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

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%。

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。

氧还原反应（ORR）是质子交换膜燃料电池和金属空气电池等清洁能源转化技术中的关键步骤，但其反应能垒高，动力学缓慢。目前，氧还原性能最佳的催化剂仍然是已经商业化的碳载铂（Pt/C）催化剂，但其价格高、资源储量低，难以大规模应用。因此，近年来许多研究者致力于探寻低成本高性能非铂ORR催化剂，以期降低催化剂成本，推进质子交换膜燃料电池和金属空气电池的商业化进程。杂原子掺杂碳材料属于一种新型的非贵金属ORR催化剂，具有优异的电化学性能且成本低廉，显示了广阔的应用前景。以杂原子的不同作用原理为线索综述最近几年杂原子掺杂碳基ORR催化剂的研究进展，着重论述杂原子对于碳材料电子结构的影响，并讨论了杂原子掺杂碳材料催化剂面临的问题以及发展趋势。

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。

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。

微生物胞外电子传递（EET）过程在自然界中普遍存在，并且在能源利用和环境修复等方面具有广阔的应用前景，但是低效的电子传递一直是其在实际应用中的关键瓶颈。纳米材料具有独特的表面效应、体积效应、量子尺寸及宏观量子隧道效应等性质，引入纳米材料与电活性微生物相结合实现优势互补，可以缩短电荷转移路径，从而提高EET效率。本文综述了EET方式，以及纳米材料的电子转移能力、氧化还原电势、表面结构与性质、生物相容性及纳米材料-微生物的界面构筑对EET过程的影响，重点阐述了纳米材料与电活性微生物界面构筑的各种策略，并讨论了这些策略的适用性和局限性，最后展望了纳米材料强化电活性微生物EET的未来研究方向。

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。

高温热泵可以有效回收工业余热，达到节能减排和保护环境的目的。目前，有关高温热泵技术的研究热点在于寻找一种全球变暖潜能值(GWP)低、使用性能良好的工质，以替代现有CFC-114、HFC-245fa工质。对新型环境友好型工质HFO-1234ze(Z)进行了综述，其GWP＜1，临界温度高于423 K，是一种潜在的高温热泵替代工质。总结了近年来国内外学者对HFO-1234ze(Z)的合成技术、热力学性质、输运性质、传热性能等方面的研究，并分析了HFO-1234ze(Z)在高温热泵系统中应用的可行性，认为HFO-1234ze(Z)在高温热泵中具有较好的工作性能和发展前景。

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。

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。

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。

手性是自然界和生物体中广泛存在的一种性质，约半数以上的药物活性成分含有手性中心，受手性分子的空间立体选择性影响，手性对映体药物往往较其外消旋体表现出更高的活性、更低的副作用，因而，精准制备手性单一对映体药物具有非常重要的研究意义。目前，手性外消旋体拆分是制备单一对映体的最高效、便捷的途径，而结晶拆分是实现手性单一对映体分离最为重要且广泛应用的技术。综述了近年来手性药物结晶拆分的研究进展，梳理了结晶拆分研究的发展历程，重点介绍了基于经典拆分方法（非对映体成盐拆分和优先结晶）和近年来发展的基于优先富集和Viedma熟化的对映体拆分新技术以及结晶拆分的强化方法，并简述了色谱、膜分离等其他手性外消旋体分离方法。最后，对手性药物的结晶拆分方法进行了总结和展望。

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。

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.

纤维素热解的机理研究对于生物质能的热利用至关重要，能够有效指导工业实际应用。基于著名的Broido-Shafizadeh模型，纤维素热解被分为两步，首先转变为活性的熔融态中间体（中间态纤维素），然后通过解聚和开环生成左旋葡聚糖、5-羟甲基糠醛、羟基乙醛等重要的化工原料。在这两步转变中，主要涉及低温段氢键网络的断裂、中间态纤维素的生成，以及高温段的解聚和吡喃环开环反应。本文从这3个部分对前人的研究进行了综述，着重介绍了中间态纤维素的生成和表征，综述了纤维素热解几个研究方向：结晶度和结晶形态对热解的影响、纤维素解聚反应方式、吡喃环开环方式等，详细阐述了二次反应对纤维素热解的影响，并提出了部分解决方案。关于纤维素热解依然存在诸多未知和争论，需要进一步的实验研究和理论计算对其进行揭示。

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。

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。

流化催化裂化（fluid catalytic cracking，FCC）工艺是石油炼制中的重要转化工艺，用于生产汽油、柴油、轻质烯烃等重要化工原料。FCC反应过程的CFD模拟有助于理解FCC反应器中流动和反应行为，辅助设计和优化FCC工艺设备，最终指导工业生产和实现虚拟调控和放大。从与FCC反应模拟相关的多相流动模型、反应动力学模型以及流动与反应之间耦合等方面做了回顾和总结。在流动与反应耦合研究方面，从湍流模型的使用、流动结构的影响、精细化模型的发展以及原油汽化模型的重要性这4个角度做了分析比较及总结。基于已有的研究工作，认为虽然很多研究表明CFD模拟能较好地揭示工业FCC提升管反应器内的流动和反应行为，但缺乏采用同一方法实现从小试到工业反应器模拟放大的实例，从侧面反映了当前的FCC理论模型和模拟技术还远未达到可以代替实验的水平。展望未来的FCC反应模拟，建议从模型精细度和计算效率上加强研发，并在此两方面寻求平衡，最终实现虚拟调控。

