铀资源是国家核工业发展的重要战略资源，安全可持续铀资源供应是核电健康发展的关键。除铀矿资源外，绿色海水提铀技术是最有应用潜力的铀资源供应途径。吸附法是海水提铀和含铀废水处理的常见方法，面对复杂的海洋环境，设计和制备吸附量大、选择性高的吸附材料成为解决问题的关键，以高附加值的生物质基材料为铀吸附剂是一种新型的可持续发展策略。本文详细综述了生物质基铀吸附材料的分类、制备方法及其吸附性能，概括了生物质基吸附材料的研究现状和热点，基于研究现状，展望了未来高效生物质基吸附材料在海水提铀方面的发展方向和研究趋势。

氢能作为新能源领域的“明日之星”，已经逐步在全球范围内发展与推广。然而，安全性依然是氢能全生命周期的关键瓶颈问题，高压又是其中最为突出的风险要素，容易引发氢气泄漏、扩散，甚至燃烧、爆炸等重大安全事故。基于此，重点总结了高压氢气泄漏扩散、泄漏自燃、喷射火和气云爆炸等典型事故演化过程及内在机理的研究现状并归纳了当前的不足之处，提出了未来发展方向，对氢能安全科学研究及事故防控具有指导意义。

膜分离过程中存在的膜污染问题严重制约了膜分离技术的大规模应用。扩展的XDLVO（Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek）理论可以为膜污染机理的阐述提供理论支撑，它不仅可以用来解析及预测膜污染，还可为膜污染控制提供理论指导。介绍了XDLVO理论的分析计算方法，综述了XDLVO理论在不同污染物的膜污染行为解析中的应用，讨论了膜面性质及操作条件对膜污染行为的影响以及XDLVO理论对膜污染控制的指导作用，并提出了XDLVO理论在膜污染行为研究中存在的问题以及对未来研究方向的展望。

以MgO/Mg(OH)₂储热系统为研究对象，以微观储热机理为切入点，建立相应储热材料的分子晶体结构模型，采用第一性原理密度泛函理论，分析不同吸附距离和吸附构型对吸附稳定性的影响，并进一步研究了掺杂对储热的影响。研究发现，对于不同吸附距离，因为物理吸附和化学吸附共同作用，导致吸附能不同，最佳吸附距离为0.15 nm；Mg原子在高对称的镁顶位，即超晶胞第一层中央的镁原子，具有很强的失电子能力，所以失去的电子数最多，存在更强的化学键，分子与表面的作用力更强，是最稳定的吸附位点；掺杂Li、Na、K原子有利于氧化镁储热。本研究某种程度上揭示了热化学储热系统的微观机理，这对后续研究双组分吸附、掺杂的原子对晶体本身的影响等改性处理改善反应物性质的方法研究有很好的参考价值。

为了研究甲烷（CH₄）溶解对原油分子间作用的影响机制，利用分子模拟方法，分别构建正庚烷与正庚烷、蜡分子、胶质、沥青质的最低能量构型，分析CH₄氛围对原油分子间相互作用的影响。以CH₄/原油分子体系模型为研究对象进行分子动力学模拟，考察CH₄溶解对原油分子体系黏度的影响，根据原油分子间相互作用、径向分布函数、体积应变、自扩散系数以及体系内聚能密度变化规律揭示CH₄溶解对原油分子间作用的影响机制，发现CH₄的溶解增大了原油分子间的间距，削弱了体系内原油分子间的范德华作用；体积膨胀为原油分子的热运动提供了更多的空间，原油分子热运动加剧，使得油品的流动能力增强；不同原油分子体系的黏度、径向分布函数、体积应变、自扩散系数以及内聚能密度的变化趋势类似，原油分子体系中蜡、胶质、沥青质的存在并未改变CH₄对原油分子间作用的影响机制。

氨气（NH₃）作为一种有害气体，其传统吸收技术存在诸多缺陷，亟需开发性能优越的NH₃吸收剂，以开发新型NH₃分离技术。离子液体和低共熔溶剂作为气体分离过程的潜在吸收剂，因低挥发性、良好的热稳定性以及灵活的可调控性等特点受到越来越多的关注。但离子液体和低共熔溶剂数量众多，筛选困难。采用热力学分析方法分析离子液体和低共熔溶剂用于NH₃分离过程，基于Gibbs自由能变，拟合出分离过程的最佳操作条件，将总能耗和离子液体用量作为筛选标准，筛选出性能良好的[Omim][BF₄]。将[Omim][BF₄]与传统NH₃吸收剂水对比，发现[Omim][BF₄]具有更低的能耗。最后，拟合出筛选标准与离子液体/低共熔溶剂的临界性质间的规律，为开发新的NH₃吸收剂和新的分离技术提供依据。

基于实验室规模多喷嘴对置式水煤浆气化炉及其可视化装置，研究了气化炉喷嘴平面非射流区颗粒挥发分燃烧过程。结合图像处理技术，在气化条件下对粒径小于300 μm颗粒挥发分火焰尾迹形态及变化过程进行分析。研究结果表明，颗粒挥发分火焰非典型包络型火焰，而是形成挥发分火焰尾迹。颗粒挥发分尾迹形态受颗粒脱挥发分所处阶段和颗粒相对于气流的运动状态的影响，随时间不断变化。颗粒挥发分最大火焰尺寸随颗粒粒径增加而增加。气流床气化还原性气氛条件下颗粒挥发分燃烧时间较颗粒在富氧气氛中燃烧时间显著增加。

使用高速相机研究了表面张力变化对含气泡液体射流破裂过程的影响。通过改变表面活性剂浓度获得了不同表面张力的液体射流。实验发现当液体射流速度保持不变时，减小液体表面张力会增加射流破裂长度。表面活性剂一方面降低了液体动态表面张力，减小了射流表面不稳定波的增长率，增大了射流破裂长度；另一方面表面活性剂在射流表面的非均匀分布会产生Marangoni应力，促使液体向射流变形区运动，从而推迟了射流破裂的发生，增大了射流破裂长度。通过理论分析得到了液体射流破裂长度表达式。发现射流内部气泡会显著缩短含表面活性剂射流的破裂长度。通过气泡扰动射流速度和吸附表面活性剂的分析，揭示了内部气泡对含表面活性剂射流破裂的影响规律。

通过理论分析引入用于定向计算泡沫金属等效热导率的导热形状因子（m），并基于文献报道的大量实验数据对m进行了计算和分析。研究发现，m随泡沫金属材质、孔隙率及孔密度变化呈显著随机波动现象，无固定趋势或规律可循；泡沫金属等效热导率的准确预测需纳入多孔泡沫结构定向形变效应影响。鉴于此，通过直接数值模拟获得了m随孔胞形变参数（即沿泡沫金属宏观传热方向与其垂直方向的胞径比）变化的无量纲准则关联式，进而提出了基于m定向预测泡沫金属等效热导率的新方法。对比文献报道实验数据及基于各向同性结构假设的理论模型预测结果发现，上述方法可提高等效热导率的预测精度（平均偏差为0.77%）。

