如何获得稳定的NO^-₂-N作为厌氧氨氧化细菌的电子受体是城镇污水通过厌氧氨氧化途径脱氮的瓶颈问题。为此考虑利用反硝化途径获取稳定的NO^-₂-N。以甲醇为碳源，采用小试装置的SBR反应器，通过控制进水C/N(COD与NO^-₃-N质量浓度比)的策略，研究了反硝化过程中的NO^-₂-N积累的状况。试验结果表明以甲醇为碳源且投加量不足时(C/N＜3.2)，反硝化过程中和反硝化结束后会产生稳定的NO^-₂-N积累；在C/N不足的前提下，NO^-₂-N积累量随甲醇投加量的增加而增加；进水

为改善N-甲基二乙醇胺(MDEA)水溶液对CO₂气体的吸收性能，选择了四甲基铵甘氨酸(［N₁₁₁₁］［Gly］)、四乙基铵甘氨酸(［N₂₂₂₂］［Gly］)、四甲基铵赖氨酸(［N₁₁₁₁］［Lys］)、四乙基铵赖氨酸(［N₂₂₂₂］［Lys］)4种功能性离子液体作为活化剂与其复配组成新型CO₂吸收剂。用恒定容积法考察了总质量分数为30%的混合溶液吸收CO₂的性能，分析了离子液体在水溶液中与MDEA通过质子传递相互促进吸收CO₂的机理。实验结果显示离子液体能够显著提高MDEA水溶液吸收CO₂的速率，且吸收速率随着添加量的增加而提高。在本文所用的几种混合吸收剂中，阴离子为赖氨酸的离子液体混合吸收剂具有较高的吸收负荷；而［N₁₁₁₁］［Gly］-MDEA混合溶液对CO₂的初期吸收速率最快，同时［N_1111^］［Gly］-MDEA混合吸收剂的再生效率高于其他离子液体混合吸收剂，达到98%。

我国察尔汗盐湖卤水中蕴含丰富的锂资源，但总体品位较低，具有锂浓度低、镁锂比高的特点，导致开发难度很大。吸附法是针对高镁锂比卤水进行提锂的有效方法，其中铝系锂吸附剂具有洗脱无溶损的优势，目前已在盐湖提锂工业中应用。分别对两种工业化铝系锂吸附剂A、B以及实验室自制吸附剂C进行了系统化表征与吸附性能评价。实验结果显示三种成型吸附剂的有效成分均是锂铝层状氢氧化物，在静态吸附条件下，25℃时吸附剂A、B、C对察尔汗老卤中锂的吸附量分别为2.23、0.45、4.90 mg·g^-1，吸附动力学均符合拟二级动力学方程，不同温度下吸附等温线拟合结果表明Sips三参数模型能够准确描述三种吸附剂的吸附过程。

采用液相沉淀法，以氯化锶和硼酸氢铵为原料，制备了由纳米片组成的水合硼酸锶（SrB₆O₁₀·5H₂O）花状、枣状纳米超结构，并利用SEM、TEM、XRD进行了表征。化学分析及XRD结果表明，产物为单一SrB₆O₁₀·5H₂O相，纯度为99.5%。通过研究产物形貌结构随反应时间的演变过程，提出了水合硼酸锶纳米超结构的形成机理：反应初期晶核球形团聚，在此基础上晶核各向异性生长成片状结构，最终形成由纳米片组成的枣状或花状超结构。此外，研究了反应温度、反应物浓度等反应条件对产物形貌的影响。反应温度的升高使得纳米片尺寸增大，形状由不规则片状向矩形片状演变；团聚的有序度增加，产物形貌由无规则团聚体逐步演变为花状、枣状超结构。反应物浓度的降低，团聚体的有序度减小，产物中出现不规则团聚微球。

合成生物学是以工程学思想为指导，对天然生物系统进行重新设计与改造，同时设计并合成新的生物元件、模块和系统的崭新学科。合成生物学是自然科学发展到现阶段的产物，并已经在医药、能源等领域取得了一些显著成果。本文综述了在工程细胞中利用合成生物学方法构建抗疟疾药物青蒿素的前体物青蒿二烯，抗癌药物紫杉醇的前体物紫杉二烯，以及脂肪酸酯、脂肪醇、高级醇的合成途径等研究进展。此外，一些重要的合成生物学相关技术，大大加速工程细胞的重构与进化，为构建应用于生产领域的新功能细胞提供方便实用的工具。