固/液界面上形成界面纳米气泡（SNBs），广泛存在于电催化、流体输送、矿物浮选等领域中，并影响各个过程的效率，因此明确其形成及稳定机理对过程调控具有重要意义。首先从实验观察和模拟计算两个角度，对纳米气泡的研究方法进行探讨，综述了不同气体类型、固体界面性质、液相添加剂下纳米气泡的形成规律。由于目前纳米气泡形成后的稳定性尚不十分明确，主要总结了现阶段广为接受的接触线钉扎稳定机制，并分析了该领域的研究现状。此外，考虑到离子液体作为重要的化工溶剂，概述了该体系中微纳气泡的相关研究。最后简要对未来工作进行了展望，以期为离子液体体系中纳米气泡的研究提供新思路。

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。

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。

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。

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。

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。

利用电化学还原技术将二氧化碳（CO₂）转化为高能燃料或高值化学品是提升CO₂利用附加值、缓解CO₂排放压力的有效途径，也是风电、水电和太阳能等绿色能源的转化与存储方式之一，对间歇性电能“削峰填谷”意义重大。实现高效电化学还原CO₂的关键之一在于创制高性能的电催化材料。综述了碳基催化材料在电化学还原CO₂方面的研究进展，系统探讨了本征缺陷碳材料、掺杂碳材料、碳基复合材料和整体式碳材料的结构特点以及与电催化还原CO₂性能的构效关系，并在此基础之上，展望了碳基催化材料在电化学还原CO₂领域中的挑战和未来发展。

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。

微反应器一般是指通过微加工和精密加工技术制造的小型反应器，其为微化工技术的核心部件之一。与传统的釜式反应器相比，微反应器具有很大的优势，顺应了高技术含量和可持续发展的要求。在化学化工、材料、生物等诸多领域的研究和生产过程中，微反应器都有着广泛的应用前景，这其中一大部分涉及到了危险或不稳定物质的合成过程及高放热反应过程等。本文主要介绍了国内外利用微反应器技术进行重氮化反应连续化的研究进展，以及利用微反应器进行连续重氮化/偶合反应合成偶氮染料及颜料的研究进展。微反应器技术使化学反应过程变得更快速、更安全、更环保，所以具有很高的工业应用价值，也是化工领域未来的发展方向之一。

电化学脱盐技术通过可逆的电化学过程实现离子固定化，是一种很有前途的节能水处理技术。有关脱盐机理的研究有助于深入了解离子传输和去除特性，进而为材料和电池的设计提供理论支持。根据电化学基本原理，可以将电化学脱盐机理分为电吸附机理与电荷转移机理两大类，后者包括氧化还原活性导电聚合物、离子插入（或插层）反应、转化反应以及氧化还原活性电解质。先进表征技术（包括原位X射线技术、原位波谱技术以及其他技术）和计算机建模与仿真（包括分子动力学模拟、密度泛函理论、有限元分析）在机理分析中起到关键作用。

为了获得氢氟醚HFE7100、HFE7500的热物理性质参数,补充现有数据不足,为其作为电子元器件的冷却介质、工业清洗剂等工程应用提供技术支持,利用瞬态热线法测量了常压下HFE7100和HFE7500的热导率,并用表面光散射法测量了HFE7100和HFE7500的液相黏度和表面张力。HFE7100和HFE7500的热导率和液相黏度均关联成温度的多项式函数,HFE7100热导率和黏度的实验值和关联式的平均绝对偏差分别为0.37%和1.19%,HFE7500热导率和黏度的实验值和关联式的平均绝对偏差分别0.08%和1.10%。利用改进的van der Waals关联表面张力和温度的关系,HFE7100和HFE7500的表面张力的实验值和关联式的平均绝对偏差分别为0.03 mN·m^-1和0.02 mN·m^-1。获得的HFE7100和HFE7500的热导率、黏度和表面张力实验数据及方程,可为其工程应用提出数据支持。

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%。

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。

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。

开发清洁高效的可再生能源是未来能源转型的必然趋势。氢能作为一种绿色无污染的能源载体，可通过电解水技术实现氢能与电能的高效转化，有望作为风力、光伏发电的重要调节手段。碱性膜电解水制氢能够提高电流密度，增加能量转化效率，优于碱性水溶液电解水制氢；与此同时，可采用铁、镍等非贵金属制备催化剂，克服质子交换膜电解水制氢使用贵金属催化剂带来的设备昂贵、资源受限问题。本文综述了碱性膜电解制氢技术发展现状，重点围绕自支撑催化电极、耐碱腐蚀离子膜、有序结构膜电极开展讨论，包括催化剂制备策略，耐碱离子膜发展现状，以及有序化膜电极的应用优势，阐释电化学工程中的传质与反应耦合原理。本文为进一步研究开发高性能电化学关键材料提供了指导思路，推动电解水制氢技术的发展。

随着锂离子电池在电动汽车、便携式电子设备、电动工具及电网储能中的用量持续增加，锂资源需求量快速增长。我国盐湖集中分布在青藏高原地区，青海盐湖普遍具有高镁锂比、低锂含量的特征。高镁锂比盐湖提锂是世界性难题。本文综述了高镁锂比盐湖卤水镁锂分离与锂提取技术的最新研究进展，包括萃取法、吸附法、反应/分离耦合技术、膜法和电化学法。从各技术原理、特点、性能等方面分析了各方法特征和适用性。在现有技术中，吸附法更适合高镁锂比卤水；萃取法可用于锂浓度较低的卤水；新发展的反应/分离耦合技术能实现高效提锂与镁锂资源综合利用；以纳滤、电渗析、双极膜为代表的膜法具有能耗较低和模块化的优点；电化学法具有装置简单的优势，但仍需进一步优化系统。我国盐湖锂资源提取需提高总收率，提升提锂后资源综合利用程度，发展锂产品高值化、多元化利用途径，加强盐湖提锂的工程化技术研究，突破并掌握核心技术与装备，实现盐湖资源高效、综合、可持续利用的目标。