金属-有机框架（MOF）是一类由金属离子或金属簇与有机配体通过配位键形成的新型多孔材料。它们展现出结构多样、高比表面积、高孔隙率、结构与性质多样化调控等优点。近年来，MOF在吸附、分离、催化和传感等不同领域的应用逐渐受到关注。然而，MOF宏量制备面临着合成条件严苛、反应时间延长、产量低以及成本高等化学工程领域的挑战。因此，研究人员正在探索各种新的合成方法，如水热/溶剂热法、常温快速合成法、溶剂回流法、碱辅助法、机械化学法、电化学法、微波辅助法、超声波辅助法、喷雾干燥法、干凝胶转化法、加速老化法等。以此为主题，综述了宏量制备MOF的方法，并对成本、环境影响、安全性和可行性进行了评价，也简要讨论了MOF成型加工技术的最新进展，展望了未来MOF材料在宏量制备与成型方面的挑战与机遇。

有机朗肯循环（organic Rankine cycle，ORC）作为一种先进的热能转换技术，因其在回收低品位热能、地热能、太阳能等领域的广泛应用而备受关注。近年来，随着自动化与人工智能技术的发展，ORC系统逐渐实现了全流程自动化和智能化的系统转型，但针对ORC系统工艺过程预警诊断的研究严重不足。在这一背景下，首先介绍了工艺时序数据的表示方法和特性；其次，探讨了基于解析模型、知识驱动与数据驱动的建模技术在预警诊断中的应用；最后，分析了当前技术应用于ORC系统工艺过程在数据、模型、系统和应用四个层面所面临的挑战，并提出了未来研究方向。旨在促进ORC系统在工业领域的技术进步和工业应用，为实现更安全、高效和智能的能源转换系统提供理论基础和技术支持。

CO₂直接空气捕集（DAC）技术相对于传统的固定源烟气捕集技术具有位置灵活、应用广泛等优势，但由于大气中CO₂浓度极低（仅为0.04%左右），DAC技术的高能耗成为阻碍其商业化的首要难题。聚焦吸附法DAC技术的能耗问题，先后进行理论分析和案例引证。DAC技术的CO₂分离理想最小功为19.64 kJ·mol^-1（温度298.15 K，捕集率50%，纯度95%），为同等条件下烟气捕集技术的3.5倍。再生温度393 K时变温真空吸附循环（TVSA）第二定律分离效率为22.75%。吸附、排空、再生、冷凝、压缩等过程主要通过机械能和热能推动。其中排空过程机械能仅占3%左右；冷凝过程热能可以通过回热循环回收；压缩过程机械能由目标压力决定，在部分研究中计入DAC能耗。吸附过程流动机械能受反应器压降主导，床层厚度减小和吸附剂有序堆积均能够改善流动损耗问题。再生过程热能占DAC能耗的主要部分，为50%~80%，再生温度、反应器与吸附剂的质量比、吸附剂对H₂O吸附性的强弱，均能造成热耗的成倍变化。在分析过程能耗的基础上，给出了吸附法DAC在反应器设计、循环方式及操作参数、自然环境及能量来源等方面的能耗优化建议。

石墨相氮化碳（g-C₃N₄）作为新型非金属光催化剂，凭借其可见光响应和环境兼容性，在有机污染物降解领域备受关注。然而，其本征光生载流子复合率高、光谱吸收范围窄（<460 nm）及表面活性位点不足等缺陷，导致光量子效率低下。通过能带工程优化与界面电荷定向传输，构建异质结体系，可显著提升载流子分离效率并拓宽光响应边界。相较于金属基异质结，g-C₃N₄基非金属体系在避免重金属溶出风险的同时，展现出更优的化学稳定性。然而，关于不同类别非金属材料与g-C₃N₄构成的非金属异质结材料在光催化降解水中有机污染物方面的研究，目前尚缺乏系统的综述。本文综述了不同非金属材料，如碳材料、黑磷、氮化硼、共价有机框架（COF）、苝二酰亚胺（PDI）、氮化碳等分别与氮化碳构建非金属型复合异质结材料的结构特征、构建策略、催化降解效率、机理及其性质，对典型的g-C₃N₄基非金属异质结光催化剂的研究成果进行了系统总结。最后，指出了当前g-C₃N₄基非金属异质结复合材料面临的挑战，并对其未来的发展前景进行了展望。

衣康酸（itaconic acid，IA）是化工生产中的重要原料之一，是最具发展潜力的高附加值平台化合物之一，可以替代石油基丙烯酸和甲基丙烯酸；也可发挥抗炎、抗病毒和免疫调节等药理作用，有望在医药研发领域成为潜在药物候选分子。结合国内外研究现状，系统综述了衣康酸生物合成途径、生物合成研究进展以及产量提高策略，并对衣康酸的未来研究方向进行展望。

