在BHandHLYP/6-31G*水平上对135个多氯代二苯并噻吩亚砜(PCDBTOs)系列化合物进行了全优化和振动分析计算，得到各分子在298.15 K、101.3 kPa标准状态下的热力学参数。设计等键反应，计算了PCDBTOs系列化合物的标准生成热(Δ_fH^θ)和标准生成自由能(Δ_fG^θ)。研究了热力学参数S^θ与氯原子的取代位置及取代数目(N_PCS)之间的关系，结果表明：PCDBTOs系列化合物的S^θ、Δ_fH^θ和Δ_fG^θ与N_PCS之间有较好的相关性。根据异构体标准生成自由能的相对大小，从理论上求得异构体的相对稳定性。以Gaussian 03程序的输出文件为基础，采用统计热力学程序计算了PCDBTOs化合物在200～1000 K的摩尔定压热容(c_p,m)，并用最小二乘法求得c_p,m与温度之间的相关方程，发现c_p,m与T、T^-1和T^-2之间有着很好的相关性(R²=1.000)。同时，根据分子体积推测了化合物的毒性，结果表明：PCDBTOs系列化合物中，毒性最大的异构体可能在4取代中。

对流体层流横掠多孔介质中恒热流加热的平板，应用Brinkman-Forchheime-extended Darcy流动模型和流体与多孔介质之间局部非热平衡理论建立守恒方程组，应用数量级分析和积分法，得出了速度边界层厚度、热边界层厚度、壁面黏性摩擦系数和对流传热系数、流体与多孔介质之间局部温差的计算公式。结果表明，速度边界层与光板时明显不同，其在平板前端迅速增长，之后越来越平坦，趋于一个恒定值;而热边界层则沿着流动方向不断增长，类似于光板时的情况;局部的表面对流传热系数在平板前端达最大值，之后逐渐减小，也类似于光板时的情况;多孔介质与流体间的局部温差在平板前端达最大值，之后呈现沿着流动方向逐渐减小的变化趋势。

针对液体中气泡上浮与传质这一非稳态、强耦合过程，分析气泡的受力情况，考虑到非恒定Basset力的影响，得出了气泡瞬态加速度模型;利用绕球流动传质边界层模型，并引入非平衡传质理论，构建了气泡的瞬态非平衡传质模型;进而依据气泡质量变化率将两模型耦合，以此构建了完整描述这一过程的耦合模型。计算实例表明，Basset力对难溶性气泡的运动过程无明显影响，但对易溶性气泡影响显著;传质条件则对两类气泡都具有重要影响，且该模型中引入非平衡传质理论后，计算值与难溶性气泡的实验结果吻合更好。

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%。

对一种铜丝结构的新型微槽道平板热管的换热特性进行了实验研究，实验在40、50和60℃ 3个稳定的管内蒸气温度条件下进行，实验工质为去离子水和乙醇。实验研究了铜丝直径、铜丝间距、实验工质和蒸气温度对热管换热特性的影响，为此新型热管在实际工程中的应用提供了设计依据。

为了研究盐水层孔隙结构特性对CO₂注入过程的影响，采用对数正态分布的随机分布孔隙率表征地下盐水层的非均质孔隙特性，引入与盐水层中局部温度和局部压力相适应的CO₂密度和黏度，建立了超临界CO₂-盐水体系的两相流驱替过程数学模型。通过数值模拟研究了超临界CO₂注入的过程参数和盐水层特性对CO₂注入特性和盐水层中饱和度分布的影响。研究表明：CO₂的注入压力主要与盐水层的深度和盐水层的体积平均孔隙率有关，而受盐水层孔隙率分布的影响较小;盐水层的孔隙率分布特性对CO₂饱和度分布影响非常显著;在盐水层总容积相同的条件下，深层盐水层的CO₂存储容量比浅层盐水层的小，且注入压力大;在CO₂封存过程中，应选择合适的注入速率，最大限度地提高盐水层封存容量的利用率。本文的计算方法和分析结果为超临界CO₂的地下封存过程和注入后的评估方法等提供了计算方法和理论依据。