太阳能用于空调制冷，最大的优点是季节匹配性好，天气越热、越需要制冷的时候，系统制冷量越大。利用太阳能实现制冷效应有多种技术途径，其中将太阳辐射转变为热能，通过热能实现制冷的方式最具有应用前景，特点是能够实现太阳能供热、空调综合利用，全年综合转换效率高。本文针对几种常见的太阳能热能转换制冷空调方式，从太阳能集热转换、匹配制冷循环选择、最新研究进展等方面进行了分析介绍。

针对咪唑类离子液体介质，采用Euler-Euler双流体模型与群平衡模型（PBM）耦合的方法，引入由实验结果拟合获得的适用于该介质的气液相间曳力系数模型，对内径0.203 m、高2 m的鼓泡塔中离子液体-空气两相流进行计算流体力学模拟，研究了不同表观气速下塔内气液两相速度场分布、气含率和气泡尺寸分布等流体动力学性质。与现有的相间曳力系数模型Schiller-Naumann模型模拟结果对比，采用本文模型得到的气含率与实验值吻合更好，气泡尺寸分布与实验结果一致。

针对石灰石-石膏法、双碱法、氨法等典型湿法烟气脱硫（WFGD）工艺，在喷淋脱硫塔中实验研究了WFGD系统对细颗粒的脱除作用;采用电称低压冲击器、场发射扫描电镜、X射线衍射仪等对WFGD系统前后烟气中细颗粒的浓度、粒径分布、形态、元素及物相组成进行了测试分析，考察了脱硫剂、液气比对WFGD系统脱除细颗粒性能的影响，并进行了利用蒸汽相变原理促进细颗粒凝结长大并高效脱除的实验研究。结果表明，脱硫剂对WFGD系统脱除细颗粒的性能具有重要影响，由于形成无机盐气溶胶细颗粒，采用CaCO₃、NH₃·H₂O脱硫剂时，WFGD系统对细颗粒的脱除效果明显不及Na₂CO₃脱硫剂和水洗涤，且颗粒形貌特征及元素组成发生明显变化;除NH₃·H₂O脱硫剂外，液气比对WFGD系统脱除细颗粒的影响不明显;在脱硫塔进口烟气、塔内脱硫液进口上方添加适量蒸汽建立蒸汽相变所需的过饱和水汽环境可显著促进细颗粒的脱除。

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。

3D打印是一种快速成型的增材制造技术。光固化立体印刷(SLA)是技术较成熟和应用较广的一种3D打印技术。SLA是采用紫外激光的单光子聚合过程,其加工分辨率受经典光学衍射极限的限制,难以满足分辨率高的微纳结构的加工。不同于SLA,利用近红外波长飞秒激光的双光子聚合3D打印技术可以突破经典光学衍射的限制,制造分辨率高的纳米尺度任意形状三维结构。本文将介绍双光子吸收和双光子聚合的原理、双光子聚合的发展和双光子聚合3D打印技术的应用,最后对该技术的发展进行展望。

Industrial kraft lignin, a waste produced by kraftpulping process in the pulp and paper industry, was usually burnt off.Lignin is of aromatic and aliphatic characters and could be used to produce some chemicals.In this paper, phenols were prepared using kraft lignin as material, FeS as catalyst and glycerol as solvent, and the feasibility and technological parameters of chemical conversion of industrial kraft lignin were studied.The results from response surface methodology(RSM)experiments showed that the optimal reaction conditions were catalyst dosage 4%, heating time 1 h, heating temperature 270℃, liquorsolid ratio 5 ml·g-1.Total yield of phenols, obtained from GCMS quantitative analysis, was up to 55.18%.The main phenols were 2-methoxyphenol, 4-methyl-2-methoxyphenol and 2,6-dimethoxyphenol.The test results also indicated that hydrogen free radical provided by hydrogendonor solvent such as phenol and tetralin could effectively promote the thermal conversion of industrial kraft lignin.In summary, this chemical conversion method of industrial kraft lignin to phenols was feasible and effective.The results of kinetic study showed that the thermal conversion followed first order reaction kinetics, and reaction rate constant was 0.0212 min-1and activation energy was 35.7251 kJ·mol-1.