随着能源消费的不断增加，CO₂排放量逐年递增，引发了全球性的气候问题。有机胺是常用的CO₂吸收剂，但过高的再生能耗导致CO₂捕集成本居高不下。基于有机胺开发的液-液相变吸收剂可以显著降低能耗。液-液相变吸收剂在正常条件下呈均相，但极性、亲水性或氢键强度发生变化时会触发相变，只需将富集CO₂的一相进行再生，从而降低再生能耗。基于分相特性、相变机理、吸收负载和再生能耗等关键信息，综述了最近几年液-液相变吸收剂的研究进展。最后结合CO₂捕集需求，指出了其他待完善的研究内容，展望了未来的研究方向。

熔盐储热技术广泛应用于太阳能光热发电、电力调峰、可再生能源消纳等领域，其关键是熔盐。基于相图热力学计算设计NaCl-KCl-ZnCl₂、NaCl-KCl-CaCl₂熔盐，所设计NaCl-KCl-ZnCl₂熔盐熔点比目前商用Solar Salt盐的熔点低了36.6℃，NaCl-KCl-CaCl₂熔盐最高工作温度达747.5℃，超过下一代光热发电所需熔盐最低工作温度。结合红外成像技术与数字图像处理技术分析丝瓜络碳材料（CLSF）对NaCl-KCl-CaCl₂熔盐瞬态热响应性能的影响。与三元熔盐相比，NaCl-KCl-CaCl₂/CLSF复合熔盐熔化焓最大降幅为27.09%，热导率最大增幅为60.03%，相同温度范围内加热时间和冷却时间分别最大减少了62.50%和39.13%。CLSF在复合熔盐内部形成了高效导热通道，显著提升复合熔盐储热性能，未影响三元熔盐的相变行为和热稳定性。可见，NaCl-KCl-CaCl₂/CLSF复合熔盐具有良好导热性能、热稳定性和储热性能，具有广阔的应用前景。

多孔液体（PLs）是一种具有稳定永久孔隙结构及流动性的新型材料。以2-甲基咪唑锌盐（ZIF-8）纳米粒子为主体，1-乙基-3-甲基咪唑双（三氟甲磺酰基）亚胺（[EMIm][NTf₂]）为位阻剂，合成了一种Ⅲ型多孔液体。研究了ZIF-8负载量、SO₂浓度、SO₂流量和温度对PLs吸附性能的影响。结果表明，PLs具有一定的流动性、热稳定性和永久孔隙结构；ZIF-8的加入能显著提高离子液体位阻剂的SO₂吸附能力，当ZIF-8负载量为25%时，PLs对SO₂的饱和吸附量（0.41 mmol/g）远高于纯离子液体（0.05 mmol/g），ZIF-8与离子液体的协同效应达到61.6%，同时具有较高的吸附速率（0.37 mmol/(g·min)）。PLs对SO₂的吸附行为符合Avrami吸附动力学模型，PLs主要通过化学键和范德华力的共同作用对SO₂进行吸附。PLs经过4次再生后仍具有较高的吸附能力。

针对传统二氧化碳加氢制甲醇单程转化率低的问题，提出了一种新的工艺：共电解耦合CO₂间接加氢制甲醇（Co-SOEC-CO₂tM），该工艺由共电解制取合成气单元、精馏单元以及二氧化碳捕集单元组成。基于工艺全流程模拟数据，进行公用工程电气化改造，并采用元素利用率、能效、CO₂排放、生产成本指标等对新工艺进行技术经济评价，并与传统甲醇合成工艺进行对比分析。结果表明：新工艺的能效最高可达61.76%，远高于其他传统工艺。新工艺的氢元素利用率为70.99%，碳元素利用率为80.84%，CO₂排放可以低至0.197 t/t （MeOH），相比于其他合成甲醇工艺具有明显优势。然而，当前可再生能源电价为0.35 CNY/kWh，新工艺成本较高，随着可再生能源的大力发展，未来电价下降至0.1 CNY/kWh时，新工艺的成本最低可降至1785.16 CNY/t （MeOH），具备良好的经济可行性和优势。

链霉菌底盘细胞的开发是微生物源药物高效合成的有效策略，高效的基因编辑工具为构建链霉菌细胞工厂提供了有力的技术支撑。CRISPR（clustered regularly interspaced short palindromic repeats）技术具有精准性、普适性和易操作性，在微生物中得到了广泛的应用。然而脱靶效应、Cas蛋白毒性、编辑效率低下等原因，导致CRISPR在链霉菌中的应用受到一定的限制。对CRISPR相关技术在链霉菌中的应用及优化策略进行了总结和归纳，并对CRISPR系统在链霉菌细胞工厂中的应用前景进行了展望，为开发适用于链霉菌的高效基因编辑工具提供了参考。

安全储氢和高效制氢是实现氢能大规模应用的关键。利用甲醇作为储氢介质，并通过光能驱动甲醇-水重整制氢以实现温和连续现场制氢是促进氢能利用的一种有效途径。然而，缓慢的空穴转移和甲醇脱氢氧化速率成为限制光催化甲醇-水溶液制氢性能的瓶颈。基于催化剂纳米结构调控，通过构筑长径纳米棒Zn_0.5Cd_0.5S（ZCS-LNR）加快光生载流子分离和迁移速率，并通过引入NaOH碱性介质，利用OH^-的快速活化和·OH的高效脱氢能力，以OH^-/·OH氧化还原对加快催化剂表面空穴转移和甲醇氧化脱氢速率，实现了高性能的碱性甲醇-水溶液制氢过程。其中ZCS-LNR催化剂在室温、1.0 W/cm²光强、4 mol/L NaOH以及CH₃OH∶H₂O体积比为1∶1的条件下可获得54.33 mmol/（g·h）的产氢速率。为实现光催化甲醇-水溶液制氢过程提供了一种高效可行的新路径。