利用超长重力热管开采干热岩热能可以避免增强型地热系统存在的工质损失、腐蚀结垢和井下连通困难等问题；相比于单井井下换热器系统，热管管内液-气相变使得管壁与热储之间的传热温差增大，使用重力热管开采地热能有望获得更高的单井采热量。本文开发了能对重力热管内部过程与裂隙热储渗流过程进行耦合求解的数值模型，模拟了管长4500 m的重力热管地热系统运行过程，研究了裂隙热储中的流体自然对流对地热系统性能的影响，并与套管式井下换热器地热系统进行了对比研究。进一步分析比较了重力热管、套管井下换热器、增强型地热系统电站的发电成本。研究结果表明，重力热管地热系统单井发电量可达240 kW以上，发电成本约为1.124 CNY/（kW·h），与增强型地热系统电站发电成本接近，优于井下换热器式地热系统；如果利用废弃油气井建设重力热管地热系统，发电成本仅0.644 CNY/（kW·h）。

通过高速摄像机和压力传感器测量，对脉冲流的产生机理、筛板数的影响、液相脉冲传播速度及频率进行了系统的研究。实验发现：脉冲流是重力和气流曳力作用下，孔口液相波动在向下传播过程中被叠加放大的动力学过程，且与气、液流量及筛板数密切相关；一定气量下，脉冲流的产生需要有一个最小（临界）液相流量，且增加液量可促进局部脉冲的产生，并使液相脉冲传播速度与频率均增大；临界液量之上，增大气量，气相的扰动作用增强，局部脉冲越容易产生，从而导致脉冲传播速度与频率均增大；进一步增大气量，液相脉冲会被逐渐分散，导致脉冲传播速度与脉冲频率均减小。增加筛板数，有利于增强脉冲流强度，从而导致脉冲流范围变宽，当筛板数少于三块时不会出现脉冲流。最后，基于实验结果分析，提出了脉冲传播速度及频率的预测关联式。

实验研究了圆形微小通道内液-液两相流的流动和换热特性。选用去离子水为分散相，高黏度二甲基硅油为连续相。通过处理高速摄像所拍摄的可视化图像，总结了液-液两相流流型和液滴的长度/形状特征。并在此基础上考察了低Reynolds数下液-液弹状流对微小通道的换热作用。结果表明，平均Nusselt数随着Reynolds数的增加而增加，且油水比越大传热系数增加幅度越明显。Nu随着含水率的增加而降低。虽然含水率增加会使两相平均热容量提高，但在低Reynolds数下，这种提高被其长液滴内较弱的循环强度所抵消。选用三种不同形式接头在相同混合速度和含水率的情况下生成不同长度的液滴，发现短液滴更有利于换热。相同工况下，液滴长度的优化可以使整体传热系数提高近26%。

随着电子工业的快速发展，传统换热工质由于其较低的热导率已无法满足越来越高的换热需求。另一方面，传统的换热工质受限其相对较窄的液程范围而无法使用于复杂的温况或特殊的工作条件。低共熔溶剂（DESs）具有与离子液体相似的低饱和蒸气压、高沸点及强稳定性等优势，在传热领域具有巨大的潜力。制备了以尿素/氯化胆碱低共熔溶剂体系为基液，石墨烯、Al₂O₃、TiO₂三种纳米粒子填充的纳米流体，研究了黏度、热导率等热物性与纳米粒子和基液组成之间的关系，并系统地研究了纳米粒子结构对其稳定性的影响。实验结果表明，纳米粒子的填充会在一定程度上增加基液的黏度，其中石墨烯填充的纳米流体的黏度增加最大。此外，石墨烯能显著提高DESs的导热性能，其中6%（质量）石墨烯纳米流体热导率相比基液可增加29.0%。

针对超燃冲压发动机再生冷却热防护问题，开展了顶部加热和底部加热水平圆管内超临界压力正癸烷换热的模拟研究。探究了两种加热模式下的换热特征和换热差别，阐述了通道外表面热通量、质量流速、运行压力及通道热导率对换热的影响机制。实现了周向平均换热的预测。结果表明：两种加热模式下的浮升力作用不同，通道内壁面周向呈现了不同的管壁温度和热通量分布情况。顶部加热时随周向角增大传热恶化逐渐减弱，底部加热时二次流更强，周向始终存在传热恶化问题。高温流体拟膜态热阻是传热恶化的原因。采用高热导率通道、增加运行压力、降低热质比可以缩小周向壁温和热通量差别。提出的关联式能合理预测周向平均换热情况，满足热防护设计的工程应用。

采用冷态研究和高温反应相结合的方法，探究了气-固反应过程中返混对反应特性和动力学的影响。首先利用脉冲示踪法考察微型流化床内的气体停留时间分布规律和气体返混特性，揭示床内径D、表观气速U_g、介质颗粒粒径d_p对床内气体返混程度的影响，并分析气体流动偏离平推流的程度，得到其最大程度接近平推流的操作范围。进而，选取活性焦燃烧这一典型气-固反应，分析微型流化床反应分析仪中不同程度的返混状态下等温燃烧的反应行为和活化能演变，再现了D、U_g、d_p对反应测试结果的影响，即：随着床径减小及表观气速和介质颗粒粒径的增大，反应器内产物气体经历的返混程度减小，使得产物气体近平推流的输出并被即时检测，获得更好揭示反应本质特性的反应活化能。活化能数值随返混程度的减少而增大，且更易达到稳定反应状态。

微波辅助化学已成为备受关注的研究课题，但微波反应动力学模型缺乏系统的研究严重阻碍了微波在化学工业化上的应用，微波化学反应在化学工程化的放大设计及应用缺乏基础依据。以偶氮二异丁脒盐酸盐（AIBA）分解反应为例，通过选择合适的溶剂调整其复配比例，得到一系列具有不同沸点的混合溶剂作为反应介质，使反应在混合溶剂沸点下进行，以保证反应过程中微波的持续作用来研究微波反应动力学。从微波作用下动量传递、热量传递和质量传递的影响因素进行考虑，选择了对微波化学反应必须和充分的因素，包括微波功率密度 p、黏度 μ、密度ρ、反应物的浓度 C_A、温度 T、热导率 λ、损耗角正切δ 和微波辐射频率f。采用量纲分析方法，通过模型分析建立了微波分解反应动力学模型。通过大量的实验数据进行拟合，回归出特定反应的模型参数。该模型估算值与实验值的误差较小，相关性较高，具有一定的预测能力可解决微波反应过程放大的基础性问题，有望用于指导微波工业化生产。