乙烯和丙烯是重要的化工原料，目前烯烃生产技术严重依赖石油，在石油资源日益紧缺的今天，烯烃的需求量却一直快速增长，尤其是丙烯。因此，以煤或天然气为原料制备甲醇进而生产乙烯和丙烯的替代路线，逐渐受到学术界和工业界的重视。近年来，甲醇制烯烃技术在基础研究和工业放大方面都获得了快速的发展。本文综述了甲醇制烯烃常用催化剂ZSM-5和SAPO分子筛的改性及催化性能研究；对甲醇制烯烃的反应机理进行了总结，讨论了碳池机理的最新研究成果；并对甲醇制烯烃和甲醇制丙烯的工艺开发和工业放大进展进行了介绍。

二维石墨烯具有卓越的光、电、热和力学等性能,在众多传统产业和战略性新兴产业中有巨大的应用前景,被誉为下一代关键基础材料。然而,石墨烯产业化及应用的瓶颈性问题是如何高效率、规模化、低成本和环境友好地制备高质量石墨烯产品。本综述系统地比较了现有石墨烯制备方法的优缺点,结合不同应用领域的特殊要求,阐明了材料化学工程的放大理论和方法是解决石墨烯大规模制备和应用瓶颈性问题的重要保障。

CO₂化学利用对碳资源利用、化解产能过剩、完善相关产业链有重要意义,CO₂转化催化剂研究因此受到广泛关注。针对具有规模应用前景的CO₂加氢合成甲醇、CO₂甲烷化和甲烷CO₂重整催化剂研究现状与存在问题,讨论了计算催化和催化剂强化制备在研究新型高效CO₂转化催化剂中的重要应用,说明了CO₂负离子的潜在应用价值;以等离子体强化制备催化剂为例,强调了多学科交叉的重要性。讨论了制备有利于传热、活性组分优化的结构化催化剂在进一步改进催化剂活性中的重要作用。指出了CO₂温室效应的复杂性,还有一些问题(如人类活动对地球磁场影响进而对气候的影响)并不清楚,强调了加强基础研究对解决这些问题的重要性。

采用多相流动与传热模型耦合的数值方法，对气流床煤气化辐射废锅内多相流场与传热过程进行了数值模拟。在Euler坐标系中采用组分输运模型计算气体组分扩散过程，并通过realizable k-ε湍流模型计算炉内流场，煤渣颗粒运动轨迹在Lagrange坐标系中计算，并考虑了气固相间双向耦合。利用灰气体加权和模型与离散坐标法相结合，计算了炉内辐射传热过程，并考虑了煤渣颗粒的热辐射特性。结果表明：炉体入口存在张角约为10°的中心射流区，其流速和温度均较高，且周围存在明显回流区，回流区内部分颗粒富集;大部分颗粒直接落入渣池，且粒径越大落入渣池时温度越高;炉内温度分布除中心射流区，整体分布均匀，且随壁面灰渣厚度的增加而升高;计算结果与实验测量结果及文献值基本一致。

采用VOF方法，对液体通流微小通道内壁面逸出气泡的形成、生长及脱离运动进行了数值模拟，并讨论了壁面浸润性、液体流速、气体流速对气泡动力学行为的影响。结果表明：气泡生长壁面亲水性增强有利于其从壁面脱离；气泡生长壁面气相覆盖率随壁面接触角的增大而增大；流动阻力因子随壁面接触角的增大而减小。较高的液体流速会导致气泡的脱离时间和脱离体积、壁面气相覆盖率及流动阻力因子减小；而较高的气体逸出速率（气相Reynolds数高于14时）对气泡脱离体积、壁面气相覆盖率和流动阻力因子影响不大。