锂金属电池以其极高的理论能量密度被广泛认为是推动高能量密度电池技术革新最有前途的技术途径。针对不同的电解质体系（液态/固态），锂金属电池内部不同的应力状态与材料特性差异使得其所面临的核心挑战迥异。液态电解质中需要重点关注锂枝晶的不可控生长，而固态体系中则首先需要侧重于固-固界面的接触。系统综述了锂金属电池在不同电解质体系中，外部压力与内部应力如何共同作用于电池结构，进而影响其电化学性能与行为表现。通过深入剖析，分析了力学因素在促进电池性能提升中扮演的关键角色。最后，对当前锂金属电池研究领域内广泛采用的力学夹具技术进行了全面梳理与评估，总结了这些工具在实验研究中的具体应用与成效，旨在为锂金属电池技术的持续开发与商业化进程提供有力的技术支持与理论指导。

基于三周期极小曲面（TPMS）结构的流道设计具有复杂的几何构型和较大的换热面积，能显著强化流场扰动以提升换热性能。针对高储热功率等极端应用需求提出了基于TPMS结构的三通道高效相变储热换热器设计方案，并采用数值模拟方法，以传热系数、Nusselt数、单位长度压降、摩擦系数、归一化换热评估参数j因子以及归一化综合性能评估参数η因子等为评估标准，对比分析不同构型的换热、流阻以及储热特性。结果表明：换热与流阻性能均随着孔隙度的增大而提升，同一孔隙度下Diamond型结构的传热系数更高，而Schwarz型结构的Nusselt数更高；储热密度随孔隙度的增大而下降，但储热功率密度随孔隙度的增大而提升，Schwarz型85%孔隙度结构的储热功率密度高达185.6 MW·m^-3。研究结果可为设计新型高效潜热储热系统提供参考。

开发高离子电导率的电解质对于提升半导体离子燃料电池（SIFC）在中低温下的电化学性能至关重要。为此，采用溶剂热法制备核-壳结构CeO₂@La_0.6Sr_0.4Co_0.2Fe_0.8O_3-δ （CeO₂@LSCF）复合电解质材料，通过对其物相信息、微观形貌及价态演变进行分析，进一步将其作为SIFC电解质测试其电化学性能和燃料电池性能，研究核-壳结构异质界面电荷传输及内建电场作用机理。结果表明：550℃时，CeO₂@LSCF作为燃料电池的电解质，在1.08 V开路电压下，获得942.2 mW·cm^-2的最大输出功率密度。作为混合离子和电子导体的SIFC电解质材料，核-壳结构CeO₂@LSCF具有潜在的应用前景。

温度是影响电池寿命、能量转换效率和安全性的重要因素之一，高效的电池热管理系统（battery thermal management system，BTMS）能够有效控制电池充放电的温度和均温性。选择石蜡-膨胀石墨复合相变材料（composite phase change material，CPCM）与工质为丙酮混合物的微槽平板热管（flat heat pipe，FHP）结合，建立了一个复合热管理实验系统，通过改变热管理方式，对该热管理系统性能进行实验研究。结果表明，在低放电倍率（1C）下，相较无热管理的自然对流，3 m/s风速的风冷能够将电池最高温度降低19.42%，温控效果最好；而低发热量下相变材料未能达到熔化温度，但与平板热管耦合后也能实现最高温度下降12.55%。在较高放电倍率5C时，电池很快达到相变材料的熔化温度，最高温度降低32.10%，而风冷散热降低20.39%，相变吸热呈现显著优势，且电池间最大温差也始终维持在5℃以内，满足均温性要求。

目前氦气提取过程，存在过度依赖于液化天然气生产过程的富氦尾气、催化氧化破坏式脱氢引入新杂质和高能耗的问题。因此，提出基于资源广泛的贫氦管输天然气的多级膜-电化学氢泵-吸附耦合提氦工艺，利用管输天然气压力和多技术梯度产品化除杂提氦策略，生产氦气、燃料电池氢和二氧化碳多元化产品，实现贫氦管输天然气经济性提氦。运用Aspen HYSYS软件对1.00×10⁵ m³/h贫氦管输天然气耦合提氦工艺模拟优化，考察了回收率、膜性能和氦气浓度对工艺经济性的影响，模拟结果表明：在典型管输压力4.0 MPa和0.04%(体积分数)He时，采用中渗透性中选择性气体分离膜，且氦气回收率为50%~70%时，贫氦管输天然气提氦耦合工艺经济性较好，氦气盈亏平衡价格为115.5~123.2 CNY/m³，且随着氦气浓度增加盈亏平衡价格逐渐减小，为贫氦资源经济性利用提供极具工业前景技术路线。