采用等体积浸渍法制备了一系列以γ-Al₂O₃及磷改性γ-Al₂O₃为载体，Ni、W为活性金属组分的加氢催化剂，以N₂物理吸附-脱附、XRD、NH₃-TPD、Py-IR等技术对Al₂O₃及P/Al₂O₃系列催化剂进行了表征，考察了磷改性对加氢催化剂理化性质的影响，探究了喹啉、吲哚和二苯并噻吩（DBT）吸附行为与催化剂理化性质以及吸附质本身性质的关系。研究发现，喹啉最易于吸附在Al₂O₃及P/Al₂O₃系列催化剂上，吲哚和DBT的吸附能力较为接近；磷的引入会降低催化剂的比表面积和孔体积，但是能够提高喹啉、吲哚及DBT的吸附能力；硫氮化合物在催化剂上的吸附能力随着催化剂表面酸性的增强或酸中心数量的增多、活性金属分散度的增大以及硫氮化合物杂原子电子云密度或分子极性的增大而增大。

采用密度泛函理论（DFT）方法对单空缺石墨烯负载的Pd单原子（Pd/SVG）催化剂上H₂还原NO的反应进行了研究，探究了Pd/SVG上NO还原生成N₂和NH₃的路径。在Pd/SVG上NO容易加氢形成HNO，需要的活化能为67.0 kJ·mol^-1，显示了极高的催化活性。N₂生成的有利路径为NO活化生成HNO后，HNO继续加氢生成中间体NH₂O和NH₂OH，然后NH₂OH解离生成NH₂和OH，生成的NH₂中间体结合NO形成NH₂NO，然后NH₂NO异构化形成的NHNOH再经解离生成N₂与H₂O，这个过程中的决速步骤为NH₂NO分子内氢转移生成NHNOH，能垒为144.3 kJ·mol^-1。对于NH₃的生成，从NO的活化到中间体NH₂的形成与N₂的形成过程相同，最后NH₂加氢即可形成NH₃，这个过程中的决速步骤为NH₂O加氢生成NH₂OH，能垒为86.4 kJ·mol^-1。比较生成N₂和NH₃的决速步能垒可见，Pd/SVG催化剂上NO经H₂还原更容易形成NH₃。本研究为石墨烯负载型Pd基催化剂上H₂还原NO的实验及工业应用提供理论参考。

设计加工出一种高分离通量的三维螺旋板式微通道 （three-dimensional spiral plate-type microchannel，3D-SPM），利用该微通道内的亲油疏水表面与三维螺旋微结构之间的耦合作用，强化了对水包油（O/W）型乳状液的破乳过程。结合计算机模拟方法，研究了微通道片数、乳状液体积流速、停留时间对破乳率的影响。实验结果表明：随着微通道片数的增加，破乳率增加，破乳后的液滴粒径逐渐减小；随着乳状液体积流速的增加，破乳率呈先上升后下降的趋势，体现出通道的表面作用和Dean涡流作用的耦合效果，最大单次破乳率为25%；随着停留时间的增加，破乳率增加，8次循环破乳后，最大破乳率为85.9%。通过计算机模拟发现：随着流速增加，微通道矩形截面中Dean涡流的个数及强度随之增加，涡流区域不断向上下壁面拓展，当体积流速为8 ml/min时Dean涡流的个数达到最大为2对，此时壁面剪切速率为5527 s^-1，达到最大破乳率，进一步提升流速，由于壁面处剪切速率和Dean涡流扰动过大，导致破乳率降低。

基于道南细孔-介电DSPM-DE模型，开展了工业含盐废水多级纳滤分离系统的代理模型构建与优化研究。首先，利用高维模型表征的数学建模方法，构建与原有纳滤理论模型有高拟合度的高精度代理模型。基于此代理模型，进一步构建膜法分盐工艺中的多级纳滤分离的数学优化模型，并以分离单位质量NaCl的比能耗为优化目标，讨论在给定设计参数的条件下进料液中[Cl^-]/[\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{2}-}]的变化对不同级数纳滤系统的分盐性能及最优操作条件的影响。优化结果显示，进料[Cl^-]/[\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{2}-}]的增加有利于提高NaCl总回收率和降低分盐比能耗。在相同的纳滤膜投资成本下，双级系统在降低能耗方面更胜一筹，与单级系统相比最高可节能5.84%。

湿法再生阴离子交换树脂膜材料，可通过调控湿度驱动CO₂的吸附与脱附，材料再生成本极低。该材料需经过高温水热预处理张开孔结构，增强气体扩散速率，能耗较高；此外，利用液态水润湿材料以驱动脱附时，材料的解吸比（脱附量/吸附量）只有~30%。通过系统研究不同预处理水温及时间下膜材料的CO₂吸附/脱附性能，发现采用常温水浸泡预处理亦可获得良好的材料微观孔结构以及碳捕集性能，显著降低预处理能耗；更重要的是，基于微观尺度的气体吸附和液体浸润相关理论，实验发现超声雾化所获得的微米级水颗粒，由于更易扩散进入孔隙，可将解吸比从~30%提升到~60%，极大提升了树脂膜材料的再生性能。这些预处理能耗与脱附性能的优化，为大规模空气捕集的工程化实施提供了有利条件。

常减压装置将原油切割为不同中间产品，其作为炼油工艺的龙头装置，对炼油过程生产计划排产与效益提升至关重要。通过建立一种高精度且具有良好求解效率的常减压模型，用以求解模型关键指标实沸点（TBP）曲线，即综合考虑切割产品的实沸点（TBP）与原油TBP、流量、温度等变量影响，构建非线性方程组模型来表征输入输出间的关系；利用特征选择方法遴选相关变量（包括进料性质、相邻TBP及其二次项等），并采用鲸鱼优化算法优化方程组系数。仿真结果表明，该多输出相互关系模型与已有文献工作相比，在兼顾求解效率基础上，常减压装置各蒸馏切割产品TBP曲线预测上有更高的精度，将此模型应用到炼厂计划优化中，与传统的悬摆切割模型对比，优化结果优于传统悬摆切割模型。

针对三组元精馏系统结构的优化合成，提出一种数据驱动的基于信息熵最小化的分类回归决策树（CART）模型。三组元精馏优化数据采用文献中严格模拟优化的结果，数据包含4种三组元混合物、34种进料组成以及7个候选精馏序列结构的最优化设计结果，生成数据集用来训练CART决策树。由决策树训练结果给出了三组元精馏结构最优设计决策规则，模型测试结果显示本文提出的决策树模型对数据集范围内三组元物系精馏结构决策的准确率为88.2%，同时表明了影响三组元最优精馏序列的主要影响因素及其重要性。