金属-有机骨架材料（metal-organic frameworks，MOFs）是一种新型纳米多孔材料，独特的结构特征使其在储气、分离、催化、生物化学及制药等领域具有广阔的潜在应用价值。本文综述了计算化学方法在探索MOF材料结构-性能关系方面的研究进展，并着重介绍了本研究室在此方面的研究成果。

石墨烯是一种新型的碳纳米材料,具有超大的比表面积和优良的导电性能,将石墨烯与TiO₂复合可显著提高复合材料的光催化性能,在光催化领域具有广泛的应用前景。主要介绍了石墨烯/TiO₂复合纳米材料的制备方法以及在光催化降解有机污染物方面的应用,并分析了石墨烯/TiO₂复合材料促进光催化机理,最后对石墨烯/TiO₂复合光催化剂未来的发展趋势提出了展望。

镍基催化剂是一种由多孔结构的镍铝合金的细小晶粒组成的固态异相催化剂。镍基催化剂因具有机械强度高、催化活性好、制备简单、价格低廉等优点，被广泛地应用到石油、化工、制药、油脂、香料、双氧水、合成纤维等方面的加氢、脱氢、脱卤、脱硫等转化反应过程中。随着催化工业的逐步发展，对催化剂性能的要求也越来越高，原始的镍基催化剂利用率低、抗酸性差等缺点限制了该催化材料的进一步应用。因此，近年来，许多研究者一直在尝试对镍基催化剂进行改性，以改善其使用寿命、催化活性、抗酸性等性能。着重介绍了镍基催化剂的强化措施以及镍基催化剂的应用，并对镍基催化剂在各类催化反应中的应用情况进行了详细概述，在此基础上展望了镍基催化剂的未来发展。

针对橡胶硫化中的“喷霜”和橡胶裂纹的自修复问题，以升华硫为芯材，密胺树脂(PMF)为壳材，采用原位聚合法制备了密胺树脂硫磺微胶囊。研究了密胺树脂的缩聚pH值对微胶囊形态的影响，乳化剂浓度、芯材含量对微胶囊粒径的影响以及密胺树脂的缩聚pH值、液固相比(W/S)、甲醛和密胺的摩尔比对微胶囊包覆率的影响。结果表明：密胺树脂的缩聚pH值为4时制备的硫磺微胶囊形态较好；甲醛与密胺的摩尔比为2∶1，水相和硫磺的质量比为8∶1时包覆率较高；十二烷基磺酸钠(SDS)的用量为0.05 g时制备的微胶囊的平均粒径小，粒径分布范围窄。最后将制备的微胶囊应用到丁腈橡胶(NBR)的硫化中，测试表明：与硫磺硫化NBR相比，微胶囊硫磺延长了焦烧时间和正硫化时间，提高了NBR的物理性能，并且能抑制“喷霜”现象。

翅片管换热器的铜管与铝翅片之间容易发生电化学反应，在铝翅片表面形成一层三氧化二铝，增大换热器传热热阻，影响换热器乃至整个空调系统的性能。对翅片管换热器分别进行48 h和96 h的盐雾腐蚀实验，然后对腐蚀前后的实验样件测试其传热及压降特性，结果表明，翅片管蒸发器经盐雾腐蚀以后，其风阻变化在5 Pa以内，而换热量最多会降低12.5%，总的传热系数最多会减少16.6%，传热热阻最多会增加20%。

为使纳米白炭黑具有强疏水性，在传统硅烷偶联剂改性工艺基础上，引入了硬脂酸进行复合改性，制备出了具有高疏水性能的纳米白炭黑。采用红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）、接触角测试和沉降实验等研究了改性后试样的结构和性能，并讨论分析了复合改性的机理。结果表明：通过硅烷偶联剂改性，白炭黑表面接枝了氨基（—NH₂）基团；硬脂酸改性后，—NH₂基团与硬脂酸的羧基基团（—COOH）形成酰胺键（—CONH—），白炭黑最终表面形成了疏水性能优异的—（CH₂）₃COHN—（CH₂）₁₆CH₃基团。复合改性后的纳米白炭黑表面通过化学键接枝了硬脂酸分子，与水的接触角达到了140°，具有优异的疏水性能。