在碳达峰和碳中和目标的推动下，开发绿色化学技术，如利用海上风电电解水生产的绿色氢气和从富碳天然气中分离出来的CO₂合成绿甲醇具有重要的社会经济意义。但如何高效分离海洋富碳天然气中的二氧化碳成为其中的关键技术难点，常规的高通量筛选方法用于金属有机骨架（MOFs）分离实际天然气组分CO₂面临着模型复杂性高、求解时间长的问题。提出了一种机器学习辅助的高通量筛选策略，其在训练集和测试集上的R²值分别超过了0.98和0.92，可用于快速从富碳天然气六元混合物（N₂、CO₂、CH₄、C₂H₆、C₃H₈、H₂S）中分离出CO₂。

碱性电解水制氢技术在规模化应用过程中仍存在组件腐蚀、管道结构劣化等可能引发氢氧混合和氢气泄漏的风险，对系统运行安全构成威胁。通过分析碱性电解水制氢系统的结构组成和工作机理，识别出影响制氢安全的关键组件和原因。针对电极催化剂在高电流密度下活性位点不足和稳定性差的问题，提出采用三维电极结构设计或者构筑亲水疏气界面的方法。对于隔膜材料因亲水性不足和机械强度缺陷引发的氢氧混合风险，亟需开发性能优异的隔膜材料。本文还揭示了各操作参数和波动工况对气体纯度的影响机理，指出当前通过调整单一参数提高气体纯度方法的不足。为工业大规模碱性电解水制氢安全提供理论支撑。

金属有机框架（metal organic frameworks，MOFs）材料，以其高比表面积、大孔体积以及结构可调等特性，在气体储存、吸附分离以及催化等诸多领域引起了广泛关注。近年来MOFs的数量呈现爆发式增长态势，这使得针对特定应用场景探寻合适的MOFs成为一项极具挑战性的任务。在此情形下，高通量计算筛选（high-throughput computational screening，HTCS）成为从海量材料中筛选出高性能目标MOFs最为有效的研究方法。HTCS会产生大量多维的数据，而这些数据可进一步用于机器学习（machine learning，ML）训练。最近，将ML应用到MOFs的HTCS中成为新的热点，它不仅可以揭示材料潜在的结构-性能关系，还可以洞悉它们在不同应用中的性能变化，尤其是在气体储存和分离方面。本综述着重介绍了ML辅助HTCS在MOFs气体分离领域的最新技术进展，系统分析了在探寻高性能MOFs时ML与HTCS相互协同以提升筛选效率的内在机制，深入探讨了在这一新领域中呈现出的机遇和挑战。

固态金属二次电池虽然具有较高的能量密度和良好的安全性，但是当前普遍存在固态电解质离子电导率低、电极与固态电解质界面接触性差和金属负极枝晶生长等问题，这严重阻碍了其在大规模储能中的应用前景。压电材料能够实现机械能和电能的相互转换，具有极化产生内电场的特性，在固态电池中可以用于抑制空间电荷层、促进离子输运动力学、调控金属均匀沉积等。首先介绍了压电材料的基本概念、分类和工作原理，然后详细评述了近年来压电材料在固态金属二次电池中的研究现状，最后对压电材料应用于固态电池中存在的主要问题和未来发展前景进行了总结和展望。

近年来，稀土元素改性二氧化钛（TiO₂）在环境催化领域展现出巨大潜力。采用溶剂热法制备了一系列稀土元素修饰的RE-B-TiO₂（RE：Nd、Sm、Eu、Er、Tm）纳米催化剂，并系统探究了其在可见光下降解盐酸四环素（TCH）的性能与机理。其中Er-B-TiO₂展现出最优的可见光催化性能。多尺度表征技术（XRD、TEM、XPS等）证实，Er-B-TiO₂由具有双晶面暴露特征的双锥体纳米单元自组装形成纳米棒结构，这种独特的晶体构型显著促进了光生载流子的空间分离效率。在可见光照射下，Er-B-TiO₂对TCH的降解效率在120 min内达到93.2%。深入研究表明，Er³⁺掺杂通过以下协同效应显著提升催化性能：（1）引入丰富的氧空位缺陷；（2）有效抑制光生电子-空穴复合；（3）通过4f能级调控将光响应范围扩展至可见光区。系统考察了环境因素对降解效率的影响，发现溶液pH和特定阴离子（如Cl^-、\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{2}-}）对反应过程具有显著调控作用。结合自由基捕获实验和EPR分析，证实超氧自由基（·{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}^{-}）是降解过程中的主要活性物种。通过高效液相色谱-质谱（HPLC-MS）的分析揭示了TCH的降解路径，毒性评估表明降解中间体的生态毒性显著降低。本研究阐明了稀土元素通过能带工程增强TiO₂光催化活性的内在机制，可为设计高效稳定的可见光响应型环境催化剂提供新思路。

