多年的研究积累，应用传统代谢工程方法通过局部途径分析发现菌种改造策略遇到严重瓶颈，急需从新的角度进行分析以发现新的改造策略。本文结合本实验室已有工作以及文献报道的实例，阐述了应用代谢网络模型分析发现产品合成新途径进而指导代谢工程菌种改造方面的研究进展。本文总结了代谢网络模型的构建方法及应用代谢网络模型进行途径预测的常用方法，将已有的模型指导代谢途径改造的策略总结为两类，即模型指导的产品从无到有和从有到优的改造策略，并结合实例分别对这两类策略进行详细阐述。同时本文阐述了目前利用代谢网络模型进行途经预测中存在的问题，并且针对这些问题提出了一些可行的解决方案。

为了开发简单高效的从虎杖中提取白藜芦醇的方法，促进白藜芦醇的产业化应用，本文采用水提和泡沫分离相结合的方法，在泡沫分离过程中选用十二烷基二甲基甜菜碱作为捕获剂，泡沫分离虎杖浸提液中白藜芦醇。研究了椭球型泡沫分离塔、pH、十二烷基二甲基甜菜碱浓度、气体体积流量对泡沫分离白藜芦醇分离效率的影响，并对分离前后白藜芦醇的抗氧化性进行了研究。结果表明，采用椭球型泡沫分离塔，在pH为3、十二烷基二甲基甜菜碱浓度1.50g/L以及气体体积流量20mL/min的条件下，白藜芦醇富集比和回收率分别为8.43和81.73%，消泡液中白藜芦醇浓度为0.085g/L，而且泡沫分离过程中能有效保持白藜芦醇的生物活性。

阳离子清洁压裂液是以阳离子黏弹性表面活性剂为主剂的水基压裂液，具有配制简单、不需要交联剂、只需要加入表面活性剂和稳定剂、返排迅速且彻底、伤害低、携砂性好、滤失控制性能好等特点。由于对环保问题的日益重视，与压裂液相关的环保、高效的阳离子清洁压裂液的研究开发成为压裂液发展的重要方向。但随着国内外各油田打井深度的不断加深，对阳离子清洁压裂液的性能要求也变得越来越高，尤其是阳离子清洁压裂液的耐温性能。因此对其耐温性的改良一直是研究的重点。本文介绍了国内外现有的阳离子清洁压裂液的体系组成、耐温性研究现状及应用情况，提出提高耐温耐剪切性能是阳离子清洁压裂液的主要发展方向。对清洁压裂液阳离子体系今后的发展提出建议，以期为相关研究提供借鉴和参考。

二氧化钛是目前应用最为广泛的白色颜料，但由于其在紫外光照下表现出光催化活性，造成与之接触的有机基质出现龟裂、失色和粉化等现象，严重影响了涂层及复合材料的使用寿命，也限制了二氧化钛的应用范围，研究二氧化钛表面包覆及光活性评价对相关产业发展具有重要的意义。本文综述了近年来国内外二氧化钛表面包覆方法，主要包括无机包覆和有机包覆，详细介绍了二氧化钛颜料光活性评价方法的探索，并对上述评价方法的优缺点进行了简要对比，指出在二氧化钛表面实现可控、高效、针对性的包覆及建立可靠、适用、快速的光活性评价方法是二氧化钛颜料领域的主要研究方向。

以乙基纤维素为壁材、毒死蜱为模型药物，采用乳化-溶剂挥发法制备毒死蜱/乙基纤维素微胶囊。利用FTIR、SEM和DSC表征了微胶囊的结构和形貌以及毒死蜱的分布形态，运用单因素法考察芯材比、聚乙烯醇（PVA）质量分数、PVA与十二烷基硫酸钠（SDS）质量比和搅拌速度对微胶囊的载药量和包封率的影响，并探究芯材比和PVA质量分数对微胶囊的药物释放性能的影响。结果表明，毒死蜱/乙基纤维素微胶囊具有较为致密的球形结构，而毒死蜱以结晶态分布于微胶囊中。当芯材比为2∶3、PVA质量分数为1.5%、PVA与SDS质量比为3∶2和转速为1500r/min，其载药量和包封率相对较好，分别为44.41%和82.42%。该载药微胶囊具有良好的缓释性能，其释药行为可用Korsmeyer-Peppas动力学模型来描述，且药物释放受Fickian扩散控制。