节能减排是当前全球性的呼声。作为回应，东亚区域的若干个政府都提倡采用更高的夏季空调温度。要推广高温空调，就必须使公众相信，这样做不会降低室内环境品质，尤其是不会降低热舒适性。要实施高温空调，就必须筛选出在这样的非常规工况下性能良好的通风系统。因其在较高室温下的良好性能，本文以数间香港办公室为例，介绍并分析一种新型通风系统——层式通风。实验和模拟计算的结果显示，如果送风速度，送风量和送、排风口的设计正确，层式通风具有热舒适性好（具体表现为头脚温差小）、能耗低、特别是呼吸区空气品质好的特点。下一步的工作将对上述优点进行定量研究。

近年来，锂离子电池技术发展迅速，隔膜作为电池中的核心材料之一，决定着锂离子电池的性能，因此隔膜材料及制备技术亟需被深入研究。目前，商业化的锂电池隔膜以聚烯烃隔膜为主，制备工艺正从干法向湿法过渡，但是近几年已经发展出了不同材料体系、不同制备工艺的隔膜。本文简要介绍了聚烯烃隔膜生产技术，重点综述了非织造隔膜材料、涂层以及新型隔膜制备技术的研究成果，并展望了锂电池隔膜的发展方向。

锂金属电池具有较高的理论比容量和最低的氧化还原电位，被认为是最有前途的电化学储能器件之一。然而，金属锂阳极上的锂枝晶所引起的一些关键问题严重阻碍了其实际应用。首先从离子浓度、电场、应力、温度四方面因素介绍了多形貌锂枝晶成核和生长机理；同时，总结了一些用于表征锂枝晶的先进技术；并归纳了抑制锂枝晶形成的策略，包括控制锂枝晶成核的亲锂表面电极、非均相晶核，控制锂枝晶生长的三维导电基体、物理涂层，以及具有固定阴离子的纳米结构电解质和形成球形锂沉积的盐包水电解质。最后提出了挑战和展望，探讨了锂枝晶的未来研究方向。

乙醇胺酯化-磺化法制备牛磺酸工艺分为酯化反应和磺化反应两部分, 用亚硫酸铵代替亚硫酸钠作为磺化反应的原料, 在含氨气体存在下与2-氨基乙醇硫酸酯进行磺化反应, 得到的优化条件为:反应温度为98℃, 反应时间为12 h, 物料配比(n_亚硫酸铵:n_酯)为1.65, 分4批加料, 2-氨基乙醇硫酸酯的转化率可以达到76.43%。对磺化反应后的混合溶液的分离提纯进行研究。首先用化学沉淀法除去其中的无机盐(NH₄)₂SO₄, 滤出沉淀物硫酸盐后稍微加热母液, 生成的NH₃·H₂O分解放出的氨气用于磺化反应过程, 此过程的除盐率达到98%以上。采用溶剂结晶法对含有牛磺酸、未反应完的2-氨基乙醇硫酸酯和不到2%的滤液物系进行分离。用均匀实验设计法考察了结晶温度、结晶时间、降温速率和搅拌速率对牛磺酸结晶过程的影响, 并用软件对实验结果进行回归分析, 得到溶剂结晶较优的工艺条件为:结晶温度为13.9℃, 结晶时间为1 h, 搅拌速率为低速搅拌(350～450 r·min^-1), 降温速率为0.5℃·min^-1 。在此条件下, 牛磺酸的一次结晶率可达到67.94%, 纯度接近100%。

利用水-醋酸-煤油体系，研究了喷射式外环流反应器的传质性能，得到了反应器结构参数与物料流率等对传质性能的影响规律。根据反应器中的流体动力学特性，将反应器划分为底部区域、预混区、混合区、环流区和分离区。反应器底部区域几乎为水相，其传质性能可以忽略。首先利用实验数据回归得到了醋酸在水相中的平衡浓度与其在油相中初始浓度的经验关系式，之后分别研究了反应器内其他4个区域的传质性能。反应器各区域的传质性能均随油相表观进料速率和水相表观进料速率的增大而提高，在混合区内设分配管可显著提高反应器各个区域的传质性能，且分配管进料速率越大，传质性能越好。相同实验条件下，各区域的体积传质系数由大到小的顺序为：预混区、混合区、环流区、分离区。