烧结是高炉炼铁系统中的重要生产单元，其生产水平高低直接关系炼铁企业的生产效益。烧结过程具有时滞性和非线性特征，为了实现对烧结生产状态的准确预测，本文综合自相关分析、收敛交叉映射和误差反向传播神经网络等方法，融合因果性机理和黑箱模型，建立了基于因果分析的烧结生产状态预测模型。该模型通过因果分析层选取解释变量集、自相关窗口和因果性窗口，并通过神经网络层实现对6个烧结生产状态关键变量的准确预测。经过工业数据测试，该模型预测平均误差控制在0.5%～3.1%之间，能够有效辅助工厂进行烧结状态调整。

由于全球碳排放量持续增加所引发的环境问题日益严重，发展低碳技术迫在眉睫。在化石燃料发电厂的尾端加入碳捕集装置能够有效减少燃煤电厂的碳足迹，达成减排指标。然而，碳捕集装置的高设备成本以及运行所附带的效率惩罚和经济惩罚阻碍了其与电厂装置的集成与部署。为了在满足碳减排量的同时有效提高电厂和碳捕集装置的总体效益，建立了一个基于数学规划的系统优化设计与调度方法，将发电厂与一个增加烟气旁路和溶剂储罐的碳捕集装置进行集成，并在电厂蒸汽动力循环部分引入分级透平，旨在考虑电价波动的情况下，充分利用碳捕集装置的操作灵活性与蒸汽透平分级做功的优势，对集成系统进行调度优化。最后，通过算例验证了模型的可靠性与有效性，分析归纳了电厂与碳捕集装置协同调度的主要特性与规律。

工质对是吸收式热泵工作时能量转换的介质，直接影响整个系统的性能。然而现有工质对的研究多集中于对特定体系的物性进行实验及拟合或对纯净物工质的设计和预测，鲜有未知工质对设计和预测的研究。提出基于计算机辅助分子设计实现工质对和吸收式热泵系统同步建模和优化的方法，建立了以性能系数（coefficient of performance）最大为目标的MINLP （mixed-integer nonlinear programming）模型，可以设计得到新工质对并对其性能进行预测。针对现有基团贡献法对工质比热容预测误差较大的问题，对12个工质常用基团回归了比热容的基团贡献值并应用于模型中。通过对建立的优化模型进行求解，获得了5组可行工质对。最后，将设计得到的工质对与文献数据进行对比，结果验证了提出方法的可行性与有效性。

药物研制过程存在着大量的液–液均相有机反应，合适的反应溶剂能够大幅提高此类反应的反应速率与选择性，从而提高合成效率，提升药物质量。以2，4-二氯-5-硝基嘧啶与对氨基苯腈的芳香亲核反应（S_NAr）为研究对象，采用计算机辅助分子设计（computer-aided molecular design， CAMD）的方法进行反应溶剂设计。首先使用量子力学（quantum mechanics， QM）计算的方法获得少量溶剂中的反应速率常数并通过反应动力学模型与溶剂性质关联，然后构建同时考虑选择性和反应速率常数的混合整数非线性规划（mixed-integer nonlinear programming， MINLP）的多目标优化模型，最后采用分解式算法对模型优化求解，实现制药反应溶剂设计的目标。

随着世界原油含硫化，炼厂脱硫溶剂的循环量不断增加，导致溶剂再生部分能耗剧增。使用Aspen HYSYS对一组脱硫单元进行了模拟，得出该脱硫系统最小的脱硫溶剂循环量。在此基础上，提出了串联操作和串并联操作两种改造方法，并分别使用这两种方法对现行的脱硫系统进行了改造。结果表明，两种改造方法可以使贫胺液的循环量分别减少8.82%和10.01%，取得了良好的经济效益。最后，分析和讨论这两种方法的优缺点，为炼厂脱硫系统的优化提供方向和建议。

在化工生产中，软测量方法可以有效解决某些关键变量由于仪表故障而无法实时获取数据的问题。在建立软测量模型时，变量及回归方法的选取会直接影响模型的准确率。特别是在现代化工中，过程变量众多且变量间存在着冗余且复杂的非线性关系。对此，本文提出了一种基于最大信息系数的支持向量回归算法，利用最大信息系数在非线性相关性度量的优势，选择合适的辅助变量，避免了全部变量作为输入所造成的数据冗余。在此基础上，利用支持向量回归方法建立软测量模型，实现对软测量目标的预测。该方法被应用于存在仪表故障的某催化重整装置进料换热器热端压降的软测量中，结果表明该方法可以有效地实现对压降的软测量，实现了对仪表故障时的数据校正。

采用一种针对有机化合物提出的类语言分子描述符对哈佛清洁能源项目数据库（CEPDB）中29000个有机太阳能电池供体分子进行描述，分子将基于最近邻子图理论被分解成片段（词），并利用广度优先搜索算法将片段排列成一定的序列（句子），在每个片段的信息被嵌入一个数值向量后，每个分子可表示为一个信息矩阵。在此基础上，通过一个深层神经网络提取嵌入信息，并与对应材料的光电转换效率（PCE）关联，获得了决定系数（R²）为0.97、均方误差（MSE）为0.16的预测结果。与现有方法的比较表明该方法在精度上具有竞争力。在建模过程中引入注意力机制，识别出了几个对PCE值具有决定性意义的分子片段，可为有机光伏材料的逆向设计提供指导信息。

物理信息的神经网络（PINN）通过构建结构化的深度神经网络体系，可以有效地耦合基于物理定律的非线性偏微分方程组（如Navier-Stokes方程），能够在较少量的边界数据条件下解决监督学习问题。但是，PINN训练效果与边界条件的设置方式密切相关。本工作以具有内热源的二维稳态导热方程和平板间二维稳态对流传热方程为案例，基于软边界和硬边界两种设定方法构建PINN。将训练所得到的代理模型预测温度场输出，并将其与软件模拟结果进行验证分析，结果表明硬边界PINN代理模型预测能力较优。

为探索正反馈式流体振荡器内部流动特性，建立了正反馈式流体振荡器的三维数值模型。采用数值模拟的方法对流体振荡器的内部流动特性进行了研究，通过监测特征点的压力变化和特征面的质量流率变化，对振荡器的内部流动过程进行量化并分析其内部的流动过程和原理。结果表明，在柯恩达效应和涡流的共同作用下，该正反馈式流体振荡器内部流场呈周期性振荡，振荡腔和反馈通道中的流体流动过程具有良好的周期性和稳定性，且频率与振荡器振荡频率一致。