近年来，随着新能源汽车的高速发展，对电池的比容量、循环效率以及安全性提出了更高的要求。硅基负极材料因超高理论比容量（4200 mAh/g）和丰富储量成为突破锂离子电池能量密度瓶颈的核心方向，但其产业化进程受制于锂化过程中>300%的体积膨胀及SEI膜动态破裂引发的结构失效。综述了国内外在硅材料与其他物质的材料制备、复合工艺、元素掺杂、结构设计、纳米化硅材料以及SEI膜研究等方面的前沿研究成果，并阐述了硅负极产业化方向的未来发展，为硅基负极的发展提供了重要参考。

晶格能是决定晶体热力学稳定性的关键物理性质，对药物多晶型稳定性的筛选具有指导意义。晶格能的获取方式通常为实验试错和基于分子/量子力学的理论计算，对于数量庞大的晶型结构，两种方法均费时费力。提出一种基于密度泛函理论（density functional theory，DFT）和晶体图卷积神经网络（crystal graph convolutional neural networks，CGCNN）的晶格能回归模型。首先采用自洽屏蔽多体色散校正的DFT方法计算晶格能，建立包含酸、醇、酰胺、氨基酸、酸酐等248种晶型的晶格能数据集；基于所建立的数据集，采用CGCNN进一步建立晶型和晶格能之间的定量回归模型，该模型训练集和测试集的MAPE分别为1.24%和5.04%，R²分别为0.9978和0.9750，表明该模型具有较好的预测效果，可以为高通量筛选稳定的晶型提供理论指导。

集成电路产业中光刻技术的迅速发展对光刻胶的性能提出了更高的要求。有机-锡配合物在光刻分辨率和线边缘粗糙度方面表现出优异的特性，但其光刻灵敏度和薄膜稳定性相对较差。本文报道了一种新型的丙烯酸配位的三苯基锡光刻材料Sn1Ac，该材料可同时用于深紫外光刻和电子束光刻。通过与四（3-巯基丙酸）季戊四醇酯（PETMP）形成氢键，成功克服了旋涂薄膜稳定性差的缺陷，其光刻留膜率超过93%。Sn1Ac与PETMP的混合薄膜显示出卓越的负性图案化性能。在电子束光刻条件下，该混合薄膜的分辨率优于15 nm，且线边缘粗糙度低于2 nm。通过X射线光电子能谱等测试手段，提出了锡-碳酸根和硫醇-烯点击反应的协同交联曝光机理。

锂离子电池因其高能量密度、低成本与长循环寿命在近年来得到广泛应用，电池模型的研究也迅速发展。与等效电路模型相比，机理模型能够对不同温度、不同工况下电池的性能表现进行高精度预测，然而模型的精度高度依赖参数的精度，传统侵入式测量方法烦琐且精度无法保证，基于电压、电流等数据对电池模型的参数进行辨识成为研究的热门。综述了锂离子电池机理模型参数辨识的关键步骤，包括模型建立、参数敏感性分析以及最终的参数寻优。

氢气是炼厂中的重要原料，采用氢网络综合的方法能够优化炼厂氢气分配以及其他相关设备的配置，在提高氢气利用率的同时降低能耗。在氢网络中压缩机费用占比较大，氢网络综合的一个重要优化目标是寻求合理的压缩机布置，节约相关费用。提出一个可同步优化氢气分配与级联压缩机布置的氢网络综合模型。该模型将压缩机划分为氢源压缩机、氢阱压缩机和流股压缩机三组，可以考虑共用以及串联压缩机的情况。此外，为了降低模型求解难度，提出合理的简化措施。案例分析表明考虑压缩机分组级联布置模型和简化模型的优化结果均明显优于常规模型，所需的压缩机数目降低，压缩机相关费用减少1.5%~2.1%，证明了所提方法的有效性。

电控离子交换技术（electrochemically switched ion exchange，ESIX）是将电活性离子交换材料（EXIMs）沉积或涂覆在导电基底上，通过电化学控制导电基底上活性材料氧化还原状态实现目标离子置入与释放，从而实现离子的分离。该技术具有痕量提取、无二次污染、速率可控、高选择性等优点。通过共沉淀法制备NiFeMn LDH，并将其与碳纳米管（CNTs）、聚偏二氟乙烯（PVDF）混合涂覆到石墨板上，制得NiFeMn LDH/CNTs/PVDF膜电极。NiFeMn LDH层板上具有丰富的羟基官能团，可与W（Ⅵ）发生羟基配位；层间的阴离子与W（Ⅵ）进行离子交换，可为W（Ⅵ）提供丰富的活性位点。在ESIX系统中，膜电极对W（Ⅵ）的吸附容量可达122.10 mg·g^-1，且W（Ⅵ）与Mo（Ⅵ）、Cl^-、NO{}_{\mathrm{3}}^{-}分离因子（α{}_{\mathrm{M}\mathrm{o}(\mathrm{Ⅵ})}^{\mathrm{W}(\mathrm{Ⅵ})}、α{}_{\mathrm{C}{\mathrm{l}}^{-}}^{\mathrm{W}(\mathrm{Ⅵ})}、α{}_{\mathrm{N}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}^{-}}^{\mathrm{W}(\mathrm{Ⅵ})}）分别为1.25、19.60、35.80，实现了W（Ⅵ）选择性分离。此外，该膜电极具有优异的循环稳定性，为钨的高效分离提供了新的方向。