多肽是由氨基酸缩合连接而成的具有一定生物活性的化合物，在医药领域具有广阔的应用前景。多肽药物是现代医药研究的前沿方向，具有重要的社会价值和经济价值。综述了多肽生物合成法（天然原料提取法、酶解法、发酵法、基因重组法）和化学合成方法（液相合成法和固相合成法）的研究进展，重点综述化学合成法中的固相多肽合成工艺，介绍了反相高效液相色谱法、毛细管电泳法、离子交换色谱法、凝胶过滤色谱法、亲和层析法在多肽分离纯化中的应用情况，最后对多肽制药技术的未来发展进行展望。

厌氧体系中同时反硝化产甲烷因具有同时去碳脱氮的特点，成为目前研究的热点。本文阐述了厌氧同时反硝化产甲烷工艺的原理及物质和电子流向，总结了反硝化产甲烷工艺中微生物种群和主要影响因素的研究现状，探讨了目前研究中存在的问题并提出未来发展方向。分析认为，还需要优化反硝化和产甲烷各自的电子流分量、探索更加合适的COD/NO^-_x     -N比，合理分配电子流使产生的气体具有能源价值；污泥形态也影响同时反硝化产甲烷过程的进行，厌氧颗粒污泥或生物膜能缓解氮氧化物对产甲烷的抑制，更适合应用于厌氧同时反硝化产甲烷，但是还需考虑传质阻力以及进水高SS对系统的影响。

汽液相平衡计算是化工过程开发及优化设计的基础。汽液相平衡计算的核心是确定体系处于平衡状态时，温度T、压力p、液相组成x及汽相组成y 4个变量之间的关系。在这4个变量中，汽相组成一般难以准确测定，低浓度汽相组成的测定偏差更为明显，因此一般实验测定T、p、x，用热力学方法推算y。由T、p、x数据推算y的方法分为模型法和无模型法两种，无模型法由于不需要考虑各种活度系数模型的使用限制条件而备受国内外学者的关注。通过分析无模型法的原理，按照直接法和间接法两部分对目前无模型法的发展历程进行归纳综述，着重比较了各方法的适用体系、收敛速度和计算精度等方面，总结了几种常用方法的应用情况，并对无模型法未来的研究方向进行了展望。

霍夫曼重排反应作为制备伯胺及其衍生物的一种重要手段，在药物合成和功能材料制备等领域有广泛的应用。传统霍夫曼重排反应工艺存在反应效率低、流程烦琐和安全性差等问题。针对以上问题，研究者们主要从反应条件优化和过程强化两方面入手。通过反应条件优化，发展了许多温和、高选择性的反应工艺条件，为不同酰胺底物的反应方案设计提供了更多选择；微波辅助、电化学合成以及微化工技术等新型反应过程强化技术的出现，为实现高效绿色的霍夫曼重排反应创造了有利的条件。本文重点阐述了霍夫曼重排反应在反应条件优化和过程强化方面的最新研究进展。在此基础上，对该反应未来的研究方向进行了展望。

采用KBr和KI对高岭土、沸石、膨润土和壳聚糖进行改性，利用VM3000在线测汞仪作为检测手段，在固定床台架上进行脱Hg⁰实验。采用N2吸附/脱附、X射线荧光探针(XRF)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)等分析仪对吸附剂进行表征。分析发现改性后吸附剂的孔隙和比表面积降低;碘离子进入了膨润土的内部，碘、硫酸和壳聚糖中的氨基发生了化学反应。脱汞实验表明，与高岭土和沸石相比，膨润土因其独特结构而具有良好的脱汞效果。适量硫酸的加入可以极大地提高壳聚糖类吸附剂的脱汞效率;与溴改性吸附剂相比，碘改性吸附剂更能够大大提高吸附剂的脱汞效率;适当提高吸附温度可以提高其脱汞效率;因改性膨润土和壳聚糖不同的物理化学特性，水蒸气的加入使得它们的脱汞效率出现相反的趋势。