质子交换膜燃料电池（proton exchange membrane fuel cell， PEMFC）模型中通常包含一些未知的难以确定的参数。为了有效确定这些参数，提出一种基于概率选择模型的改进差分进化算法。该概率选择模型为进化群体中的每个个体分配关于个体优劣性能的选择概率，然后基于该选择概率选择优秀的个体参与变异和交叉操作。为了验证改进算法的有效性，首先将其用于求解标准测试函数，实验结果表明，基于概率选择模型的变异、交叉操作能显著提高差分进化算法的收敛速度和求解精度。然后将改进算法用于质子交换膜燃料电池模型最优参数识别问题，得到的仿真结果和实验测试数据之间具有较高的拟合精度，表明本文改进算法是一种有效的求解系统模型参数优化识别的方法。

有机胺吸收法是一种高效环保型烟气脱硫技术，而从系统工程的角度对烟气SO₂捕集工艺的分析、优化和能耗评估尚未有详细报道。对N-甲基二乙醇胺（MDEA）为吸收剂的烟气SO₂捕集过程工艺进行研究，考察了MDEA浓度、温度、SO₂解吸率对捕集效果的影响规律。结果显示，MDEA溶液浓度为30%（质量）、烟气温度不高于45℃、回流贫液温度不高于41℃时，SO₂吸收效果较好；增加SO₂解吸率是以降低解吸气中SO₂纯度和增大再沸器负荷为代价，水分汽化是再生能耗增高的主要原因。针对吸收剂再生过程能耗大的问题，采用热泵辅助精馏对解吸过程进行能量集成，吸收剂再生能耗可降低47%，年度总费用（TAC）可降低9.93%。本研究对有机胺体系的SO₂捕集系统工业化应用具有重要的指导作用。

针对复杂工业过程因难以检测变量或因时间上和经济上成本因素导致的建模样本稀缺问题，提出了一种将分位数回归（quantile regression）嵌入到条件生成式对抗网络（conditional generative adversarial network， CGAN）的虚拟样本生成方法QRCGAN。首先，在标准CGAN“生成器-判别器”两元对弈结构中嵌入回归器，使模型不仅具备标签样本生成能力，同时也具备处理回归预测问题的能力。其次，以分位数回归神经网络实现回归器，连同判别器和生成器进行同步对抗训练。当模型到达Nash平衡时，在分位数回归神经网络回归器的作用下，生成器能够产生落在一定置信区间的新样本。然后，利用Kullback-Leibler（KL）散度评估生成样本的质量。最后，通过标准函数数据和实际化工过程数据验证所提方法的有效性。

大型高炉是钢铁制造过程中的重要装备，由于高炉运行过程复杂，干扰因素繁多，经常会有异常炉况发生。为及时监测异常炉况、保证高炉顺行，本文利用高炉运行数据，开发了一种基于MWPCA和高斯混合模型的算法对高炉异常过程进行监测。由于高炉运行数据存在非高斯分布和时变的特点，利用高斯混合模型改进了传统PCA监测模型的T²统计量，使算法可以适应高炉数据的独特分布特征，并加入了滑窗机制，使算法具有实时更新的能力。随后，将算法应用在华南某大型钢铁集团的真实高炉数据上，检测了算法的有效性，并将其与基础算法进行了对比分析，证明了算法在高炉异常监测能力上有所提高。

针对化工过程中因输入输出数据间非线性关系造成在线性能评估准确度不足的问题，提出一种基于多数据空间非线性迭代偏最小二乘和高斯过程回归（multi-space nonlinear iterative partial least squares and Gaussian process regression，Ms-NIPLS-GPR）的性能分级评估方法。首先将性能相近的过程历史数据划分成不同性能等级的集合，利用Ms-NIPLS方法提取不同性能等级训练数据的特征子空间，然后用GPR获得特征子空间与性能等级标签之间的非线性映射结构，建立输入数据与性能等级之间的离线模型。得到模型后，在线评估当前过程性能等级，同时通过构造过渡性能系数来区分稳态性能等级和稳态性能等级间的过渡性能状态。最后，将该方法应用到乙烯裂解过程在线性能评估中，说明该性能评估方法的有效性和准确性。

利用社区发现算法研究了一种复杂非线性化工系统的子系统分解方法，并进行了分布式模型预测控制设计。引入信息图论的节点表示系统的状态、输入和输出变量，构建非线性过程系统的加权有向图，节点通过加权边连接，加权反映了节点间连接的强度，因而能够同时反映系统内部的连通性和连接强度。利用社区结构发现算法将所有变量分成子系统的群组，使得每个组内的关联比不同组间的相互作用强，从而得到复杂化工过程系统的子系统分解。针对连续搅拌反应釜过程，实施子系统分解，并设计分布式模型预测控制算法，结果表明，所提出的子系统分解方法更能考虑子系统之间的连接权重，得到更有利于分布式模型预测控制的子系统划分，提升系统控制的性能。

厌氧消化废水处理过程中，动态变化的进水组分、组分浓度，组分间耦合等各种不确定因素，使得简单的闭环控制无法获得理想的污水处理效果。为使污水处理出水水质达标，对污水处理过程模型依赖小、对各种变化（扰动）因素鲁棒性强、动态响应好的控制方法可满足工程要求。为此，设计一种能够主动估计并消除扰动的抗扰控制方法，有效估计并补偿污水处理过程中存在的各种不确定因素，以获得期望的污水处理效果。数值仿真结果表明，抗扰控制具有较好的抗干扰能力，能够满足控制要求，是一种可行的污水处理控制方案。

结合石化行业的特点与石化信息物理系统已有研究成果，提出了一种基于智能体（agent）的信息物理系统的构建方法。以石化主要生产领域涉及的物理对象和度量对象，以及这些要素相互关系为核心建立的工厂模型为基础，将具有感知和响应能力的智能体应用于企业工厂模型工作节点，使得工厂模型对象具有计算、预测、知识学习能力，实现基于智能体的智能分析、预测预警、生产监测以及可视化的石化信息物理系统。描述了工厂模型构建方法、基于工厂模型的智能体工作模式以及基于智能体的石化智能工厂信息物理系统架构，并通过展示中国石化智能工厂试点企业应用实践，论证该方法的实用效果。