以氧气作为氧化剂，开展催化汽油氧化萃取脱硫实验及氧化动力学研究。实验结果表明，氧气氧化萃取脱硫对催化汽油具有较好的脱硫效果;随着相转移催化剂用量增加、温度提高、氧气分压增大、时间延长、水与汽油体积比增大，汽油脱硫率持续提高，而汽油收率呈现降低的变化趋势。根据反应动力学方程和萃取相平衡原理，确定了脱硫率和汽油收率模型，并开展模型参数估值、统计检验和预测分析。研究结果显示，所建模型具有较高的模拟精度，预测结果与脱硫实验结果的变化趋势相同。

以NaBH₄作为还原剂，采用化学还原法制备出Ni-Mo-B或含助剂Co的Ni-Mo-B非晶态催化剂，用BET、SEM、XRD、XPS和DSC对催化剂进行表征分析，以苯酚为模型化合物研究其加氢脱氧性能。结果表明，所制备的催化剂为非晶态结构，助剂Co的加入，使催化剂粒径变小，促进Ni和B之间的电子转移，提高热稳定性。在苯酚的加氢脱氧活性研究中，加入助剂Co后，Ni-Mo-B显示出高加氢脱氧活性。在523 K、氢压4.0 MPa时，苯酚转化率达98%，加氢脱氧选择性达93%，产物中芳烃含量仅为2.92%，低于欧洲生物质油精制标准（14%）。随着温度的升高，加氢脱氧选择性进一步提高，但是在高温下，催化剂的非晶态结构不稳定，表现为转化率的下降和中间产物含量的增加。

采用浸渍法、沉积法以及共沉淀法制备了MnO_x/TiO₂催化剂。运用XRD、BET、FTIR、H₂-TPR和总酸量等技术对催化剂进行了表征，发现以共沉淀法制备的MnO_x/TiO₂催化剂具有最大的比表面积、孔体积和总酸量，孔径分布最集中，MnO_x可以在TiO₂表面高度分散。NH₃-SCR脱硝活性表明，共沉淀法制备的MnO_x/TiO₂催化剂脱硝活性最好，当Mn负载量为20%时，高空速（60000 h^-1）下，催化剂于140℃时对NO去除率可达92.9 %。

利用粒径分布为0.27～1.70 mm的煤质颗粒活性炭为吸附剂，采用固定床方式分离废弃液中的去乙酰头孢菌素C（DCPC）。以8%（体积）乙醇水溶液洗脱，得到DCPC纯度大于85％的洗脱液，收率为60%～65%。洗脱液经过纳滤膜浓缩后，通过阴离子交换树脂Amberlite IRA67吸附，以0.5 mol·L^-1醋酸钠缓冲液（pH6.3）洗脱，得到DCPC纯度96%、含量大于30 g·L^-1的去乙酰头孢菌素C的钠盐溶液，收率在90%～95%。加入丙酮，可得到去乙酰头孢菌素C钠盐结晶。以含有异丙醇的强碱溶液浸泡洗涤洗脱后的煤质颗粒活性炭，再用酸溶液中和冲洗，可恢复其吸附能力。

现代市场中，同类产品规格多样、更新换代速度加快，快速经济地设定新产品操作条件成为生产过程的迫切需求。本文首先改进实验设计（DOE）优化方法中的响应曲面法（RSM），可随着新实验数据的累积在线更新搜索算法的外延步长;然后提出RSM与偏最小二乘（PLS）逆模型的结合方法，可保证模型具有良好的内插和外延性能，显著减少实验次数、快速找到满足新产品要求的操作条件;最后通过数值仿真以及某化工过程的应用仿真验证了方法的可行性和有效性。

针对基于迭代学习控制的间歇过程产品质量优化控制算法难以进行收敛性分析的难题，并且考虑到实际生产中存在外部干扰和不确定因素的影响，本文对间歇过程模型参数动态更新问题进行了分析，建立了间歇生产过程产品质量的神经模糊（NF）预测模型，提出了一种新颖的批次轴参数自适应调节算法。在此基础上，构造了一种基于数据驱动的间歇生产过程产品质量迭代学习控制算法，并对优化问题的收敛性给出了严格的数学证明。最后，将本文提出的算法用于一类典型的间歇过程终点质量控制研究，仿真结果验证了本文算法的有效性和实用价值，为间歇过程的优化控制提供了一条新途径。