本研究通过实验和数值模拟方法，系统地研究了正十二烷-甲烷双燃料混合物在中低温条件下的着火特性。通过快速压缩机实验中获取的双燃料着火延迟时间结果，发现正十二烷的添加对双燃料混合物的着火有非线性的促进作用。此外，稀释气体的种类也会显著影响双燃料混合物的着火特性。结合最新开发的反应动力学机理（Mai2024），对实验数据进行了数值模拟和机理分析，以揭示正十二烷的添加以及稀释气体的种类对双燃料着火的作用机制。实验数据与机理预测结果具有较好的一致性，验证了Mai2024机理在预测正十二烷-甲烷双燃料混合物着火特性方面的准确性。研究结果表明，添加正十二烷可以促进双燃料混合物着火，这种促进作用是非线性的，且与·OH自由基产率的非线性增长是一致的。正十二烷添加对着火的非线性促进作用一方面是由于其低温氧化过程可以促进自由基池的生成和累积；另一方面是由于其低温氧化过程放热使得系统温度升高。此外，稀释气体的种类对燃料第一阶段着火过程影响较小。但对于总着火延迟时间，稀释气体的热物性差异在低温区域起到了决定性作用；而化学效应主要在更高温区域影响双燃料的着火特性。

太阳能采暖系统中的储热水箱解决了太阳辐射间歇性和用热负荷不匹配的问题，但传统水箱内冷热水掺混严重，限制了系统的广泛应用。针对新型空气源热泵微通道太阳能集热器系统，建立了储热水箱间接式非稳态蓄放热过程模型并提出优化方案。三维数值模拟分析了优化前后储热水箱的蓄热特性，研究了不同结构水箱在蓄热过程中的斜温层厚度、蓄热能力、Nusselt数及㶲量变化。研究显示，下置换热单元且无竖管的原结构水箱水体掺混最严重，上置换热单元分层效果最佳但蓄热能力差；下置换热单元配合竖管显著提升分层效果及蓄热能力，3600 s内蓄热能力提高18.87%，㶲量增加1322.14%。优化方案中，当水泵流速0.25 kg/s、竖管高度1300 mm、直径100 mm时，储热水箱综合性能最佳。

超临界CO₂压缩机干气密封因密封介质在临界点工况附近的物性特殊性和高参数化，密封间隙内介质流动呈现出多相流动、高度湍流化和物性畸变特征。以微段组合型槽干气密封为研究对象构建了轴向力平衡条件下考虑实际流体效应的超临界CO₂干气密封热动力润滑相变仿真模型，提出了密封端面热力学过程表征方法，研究了转速、进气压力和进气温度等运行工况参数对超临界CO₂干气密封端面热力学过程、流场参数和稳态性能的影响。结果表明：进气温度的提高对于抑制密封端面液相凝析效果显著；转速和进气压力的增大只能抑制槽区液相凝析，增大端面非液相区面积，但对密封坝气液混相区影响不大，当进气温度达到320 K和340 K时，端面纯液相区和气液混相区先后消失；提高非液相区面积，对于增大密封气膜刚度是有利的。

阴离子交换膜电解水（AEMWE）作为一项新技术，融合了碱性电解水（AWE）和质子交换膜电解水（PEMWE）的优点，兼具高性能和经济效益。基于国内相关研究较少及现有模型存在不足的现状，结合其他成熟的电化学模型（如AWE、PEMWE和燃料电池）和电化学原理，引入有效交换电流密度、气泡覆盖率以及电阻网络构建的修正因素改进交换电流密度和电极电阻的计算方法，由此建立一个精确且适用性强的半理论半经验AEMWE模型，并利用文献实验数据验证模型的准确性，最后使用模型对制氢重要变量进行灵敏性分析。结果表明，膜厚度、温度和交换电流密度是影响电解槽性能的主要因素，更薄的膜、更高的工作温度以及更高交换电流密度的电极材料是电解槽的发展趋势。

为探寻基于氦膨胀制冷的氢液化流程中正仲氢转化耦合流动换热特性，采用CFD数值模拟方法，以四股流板翅式换热器为研究对象，研究了氢气在填料微通道内的正仲转化反应和流动换热性能，分析了催化剂粒径和孔隙率，氢气入口Re，低压氦气与氢气质量流量比m_r对流动换热性能及出口仲氢体积分数的影响。研究结果表明：孔隙率由0.3增大为0.7，换热增强因子TEF最大可以提升71.59%；粒径由390 μm增大至790 μm，TEF最大可以提升37.05%；选用较大孔隙率和催化剂粒径更有利于提升氢通道综合换热性能。氢气入口Re由1500减小为500，TEF最多可以提升147.96%，低Re运行工况的通道换热性能更优。当低压氦气与氢气质量流量比值m_r为6时，氢气在翅片通道内正仲转化耦合流动传热性能达到最优。研究结果可为大型氦膨胀制冷的氢液化系统提供理论指导。