针对过程系统的优化运行问题，介绍一种基于Monte Carlo模拟的全局自优化控制策略。利用非线性模型计算整个操作空间内的平均经济损失，通过对某些条件进行合理假设，得到全局被控变量的解析表达形式。为了平衡传感器成本和系统性能，在全局自优化控制策略的基础上，引入混合整数约束，对测量变量子集进行选择。通过求解混合整数规划问题，能够同时获得最优的测量变量子集以及由其构成的全局被控变量，此外上述子集选择方法还可以处理附加的结构性约束问题。通过对蒸发过程的研究表明，该方法可以更加高效地处理测量变量子集选择问题，通过对精馏塔案例的研究，进一步验证了该方法在处理结构性约束问题中的优势。

可再生能源合成氨技术不但有利于解决传统合成氨工业高能耗高排放的问题，还为可再生能源的存储和消纳提供新途径。从氨的季节性需求特性出发，构建了可再生能源合成氨系统的优化设计模型，确定了系统的最优配置及其操作方案，阐明了氨的季节性需求对可再生能源合成氨系统设计和操作的影响特性。研究表明：与将氨作为储能介质的场景相比，在将氨作为氮肥原料，考虑其季节性需求时，所需可再生能源合成氨系统的规模显著增大，使得单位合成氨的成本增加约21%；化工生产单元和储罐的负荷也随着氨的季节性需求变化呈现出不同程度的淡季和旺季；在两种应用场景下，系统中电池储能单元的操作都主要由下游的化工生产单元决定，且储能电池单元的主要作用在于平抑可再生能源波动以保证化工生产单元在可再生能源不足时的持续稳定运行并维持其低负荷运行。

青霉素发酵过程具有较强的非线性、时变性、阶段性和不确定性，基于单一的软测量模型对产物浓度进行在线估计，难以满足系统对模型精度的要求。针对上述问题，提出一种改进密度峰值聚类的多模型软测量建模方法来估计青霉素发酵过程中的产物浓度。首先，引入相似度函数代替欧氏距离计算样本点的k近邻，并且计算样本点与其k近邻之间的共享近邻，进而利用样本点的k近邻及共享近邻重新定义样本点的局部密度。其次，利用样本点之间的k近邻关系来重新定义样本点的分配策略；通过改进的聚类算法得到各聚类子集，分别建立基于最小二乘支持向量机的软测量模型。Pensim仿真平台的验证结果表明，改进的聚类算法能够更加准确地对样本数据进行聚类，从而有效提高青霉素发酵过程软测量模型的估计精度。

针对多模态工业过程中模态数量难以确定问题，提出一种层次变分高斯混合模型（hierarchical variational Gaussian mixture model， HVGMM）。在此基础上，使用主多项式分析（principal polynomial analysis， PPA）用于多模态非线性过程故障检测。首先，变分贝叶斯高斯混合模型（variational Bayesian Gaussian mixture model， VBGMM）作为初始模型用于分解过程数据得到工作模态的初始数量，将过程按初始数量分解为多个子块；其次，应用包含多个局部模型的VBGMM将各子块分解为附属子块，并利用附属子块的均值、精度等信息对VBGMM进行重构；然后，将重构后的VBGMM作为初始模型再次用于分解原始过程数据，重复上述步骤直至重构VBGMM无法分解各子块时停止；最后，分别在各附属子块中建立局部PPA模型，并在每个局部模型中计算T²和SPE统计量进行故障检测。将该方法应用于数值例子和Tennessee Eastman（TE）化工过程，并将仿真结果与主元分析（principal component analysis， PCA）、PPA进行对比，验证了所提出方法的有效性。

固定床反应器中进行强放热反应时， 反应器的热点温度对操作参数变化敏感，容易引起飞温，导致转化率下降，影响催化剂寿命。为强化羰基化固定床反应器内热质传递与化学反应的协同性，建立考虑颗粒内扩散影响的羰基化固定床反应器拟均相一维传热模型，考察操作参数对床层热点温度、反应转化率、床层温升的影响。不仅体现传热传质和反应的协同作用，而且影响关系明晰、求解方便。为保证反应转化率，本实验条件下确定催化剂颗粒直径小于等于1.5 mm。反应器入口温度/冷却剂油温既要满足床层热稳定性需求，又要使反应转化率和床层温升都在合理范围内。模拟结果表明在床层入口温度升高的同时，可通过降低冷却剂油温获得良好的反应转化率和较小的床层温升。在此基础上，考察入口环氧乙烷浓度对反应转化率和床层温升的影响。本研究可为固定床反应器满足转化率要求、床层合理温升而选择催化剂颗粒直径、床层入口温度、冷却剂油温和床层入口浓度等操作参数提供计算依据。

针对“我国企业HSE管理重在施工现场和运行装置，基本上没有深入到对项目前期和设计过程”的现状，以及在重大事故中所暴露出来的本质安全问题，本研究探讨了国外先进石化企业已经成熟使用多年的涵盖项目整个生命周期的项目HSE审查方法（PHSER）。国外先进公司特别重视对项目前期和设计阶段的审查，确保重大HSE问题得到识别、本质安全得到保证和设计危害得到控制，这恰是我国绝大多数企业项目安全管理的薄弱之处。因此，提出“学习和借鉴PHSER方法，使HSE管理向项目前端和设计阶段延伸，向技术HSE扩展”的建议。PHSER审查是以企业为主的项目HSE审查，是企业自主地追求项目本质安全或本质HSE设计活动、保障项目全过程HSE管理，从而达到全面管控项目风险的目的。

MlrA（亦称microcystinase）是微囊藻毒素（microcystins， MCs）细菌降解途径中负责催化起始反应的关键蛋白酶，其结构特征与底物水解机制尚未明确。使用折叠识别法构建MlrA分子模型，通过分子对接和定点突变分析了酶-底物的结合方式与相互作用，结合蛋白重组表达对酶活性影响机制等进行了探究。结果表明MlrA是定位于细菌细胞质膜的整合膜蛋白，主要由8个跨膜α-螺旋（TM1~8）组成，功能结构域ABI（TM4~7）形成向周质空间开放的底物反应空腔。MlrA催化残基（E172、H205、H260和N264）位于膜内，其侧链投射至反应腔内部。微囊藻毒素LR （MC-LR）采用β-发夹构型与酶结合并将易裂键暴露于水分子附近，其水解机制为E172和H205通过一般碱催化将水分子去质子化激活，对Adda-Arg肽键羰基碳进行亲核攻击；接着H260和N264构成氧阴离子穴以稳定过渡态氧阴离子；最后H205或E172催化胺离去基团发生质子化，使四面体氧阴离子中间体崩解。此外，MlrA不是金属蛋白酶，无法与金属离子（Ⅱ）配位结合，菲咯啉类化合物使酶分子发生非特异性解折叠而失活，EDTA对底物结合位点具有竞争作用。本研究揭示了MlrA的属性与水解机制，为进一步探索MCs微生物降解机理提供一定参考依据。