报道了一种利用油水界面反应导致液滴界面失稳并破裂、从而简便可控地制备纳米级油包水型（W/O）乳液液滴并用于活性物质包载的新方法。采用氢氧化钠水溶液为分散相、含有油酸的苯甲酸苄酯溶液为连续相，通过氢氧化钠和油酸在水/油界面反应生成具有更好界面稳定性的油酸钠以降低界面张力，从而导致界面失稳使得液滴破裂，实现了对W/O纳米乳液的可控制备。利用界面张力仪验证了反应过程对液滴界面张力的影响，并用高速摄像显微系统观察研究了液滴的微观破裂过程。系统考察了分散相液滴中氢氧化钠含量、分散相液滴黏度以及连续相中油酸含量对所制得的纳米液滴粒径的影响规律。同时，通过在分散相中加入活性物质，方便地实现了活性物质在W/O纳米乳液内的有效包封。

目前二苯乙烯苯酚聚氧乙烯醚的合成工艺温度高，合成产品色泽深。为解决这一问题，本文介绍了苯乙烯和苯酚在催化剂H催化下生成二苯乙烯苯酚，以二苯乙烯苯酚和环氧乙烷为原料，三氟化硼乙醚络合物为催化剂制备二苯乙烯苯酚聚氧乙烯醚（10）。研究分析了催化剂、反应温度、反应时间等因素对产品性能的影响，结果表明：二苯乙烯苯酚的优选合成工艺为n（苯乙烯）∶n（苯酚）=2.05∶1，催化剂H用量（按苯酚质量计）为1.75%，反应温度100℃，反应时间4.5h。二苯乙烯苯酚聚氧乙烯醚的优选合成工艺为反应温度110～115℃，反应压力0.035MPa，催化剂用量（按物料总质量计）为0.02%。最终制备的聚醚产品色泽浅，分子量分布窄，目标组分二苯乙烯苯酚聚氧乙烯醚（10）的含量超过50%。

氨法碳捕集技术具有低成本、高脱除效率等特点，在电厂烟气CO₂脱除领域具有很大的应用前景，但氨逃逸是制约该技术推广应用的主要障碍。基于此，本文综述了近年来氨逃逸抑制技术及其应用方面的进展。首先阐述了吸收-解吸过程氨逃逸传递过程理论，分析了氨逃逸影响因素；其后，重点回顾了代表性氨逃逸抑制技术，包括水（酸）洗、添加剂、参数优化以及流程改进等，并且分析了各技术之间的优缺点。最后，就氨逃逸抑制技术的发展趋势进行了展望，指出氨逃逸抑制技术的系统集成是发展趋势，同时，低成本、低能耗、高效率抑制剂是未来应用研究的重点之一。

活性污泥数学模型（ASM_s）在应用过程中由于未能充分考虑污水处理系统的不确定性而降低了其可靠性和决策的准确性，目前国内外对基于ASM_s的不确定性分析尚处于研究的初级阶段。本文概述了不确定性分析的两种常用方法，介绍了污水处理系统中基于ASM_s的不确定性源的识别与分类、不确定性指标量化的研究现状，以及不确定性分析在污水处理厂优化设计、工艺改造等方面的应用。指出不确定性源的识别与分类目前仍然没有规范统一的分类机制和识别方法，不确定性指标的量化是模型应用的关键环节，尚需开展深入研究和分析；污水处理系统的不确定性分析将是今后ASM_s应用和发展的研究重点，不确定性分析可以帮助研究者更好地了解和把握污水处理系统模拟预测结果的不确定性范围，从而可以进行有效的风险评估和提高决策支持过程。