机械密封摩擦副接触端面的分形维数对摩擦副摩擦磨损特性和密封性能有着重要的影响。依据机械密封摩擦副端面接触分形模型和泄漏分形模型，分别研究了有利于减轻端面磨损的最优分形维数和基于允许泄漏率的最优分形维数。用数值计算方法得出了NHM70型机械密封摩擦副端面弹性接触面积比A_re/A_r与分形维数D的关系曲线及泄漏率q与分形维数D的关系曲线。在自行设计的试验装置上，进行了NHM70型机械密封试验研究。通过理论计算和试验验证表明，在综合考虑磨损率、泄漏率和加工成本后，NHM70型机械密封软质环端面的最优分形维数为1.61。

研究了塑化剂种类（甘油、油酸和聚乙二醇）、用量对玉米醇溶蛋白（zein）膜表面和机械特性的影响及塑化剂对zein成膜液黏度、成膜后表面形貌、水分吸附特性的影响。结果表明：含油酸的成膜液黏度最大，含甘油的成膜液黏度最小，成膜后表面呈现不同的形貌图;蛋白膜的水分吸附特性与塑化剂亲水性变化趋势一致，随甘油、聚乙二醇和油酸顺序而下降;油酸和聚乙二醇塑化的zein膜的表观接触角随塑化剂含量的增加而增加，甘油膜却呈相反趋势;蛋白膜表面润湿动力学可用指数方程模型表征，动态接触角变化速率表现为甘油膜＞聚乙二醇膜＞油酸膜;随塑化剂含量增加，聚乙二醇蛋白膜抗拉强度（TS值）下降，延伸率（EB值）却急剧增加，甘油和油酸蛋白膜的TS值和EB值具有相同的变化趋势但效果不明显。

以注蒸汽燃机-热蒸馏海水淡化复合系统为例，基于火用经济学理论，建立了系统中电、水环境负荷的分摊模型，初步分析了系统的生命周期污染物排放，计算了系统中各火用流以及系统产品的环境负荷向量，得到了电、水的环境负荷分摊比。本文的研究虽然基于注蒸汽燃机-热蒸馏海水淡化系统而进行，但所探讨的方法同样适用于以干式燃机或其他湿式燃机为基础的电水联产系统。

利用滴管炉研究了O₂/N₂、O₂/CO₂和O₂/CO₂/NO气氛下煤燃烧过程中NO_x的排放特性。实验结果表明，在O₂/N₂和O₂/CO₂气氛下，高温或高O₂浓度均使NO排放量增加。O₂/CO₂气氛下NO排放量比O₂/N₂气氛下NO排放量低大约30%～40%。在O₂/CO₂/NO气氛下，温度不同时，O₂浓度变化对NO排放量的影响规律不同，对循环NO降解的影响规律也不同。高温不利于循环NO降解。随停留时间的延长NO排放量出现两个峰值。

为了提高双污泥系统的脱氮除磷效率，以反硝化除磷污泥为研究对象，采用静态试验进行对比研究，考察了厌氧释磷量和温度对缺氧反硝化聚磷的影响。结果表明：在试验范围内，随着厌氧释磷量的增加，反硝化聚磷量、净聚磷量和硝氮去除效率增加，聚磷量与释磷量之比基本不变。在8、16、28℃三种情况下，均在约260min时结束反硝化聚磷，低温下反硝化聚磷效果显著下降。在各试验条件下，NO₃^--N去除量与PO₄^3--P去除量均呈良好的线性关系，系数为1.002～1.044，体现了系统中污泥的固有特性。