为探究大规模空分系统中空压机余热利用的可行方法，提出利用压缩余热驱动有机朗肯-蒸汽压缩制冷耦合循环，所得制冷量用于空压机入口空气冷却，从而提高压缩系统效率，实现空压机余热自利用和压缩过程自增效的目的。以6万空分规模中空压系统的余热回收为例，利用MATLAB对该余热自利用系统进行了热力学建模；进一步，以系统经济性最大化为目标，针对典型湿度地区的运行工况采用萤火虫算法对主要蒸发器换热面积进行优化。结果表明，在入口空气相对湿度为70%和30%时，该多级空压余热自利用系统的节能率分别可达到4.6%和4.2%，回收周期分别为4.4年和5.5年，系统显示出较好的节能效果和较高的经济价值。

针对热再生氨电池（thermally regenerative ammonia-based battery，TRAB）铜电极局部结构易被腐蚀断裂这一问题，构建了骨架结构相对较稳定的复合电极并应用于TRAB，研究了不同基底材料复合电极的电镀特性及其对TRAB产电特性和最大功率输出的影响。研究结果表明，与其他基底材料复合电极的电池相比，采用泡沫镍基底材料复合电极的TRAB虽电极表面积和镀铜量相对较小，但是具有较低的物质传输阻力和最小的欧姆内阻，从而获得最大的电压输出、最大的产电量和能量密度、最高的库仑效率和最高的功率输出（11.5 mW）。可见，泡沫镍作为TRAB复合电极的基底材料是一个相对较好的选择，同时需针对复合电极孔隙大小的影响规律开展后续研究。

采用厌氧/缺氧/好氧运行的序批式生物反应器（An/A/O-SBR），经不同NO₃^-浓度（10，20，30和40 mg/L，以氮计）长期驯化，考察了不同NO₃^-条件下An/A/O-SBR脱氮除磷及N₂O释放特性，基于不同微生物降解特性分析，确定了不同NO₃^-浓度下SBR系统内反硝化聚磷菌（denitrifying phosphorus accumulating organisms，DPAOs）和聚糖菌（glycogen-accumulating organisms， GAOs）竞争关系。结果表明：随NO₃^-浓度增加，总氮（TN）去除率由90%以上降至41.3%，TP去除率呈先增高后降低的趋势，N₂O产率（N₂O_emission/NO_x^-_removal）分别为1.68%、4.17%、8.92%和14.28%。An/A/O-SBR内微生物呈PAOs和GAOs共存的污染物降解特性，高浓度NO₃^-缺氧吸磷过程出现NO₂^-积累，抑制DPAOs活性，GAOs碳源竞争能力增强，NO₃^--N由10 mg/L增至40 mg/L，厌氧阶段PAOs的COD耗量比例由33.5%降至25.1%，相应GAOs的COD耗量由59.3%增至74.1%。DPAOs-GAOs共生体系内，反硝化过程NO₂^-/HNO₂积累耦合反硝化聚糖菌比例增加，加剧了高NO₃^-下An/A/O-SBR内N₂O释放。

对ZnO/PbS异质结量子点太阳能电池的界面修饰及稳定性进行研究，采用ZnO电子传输层掺杂金属Mg及引入电子阻挡层两种界面修饰方法，制备了不同的量子点太阳能电池器件，并对其进行伏安特性测试。结果表明，界面修饰可调整界面能级结构、减少缺陷复合、增强电荷传输。经过界面修饰的器件获得了9.46%的光电转换效率（PCE），分别比未掺杂的器件（PCE为5.41%）和无电子阻挡层结构的器件（PCE为1.60%）提升了约75%和491%。此外，经过30 d的空气暴露后，界面修饰后的器件仍能保持原有PCE的95%以上。

以对硝基苯酚在10℃条件下的微生物降解过程为研究对象，融合单因素实验、细胞疏水性实验、细胞膜通透性实验与降解动力学实验探究菌株Pseudomonas sp. ZL对对硝基苯酚的低温降解特性。实验结果表明，在10℃条件下菌株Pseudomonas sp. ZL能够耐受并降解303.71 mg·L^-1的对硝基苯酚，最佳降解条件为pH=8.0，0.5% NaCl，1 g·L^-1 NH₄NO₃，该条件能够显著促进对硝基苯酚的降解速率并大大缩短降解的延迟时间。在10℃、单因素最佳条件下，对硝基苯酚降解菌的抑制降解动力学拟合符合Aiba模型，其中μ_max（最大比生长速率）为0.205 h^-1，K_s（半饱和系数）为3.40 mg·L^-1，K_i（底物抑制系数）为166.86 mg·L^-1，因此166.86 mg·L^-1即为该条件下菌株的低温降解抑制浓度。与其他降解菌株相比，菌株Pseudomonas sp. ZL的K_i和μ_max/K_s较大、K_s/K_i值较小，说明对硝基苯酚对该菌株的抑制作用较小，菌株的有效利用率更高，在原位修复低温地下水及土壤污染方面具有较高的应用潜力。

轻质芳烃（BTEXN）如苯、甲苯、乙苯、二甲苯和萘作为高价值化学原料，在工业中具有广泛应用。煤干馏焦油的精制是BTEXN重要生产方法之一。本文分别选用红沙泉和将军庙两种典型新疆高碱煤，通过逐级萃取及外源添加Na两种预处理方式，利用Py-GC/MS半定量研究了高碱煤中钠形态和含量，以及矿物组分类型对煤快速热解焦油及BTEXN产物分布的影响。结果表明，两种高碱煤中固有矿物质均可提高焦油及BTEXN析出量，水溶性矿物质（Na）对此起关键作用。内源性水溶性矿物及醋酸铵溶性矿物使红沙泉煤焦油析出量提高22%和55%；而外源添加的水溶性NaCl和醋酸铵溶性CH₃COONa降低了将军庙煤焦油析出量。水溶性矿物及1.0%（质量）的NaCl和CH₃COONa分别使煤焦油中的BTEXN析出量提高45%、42%和62%，醋酸铵溶性物质及低含量[0.4%(质量)]Na则会抑制BTEXN的析出。

以聚砜（PSF）为原料，N，N‐二甲基甲酰胺（DMF）为溶剂，4，4'-二氨基二苯砜（DDS）和均苯四甲酸二酐（PMDA）为添加物，在聚砜铸膜液中“原位合成”聚酰胺酸（PAA），采用浸没沉淀相转化法制备高水通量PSF超滤膜。使用傅里叶变换红外光谱仪（ATR-FTIR）和X射线光电子能谱分析（XPS）对膜表面化学组成进行分析，结果表明成功在膜表面引入PAA。膜的荷电性、水接触角、保湿性和水通量等性能测试表明，改性膜具有良好的保湿性和水渗透性。在0.1 MPa的运行压力下，改性膜的纯水通量和牛血清白蛋白（BSA）截留率均高于纯PSF超滤膜，纯水通量从221.39 L/(m²·h)增加至406.57 L/(m²·h)，截留率从75.75%增加到96.14%；在0.01~0.1 MPa的运行压力范围内，改性膜水通量均高于纯PSF超滤膜。。