纳滤膜表面荷正电改性有望提高锂镁分离选择性，但常规表面荷正电改性方法效率不高，膜表面荷正电密度低，静电屏蔽作用难消除，锂镁选择性提升有限。利用氮烷基化对表面接枝聚乙烯亚胺的纳滤膜（PEI/PA膜）表面胺基进行原位季铵化改性，制得荷正电性强化的纳滤膜（N-alkyl@PEI/PA膜）。改性后膜表面等电点从4.4提升至7.9，膜表面荷正电强度显著提高。结果表明，表面改性过程对膜通量影响较小。表面季铵化改性膜在不同pH条件下的锂镁混合溶液分离中，展示出稳定的锂镁分离性能。在pH=6.8时，其锂镁分离因子达35.7；在pH=9.7时，PEI/PA膜由于表面质子化程度降低，荷正电性减弱，其锂镁选择性降至10.1，降幅达72%，而N-alkyl@PEI/PA膜得益于膜表面季铵基团的高电离程度及荷正电强度，其锂镁选择性仍维持在21.9。本研究为提高纳滤膜在宽pH范围内锂镁分离性能的稳定性提供了参考。

对聚乙二醇（PEG）进行末端溴化、酯化等聚合前改性，然后引发甲基丙烯酸-2-羟乙酯（HEMA）、甲基丙烯酸N，N-二乙氨基乙酯（DEAEMA）进行原子转移自由基聚合（ATRP）反应合成含叶酸的pH响应共聚物P1（FA-PEG-PHEMA-PDEAEMA）。通过开环、溴化和ARGET ATRP反应合成共聚物聚己内酯-聚甲基丙烯酸-2-羟乙酯-聚甲基丙烯酸单甲氧基聚乙二醇酯P2（PCL-PHEMA-PEGMA）。通过¹H NMR、FTIR和GPC表征了共聚物的结构、分子量及分子量分布。共聚物P1、P2和混合共聚物P1/P2的CMC值分别为5.02、1.58与2.51 mg/L，说明共聚物能够在溶液中形成稳定的胶束。通过透析法制备各载药胶束，形貌均呈球状，混合共聚物胶束MM综合载药性能和药物控制释放性能均优于单共聚物胶束。含叶酸载药胶束对HepG2细胞有更好的抑制作用。

随着全球能源危机和环境污染问题日益加剧，电解水制氢作为一种清洁、高效的制氢技术备受关注。然而，传统电解水阳极析氧反应存在动力学迟缓、过电位高以及氧气副产物等问题，限制了技术的进一步发展。近年来，研究人员发展了利用电解水阳极生成的活性氧物种（ROS）（*OOH、*OH和*O等）实现有机物选择性氧化的系列策略，可以有效提升电解水的能量、原子利用率，减少能耗，提升生产附加值。电极界面作为电化学反应的场所，电极材料的多尺度结构、反应底物的吸附行为等，都影响着耦合电解水制氢的绿色有机氧化效率和选择性。因此，本文综述了利用活性氧物种氧化有机物耦合电解水制氢的电极表面调控策略，重点讨论了电极强化“界面-底物”过程的作用、电极控制荷质传递过程以及电极调控反应作用机理等三个方面。通过掺杂、构筑应变、引入空位和异质结等手段调控电极电子结构，能够促进ROS生成和反应底物吸附，提升反应选择性与效率；通过采用恒电位和脉冲电解等多种电化学方法，可以调控电极材料的金属价态和电子传递速率，优化反应动力学；通过引入介体或添加剂、开发双效催化剂以及表面插层等手段，可以有效调控电极表面对ROS的吸附与利用，同时调节电极对反应底物的吸附特性。未来研究将集中于电极表面催化形态精准调控、催化剂活性位点优化以及机理研究，推动电解水制氢与绿色有机电化学合成的协同发展，为新能源和绿色化学的应用提供新思路。

潜指印的显现和提取是法庭科学领域的关键技术之一，传统方法在显现效率、三级特征清晰度、适用客体范围及生物兼容性等方面存在诸多局限。聚集诱导发光（AIE）材料因其独特光学特性为该领域提供了新思路。系统综述AIE材料（AIEgens）的发光机制及其在潜指印光学显现中的应用进展，涵盖覆盖350～750 nm波段的激光增益材料开发及微网雾化技术实践。重点阐释基于分子内运动受限机制的AIE显现机理，并从作用机制、发光模式与显现方法三方面评述应用现状。同时分析当前研究的局限，并展望指纹评价标准体系完善、显现性能提升及技术创新等发展趋势，为潜指印原位可视化、痕量物质检测及生物检材无损提取提供理论依据与技术参考。

本文针对有机污染土壤，开发了一种多元催化氧化技术。以过硫酸钠和双氧水作为氧化剂，Fe²⁺和Cu²⁺作为过渡金属活化剂，同时以抗坏血酸作为络合剂，形成均相液体修复药剂。在50℃的反应条件下耦合紫外光照处理，形成过渡金属离子、热、光三元活化体系。其中Cu²⁺的添加有效促进了Fe³⁺向Fe²⁺的还原过程，抗坏血酸的加入有效调节Fe²⁺的持续活化作用。本氧化体系中主要依靠活性自由基\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}^{·-}和HO·对有机污染物进行降解。将开发技术应用于高浓度有机污染地块土壤修复中，经30 d修复后土壤中OPs、PAHs、BTEX去除率分别为85.0%、60.5%和73.0%。实现了土壤中有机污染物的高效去除，为我国复杂污染场地安全开发与土地资源价值提升提供一定依据。