采用两级UASB-A/O组合工艺处理实际高氨氮城市生活垃圾渗滤液，在获得稳定的有机物与氮同步去除的前提下，重点考察游离氨（FA）与游离亚硝酸（FNA）对短程硝化稳定性的影响。在UASB1中进行反硝化同时产甲烷以去除部分TN和部分COD，在UASB2通过产甲烷进一步去除COD，在A/O反应器中主要实现高氨氮的短程去除和剩余COD的降解。试验共进行104 d，历经短程硝化稳定、破坏和恢复3个阶段。结果表明，当最小FA浓度控制在3.1 mg·L^-1以上时，系统可维持稳定的短程硝化，NH₄⁺-N去除率、NO₂^--N积累率、TN去除率分别可达到99%、95%和86%。当FA浓度小于0.6 mg·L^-1时，在原水碱度充足且过曝气的条件下，仅依靠FA对NOB的抑制作用，难于维持短程硝化，NO₂^--N积累率下降到29%。前两阶段的FNA浓度均低于0.011 mg·L^-1，没有对NOB起到抑制作用，而在第3阶段，FA浓度仍维持在较低浓度，但系统FNA浓度通过降低pH值而大幅度提高（最大值为0.414 mg·L^-1），从而利用FA和FNA的协同抑制作用迅速恢复并维持短程硝化，NO₂^--N积累率升高到92%。可见FA与FNA是实现并维持城市生活垃圾渗滤液短程硝化的重要影响因素。

为研究耐盐污泥膨胀发生的原因、过程以及控制方法，利用革新MUCT工艺重点考察了10 mg·L^-1盐度长期驯化的耐盐污泥在低溶解氧条件下发生污泥膨胀的过程。通过不同方式进行控制，同时比较膨胀前后系统对有机物和氮磷的去除能力，结合污泥微膨胀节能理论提出利用污泥微膨胀提高含盐污水生物处理效率的方法。结果表明：耐盐污泥在长期低溶解氧条件下会发生膨胀;盐度降低导致污泥膨胀加剧;提高盐度可有效抑制其膨胀;当好氧2段溶解氧(DO₂)维持在1.0 mg·L^-1,好氧1段溶解氧(DO₁)维持在2.0 mg·L^-1时，污泥容积指数(SVI)维持在190～210 ml·g^-1之间，稳定处于微膨胀状态。微膨胀状态下系统出水浊度大大降低，可以利用低氧微膨胀状态提高含盐污水处理效率。

强化A²O工艺中的反硝化除磷比例，是提高该工艺处理低C/N比污水时脱氮除磷效率的有效途径。采用52.5 L的A²O反应器处理实际生活污水，研究了系统在不同的反硝化除磷比例情况下微生物的种群变化及关系。试验结果表明，随着水质条件及运行状态的改变，系统反硝化除磷的比例也在变化，同时微生物种群结构表现为一种动态的演替过程，工艺条件与微生物的种群结构具有很强的映射关系。测序结果表明，具有传统除磷功能的Acinetobacter在系统反硝化除磷得到强化的时候会逐渐被淘汰，而Uncultured Chlorobi bacterium会逐渐得到增殖，可能是系统中具有反硝化除磷功能的微生物。

依据同步反硝化除硫原理，以味精废水污泥为种泥，利用全混流反应器富集并分离出同步反硝化短程除硫菌（SNB），采用传统与现代分子生物学相结合的手段对其鉴定，以确定其分类地位;利用响应面分析法优化SNB的主要生长条件。结果表明：SNB与Thauera selenatis同源性达99.0%，形态特征及生理生化与Thauera selenatis最相似，属短杆菌属，Thauera selenatis尚无中文命名;生理生化指标、全混流反应器反应条件及物料平衡显示SNB是一株兼性厌氧反硝化除硫菌;pH一次项、二次项的数值分别为0.0038、0.0095，蛋白胨一次项、二次项的数值分别为0.0868、0.447，pH对SNB菌生长有显著影响，蛋白胨对SNB生长影响其次;三因素交互影响结果为pH值最优为8，蛋白胨和蔗糖的最优投加量分别为1.88 g·L^-1和30.0 g·L^-1。

以菲、蒽和芘为研究对象，通过淋溶实验考察抑菌和未抑菌条件下三者在土壤中的迁移过程，结果表明，微生物的存在抑制PAHs淋出：抑菌条件下180 d时菲、蒽和芘的淋出率分别为8.74％、28.53％和13.56％，未抑菌条件下240 d时菲、蒽和芘的淋出率分别为0.95％、1.47％和0.37％。抑菌和未抑菌条件下3种PAHs均易吸附于表层土壤中：淋滤240 d时，约75%的菲分布在进水端0～2 cm;超过90％的蒽分布在进水端10 cm以内;85％的芘分布在4 cm以内;微生物通过阻滞作用和降解作用影响PAHs的迁移，菲、蒽和芘在土壤中都能被土著微生物降解;60 d以前土柱中PAHs降解以好氧降解为主，60 d以后， PAHs的生物降解转为厌氧降解。