利用原位合成法将磷钨酸（PTA）负载于锆基金属有机骨架材料（MOFs）上，通过X射线衍射（XRD）、红外（FT-IR）、氮气吸附-脱附、扫描电镜（SEM）以及热重（TG）等表征证实了PTA@MOF-808复合材料的成功制备。通过制备的PTA@MOF-808吸附剂在模型油中对苯并噻吩（BT）的静态吸附脱硫实验，考察了PTA负载量、温度、油剂比、模型油硫含量以及不同有机硫对复合材料吸附脱硫性能的影响。实验结果表明：PTA的引入致使MOF-808对正辛烷中BT的吸附量提高了约2倍。PTA@MOF-808吸附速率快、在300 s时基本吸附完全，并且其第6次循环使用吸附BT的吸附量为首次吸附量的86%。最后，通过PTA@MOF-808对BT吸附的动力学和热力学研究表明该吸附过程符合准二级动力学模型，吸附过程包含物理吸附与化学吸附。

采用含有不同碳链长度的4-乙基吡啶、3-丁基吡啶与3-己基吡啶，通过亲核取代反应分别对溴化聚苯醚（BPPO）进行季铵化，制得三种阴离子交换膜（QBPPO-1、QBPPO-2、QBPPO-3）并对其电化学性能、脱盐性能以及抗污染性能进行了研究。实验结果表明随着吡啶环上烷基碳链的增长，制得的离子交换膜的离子交换容量呈现下降趋势，由1.92 mmol/g降至1.34 mmol/g，而膜面电阻逐渐增加，由2.99 Ω·cm²增加到10.59 Ω·cm²；在电渗析实验中，与商业日本Fuji阴离子交换膜相比，本实验制备的三种离子交换膜均呈现出较高的脱盐率；在污染实验中，随着高分子骨架侧链碳链的增长，离子交换膜在污染实验中的的转折时间逐渐变短，抗污染能力下降；计算模拟结果表明疏水作用在有机污染物（十二烷基苯磺酸钠）与离子交换膜内高分子骨架侧链的亲和相互作用中占有重要地位。

有机化工废水中典型的有机污染物，如苯胺、苯酚等，具有高毒性、易生物富集、难生物降解等特质，不仅对人体健康造成不利影响，还会引起严重的环境污染。因此，从水中高效地去除有机污染物迫在眉睫。超交联树脂对有机污染物具有较高的吸附容量及优异的吸附选择性，开发具有高表面积和丰富官能团的功能化超交联树脂有一定的学术价值和广阔的应用前景。本文以氯甲基化聚苯乙烯为前体，3,5-二甲基苯酚为功能单体，甲缩醛为外加交联剂，通过亲核取代反应和Friedel-Crafts烷基化反应，合成了富氧功能化超交联树脂。结果表明，富氧功能化超交联树脂拥有较高的氧含量[8.67%(质量)]、较大的比表面积（198 m²/g）和丰富的微孔（微孔面积占总比表面积的36.3%），300 K下对苯胺的平衡吸附量达156.4 mg/g。树脂对低浓度的苯胺有优秀的吸附效率，达到国家一级排放标准（<1.0 mg/L），且具有优良的循环使用性能。

为了提高植物蛋白基绿色高分子材料的力学性能和热稳定性能，以棉籽蛋白（CP）为原料，在尿素变性、甘油增塑、双醛淀粉（DAS）交联的基础上，将其与取向排列的天然剑麻长纤维（SF）复合，经热压硫化加工制备得到具有优异性能的棉籽蛋白/剑麻纤维全绿色复合材料。微观结构形貌和性能分析测试表明，复合材料获得改善性能主要归功于：CP基体与SF增强相间形成的紧密界面结合、对剑麻长纤维的预浸渍处理、CP与SF生物大分子间的强氢键作用。考察了不同DAS含量对复合材料力学性能和热稳定性能的影响。拉伸、热重和差示量热分析表明，经20%（质量） DAS交联的复合材料具有最优的拉伸强度（断裂应力7.5 MPa）、模量（杨氏模量93 MPa）、热稳定性（最大分解温度328℃）和玻璃化转变温度（102℃）。

为了研发高效干粉灭火剂粉体，提升干粉灭火剂的灭火效果，本文以蛭石粉为研究对象，采用NaCl、NaHCO₃、MgCl₂和KCl四类离子溶液对不同粒径的蛭石粉进行改性处理，并分析了原始蛭石粉末以及改性后的蛭石粉的膨胀率和表面微观结构。随后开展了ABC干粉灭火剂、未改性蛭石粉、MgCl₂改性蛭石粉、NaCl改性蛭石粉、KCl改性蛭石粉、NaHCO₃改性蛭石粉扑灭油池火实验，分析了灭火时间、灭火剂用量以及复燃情况。研究结果表明：粒径150 μm的蛭石粉末膨胀率最大，且经过改性的蛭石粉末的膨胀率要明显大于原始蛭石粉末，其中MgCl₂改性后的蛭石粉膨胀率最大，接近2.4左右；从灭火时间来看，灭火效果从低到高依次为ABC干粉灭火剂、未改性蛭石粉、MgCl₂改性蛭石粉、NaCl改性蛭石粉、KCl改性蛭石粉、NaHCO₃改性蛭石粉；从灭火剂用量角度可得出：改性蛭石粉灭火用量要明显小于未改性蛭石粉。其中，NaHCO₃改性蛭石粉用量与ABC干粉灭火剂用量相对接近。从复燃角度来看，膨胀蛭石粉末的密度较小，可长时间悬浮在油品表面，有效阻止复燃，效果明显优于传统的ABC类干粉灭火剂。

针对石化企业过程安全风险分析缺乏多源异构数据融合、难以解析风险动态时变机理的现状。首先基于改进的模糊Petri网建立风险动态传播模型，考虑初始事件失效、保护层失效和修正因子等参数，得到风险的实时变化概率；然后分析不同保护层失效对事故发生概率的影响，得到不同保护层的重要程度；最后，以正己烷缓冲罐溢流发生火灾爆炸事故为例进行动态风险计算，分析对比其在不同保护层失效下的事故发生概率变化，结果表明安全联锁系统对事故发生起关键作用，日常应加大对其检测力度，防止事故发生。