无机钙钛矿因其优异的光、热稳定性而备受关注，但往往高效率的无机钙钛矿太阳能电池要用到有机材料进行修饰，在一定程度上限制了器件稳定性的提升。为了有效解决这一问题，提出一种相异质结（PHJ）策略用以界面修饰制备高效率的无机钙钛矿太阳能电池（IPSCs），即在无机钙钛矿的光吸收层上界面和空穴传输层之间利用旋涂甲醇溶液结合蒸发碘化铯（CsI）的方式进行PHJ的构建。实现了界面缺陷的有效管理，降低了非辐射复合，促进了载流子的驱动和分离。最终，基于该PHJ策略的正式结构（N-I-P型）IPSCs实现了20.56%的光电转换效率，远高于参考组的18.03%，在65℃的氮气（N₂）氛围下放置1000 h，可保留其初始效率的86.14%。

针对湿法磷酸萃取-浓缩和尾气洗涤氟逸出过程，建立了H₂SiF₆-H₂O与H₂SiF₆-H₃PO₄-H₂SO₄-H₂O体系热力学平衡下的氟元素气液分配比，模型预测误差在20%之内。基于热力学分析，降低尾气洗涤温度，可增加传质推动力，有利于提高氟吸收传质速率和产出高浓度的氟硅酸溶液，但冷凝水增多，加大了系统水平衡压力。在氟吸收循环回路串联无泵循环闪蒸浓缩氟硅酸的单元操作，设计并实施了7.5万吨P₂O₅/年WPA尾气减排与资源化利用项目，用低温、高浓度氟硅酸逆流吸收并冷却尾气低于323 K，使含氟尾气过饱和冷凝，既强化尾气氟化物吸收，又避免硅胶颗粒结块丧失流动性，使尾气氟含量≤2 mg/m³，尾气氟回收率≥99%，尾气总量减排20%以上，氟硅酸产品H₂SiF₆≥18%（质量），提供了一个湿法磷酸含氟尾气高效资源化利用的工程范例。

相变储能技术在促进波动性可再生能源消纳以及利用峰谷价差实现低成本供能等领域具有广阔的应用前景。由于大多数固液相变材料热导率低且相变储能系统中对流效应弱等因素，导致相变储能系统储热/释热速率慢，发展高效固液相变换热强化技术已成为该领域的研究热点。现有研究大多通过相变材料热物性调控、换热结构优化等被动式方法来强化固液相变换热，而基于外场扰动的固液相变换热主动强化技术相关研究较少。为此，系统综述了国内外基于外部磁场、电场、声场以及多场耦合等条件下固液相变主动强化换热技术研究的最新进展，分析了外场主动强化固液相变换热的原理、关键控制参数以及应用前景等，为发展基于外场扰动的固液相变主动强化换热技术提供了良好的科学借鉴和工程指引。

为解决磷尾矿的堆积问题，以磷尾矿和低品位磷矿为主要原料，以B₂O₃、Al₂O₃、KCl等为助剂，通过热法加工实现磷尾矿及中低品位磷矿的活化并制备玻璃肥料。通过单因素和响应曲面实验探究了K-B-Al体系对磷尾矿体系熔融特性的影响，结合X射线衍射（XRD）、傅里叶红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱仪（XPS）探讨了助剂添加对熔融产物元素活化效果和渣相结构的影响。结果表明，在磷尾矿、低品位磷矿、蛇纹石、KCl、B₂O₃、Al₂O₃配比为55∶25∶20∶7∶10∶1.5时，体系熔融流动温度T_F最低为1135℃，较常规体系降低335℃。在1350℃时熔融所得玻璃肥料P₂O₅、CaO、MgO活化率均达到95%左右。分析了熔融温度和助剂对物料玻璃网络结构的影响。在所选工艺条件下B₂O₃以断裂硅氧网络为主，Al₂O₃既参与网络组成，也破坏硅氧网络。

热解法可快速实现低含油量落地油泥的无害化处理与资源化利用，但其高含水量的特点会造成大量能量损耗，热解处理过程中的能量平衡问题不容忽视。对落地油泥开展了相关热解实验，利用Aspen Plus软件对热解工艺流程进行建模，通过改变初始含水率、热解温度、焦炭燃烧比等参数，分析工艺系统实现能量自平衡的可能性。结果表明：在450℃时，热解油中烃类物质含量高达71.6%，热解温度低于450℃时得到的热解油品质较高，C₆~C₃₀的占比超过90%。在不同热解温度下焦炭燃烧比均不超过100%，系统可以通过调节焦炭燃烧比实现对落地油泥干燥和热解处理过程的能量自平衡。降低油泥的初始含水率有利于减少系统的能耗，初始含水率越低系统能量自平衡越容易，如落地油泥经脱水处理后含水率仍然较高时，工艺系统可以通过适当提高热解温度来继续保持能量平衡。