膜吸附是废水中重金属离子捕集的一种新兴方法，但是现有的吸附性亲和膜多是通过静态吸附捕集重金属离子，吸附周期比较长，并且膜上的功能性材料在水溶液中长时间浸泡容易溶解脱落。本研究通过引入聚左旋多巴胺（PDOPA）为过渡层，在尼龙-6（PA-6）基膜上接枝聚乙烯亚胺（PEI），并用戊二醛固化交联PEI，制备了一种化学结构稳定、比表面积高、渗透性能好、可动态吸附重金属离子的亲和膜。改性后的膜在模拟废水中展现出优异的Co²⁺吸附性能，能够在高通量[850L/（m²·h），ΔP=0.02MPa]、较宽的pH范围内（pH≥6）有效去除废水中的微量Co²⁺，并且改性膜具有良好的抗离子干扰性能以及可再生性能，10次循环使用后膜的再生效率超过95%，在含金属废水处理领域具有很好的应用前景。

为了探究Mg（OH）₂浆液在鼓泡塔中吸收CO₂的过程原理，采用实验和理论计算对Mg（OH）₂-CO₂-H₂O吸收体系进行了组分浓度动态分析。研究结果表明：该吸收过程依据反应产物可分为3个阶段，第一阶段为Mg（OH）₂与CO₂反应生成Mg（HCO₃）₂的过程，第二阶段为Mg（OH）₂将CO₂固定为MgCO₃的过程，第三阶段为MgCO₃对CO₂的吸收过程；随着气相CO₂浓度升高，可发现高浓度（体积分数20%～30%）吸收过程会出现第二阶段消失的特殊现象；当CO₂分压一定时，第一阶段反应时间长度几乎不随Mg（OH）₂浓度而变化，第二阶段和第三阶段反应时间长度则与Mg（OH）₂浓度成正比，平衡时生成的MgCO₃固体含量与浆液初始浓度成正比；20～50℃，第一阶段反应时间长度与温度成反比，低温区间（20～35℃），第二阶段和第三阶段反应时间长度随温度升高而缩短，高温区间（35～50℃）则相反，35℃左右，吸收达到平衡时间最短。

针对锌废渣中重金属污染环境，尤其是废渣中铅含量高于1%，无法作为无害渣使用的问题，本文采用自动矿物分析仪（MLA）分析氯盐浸渣（对锌废渣经过焙烧-酸浸得到的酸浸渣进行氯盐浸出得到）中铅的物相主要为PbBa（SO₄）₂，盐酸或含HCl的饱和NaCl溶液可将其有效分解，可使尾渣中铅含量达到 < 1%效果。在此基础上，研究不同浸出体系对酸浸渣进行一步浸出，以期选出较优的浸出体系及浸出条件，达到使废渣中的铅含量降到1%以下的目的。研究结果表明：“饱和NaCl溶液+补加HCl+补加NaCl”体系浸出酸浸渣的效果明显好于“含HCl的饱和NaCl溶液+补加NaCl”和“饱和NaCl溶液+补加NaCl”两种体系浸出酸浸渣的效果，但出于HCl成本高考虑，选取“饱和NaCl溶液+补加NaCl”作为浸出剂及浸出方式。“饱和NaCl+补加NaCl”浸出酸浸渣的反应条件为：酸浸渣50g，250mL饱和NaCl，温度≥60℃，反应2h后补加15g NaCl，继续反应3h，Pb的浸出率 > 91%，Pb在尾渣中的含量达到0.85%≤Pb < 1%。

采用分光光度法和批处理法研究了U（Ⅵ）在FeCl₃改性红壤上的吸附行为，并探讨了pH、离子强度、腐植酸、接触时间、温度等因素对吸附行为的影响。对天然红壤（NRE）和改性红壤（IMRE）进行SEM、XRD和FTIR表征，并讨论了U（Ⅵ）在改性红壤上的吸附动力学以及热力学行为。结果表明，改性红壤较天然红壤有更强的吸附能力，准二阶动力学模型可以用来描述铀在改性红壤上的吸附。通过对溶液pH和离子强度因素的研究，当溶液的pH < 8时吸附率随pH的升高而增大；随着pH的继续上升，吸附率则逐渐降低，并发现高离子强度不利于对铀的吸附。在较低pH下，腐植酸对吸附有加强的作用，而随着pH的上升，腐植酸对吸附有抑制作用。Freundlich模型可以较好地描述改性红壤对U（Ⅵ）的热力学吸附过程。相应的热力学函数表明，改性红壤对U（Ⅵ）的吸附为自发且吸热的过程。

采用接触角试验和浸泡试验，测定了一乙醇胺（MEA）、二乙醇胺（DEA）和N-甲基二乙醇胺（MDEA）共3种吸收液对聚丙烯（PP）中空纤维膜的浸润性和润湿速率，并通过吸收试验确定了不同润湿程度下的传质阻力和CO₂脱除率。结果发现，吸收液对膜浸润性随着浓度的增加而增大，吸收CO₂后的吸收富液对膜浸润性会进一步增大，质量分数达到30%以后趋于平稳，此时浸润性大小依次为：MDEA > DEA > MEA。在MEA、DEA和MDEA润湿膜的3个阶段中，加速润湿阶段的润湿速率较初始润湿阶段分别提高44倍、25倍和20倍。膜相传质阻力在膜润湿加速后分别增加6倍、11倍和13倍，并成为传质控制因素。相应的，CO₂脱除率也出现下降，降幅分别为24.2%、29.9%和37.2%。吸收液浸润性对膜吸收法脱除CO₂性能的影响显著。

为含油污泥和废轮胎共热解工艺的开发与设计提供数据支撑，采用热重-红外联用（TG-FTIR）对含油污泥与废轮胎在不同混合比例下的热解动力学和气体析出特性进行了分析。研究发现，随着废轮胎掺混质量分数增加（从10%到50%），初始热解温度逐渐增加（从311.80℃到335.30℃），但热解特性指数也逐渐增加（从5.41×10^-11到1.53×10^-10），同时热解终温逐渐减小。由此表明混合热解可弥补单物料热解存在的不足。通过协同作用分析发现，不同的混合比例热解，相互作用及作用程度不同；利用Coats-Redfern法对混合热解过程动力学分析发现，第二阶段（500～800℃）所需的活化能最低，第三阶段（800～1200℃）最高；通过FTIR分析发现，热解主要生成H₂O、CO₂、CO、CH₄等物质；结合综合热解特性指数、相互作用和热解效率指数分析发现，对于以含油污泥处理为主的混合热解，掺混废轮胎比例为50%时可获得较多的可燃气体。

采用溶剂热法合成了Cu₃（BTB）₂（BTB=4，4'，4"-benzenetri benzoate）介孔材料，并进行了SEM、BET、FTIR和XRD表征。该材料呈多孔球形，比表面积为1293m²/g，平均粒径为10μm。应用该材料进行刚果红偶氮染料废水处理，发现Cu₃（BTB）₂单独作用时，废水去除率为10.29%；Cu₃（BTB）₂和H₂O₂共同作用，去除率骤增到91.65%。通过紫外-可见光谱、高效液相色谱、微量热、捕获剂等手段分析其降解机理，Cu₃（BTB）₂与H₂O₂共存时，342nm处紫外特征吸收峰右移，HPLC峰强度显著降低，放热反应标准摩尔反应焓为2068.74kJ/mol，加入自由基捕获剂异丙醇或氯仿后，去除率大幅降低。实验结果表明：Cu₃（BTB）₂单独作用为多孔吸附，去除率较低，与H₂O₂共存时去除率高，归结于Fenton-like反应产生活性自由基（·OH和O₂^-）使CR分子键断裂，且·OH占主导作用。