以污水处理厂污泥的酸性发酵产物为硫酸盐还原菌（SRB）的碳源，在厌氧膨胀颗粒污泥床（EGSB）反应器中，研究了生物处理模拟酸性矿山废水（AMD）的工艺特性及影响因素。试验结果表明，污水厂污泥的酸性发酵产物可作为SRB的合适碳源。常温（20℃）条件下，当AMD中SO₄^2-浓度为3000 mg·L^-1，pH值3.0，EGSB反应器中液体升流速度为5.0 m·h^-1，水力停留时间HRT=13.8 h，碳源COD/SO₄^2-比值取1.0左右，进水SO₄^2-负荷为5.22 kg SO₄^2-·m^-3·d^-1时，SRB的还原能力可达到3.32 kg SO₄^2-·m^-3·d^-1，SRB的比还原能力为0.356 kg SO₄^2-·(kg VSS)^-1·d^-1。AMD处理出水pH值可达6.0，SO₄^2-还原率达到63.6%，COD去除率为45.1%，重金属Fe²⁺、Mn²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺去除率均在89%以上。出水pH值和重金属离子浓度均满足排放标准。

目前吸附材料种类繁多，给处理低浓度氨氮废水的选型带来一定困难。依据离子交换理论，研究了用沸石、氧化铝和煤渣处理浓度为50 mg·L^-1模拟氨氮废水的效果，并绘制了吸附等温线，测定这3种吸附材料对氨氮废水的离子交换速率及不同pH值和不同温度下交换容量的影响，并通过工业氨氮废水检验处理效果。结果表明，沸石和氧化铝满足Langmuir吸附等温模式，而煤渣满足Freundlich吸附等温式，三者的最大吸附量分别为8.29、1.69和2.16 mg·g^-1;以沸石处理低浓度氨氮废水效果最好，反应速率快，适应条件宽，是处理低浓度氨氮废水的良好吸附材料。

使用溶胶-凝胶法合成锌掺杂二氧化锰的纳米晶电极材料，将其与干式振动滚压法制备的纳米活性炭混合制成超级电容器所需的片状电极。纳米活性炭材料为类球状颗粒，粒径约为50 nm，且为微孔和中孔并存的狭缝结构;制备的锌掺杂二氧化锰纳米晶材料为中孔占优的孔隙结构，含有纳米锌和氧化锌的成分，经XRD测试和比表面分析，得到此纳米晶材料的平均粒径小于30 nm。分析显示，经滚压振动研磨改性的纳米活性炭与10%纳米晶锌锰材料混合的电极材料具有较好的电容性能，比电容达到299 F·g^-1。

研究了改性纳米TiO₂对纸张涂料流变行为和涂布纸性能的影响。研究发现，在同一剪切速率下，随着改性纳米TiO₂用量的增加，纸张涂料的表观黏度逐渐增大，且含改性纳米TiO₂的纸张涂料具有较高的弹性模量和黏性模量，相位角则较低;随着改性纳米TiO₂的用量在0～10%范围内增加，涂布纸的光学性能和印刷适性持续改善，且涂层表面结构的SEM和AFM观察显示，含改性纳米TiO₂的纸张涂层表面具有较优的微观孔隙结构。

采用微通道反应与水热晶化相结合的工艺路线，制备 HAP纳米粉体。结果表明，增大反应物流量比或减小微通道高度会导致HAP粉体的颗粒粒径变小，增加水热温度或时间会提高HAP的结晶性和热稳定性，反应物流量比和水热温度是影响HAP纳米粉体制备的主要因素。当反应物流量比为5∶1，微通道高度为250 μm，220℃下水热4 h时，实验可以制得平均粒径约为80 nm、粒度分布均匀、结晶度高的短棒状HAP纳米粉体。

以硫酸钙晶须、硫酸镁晶须为增强改性剂，高胶粉为增韧改性剂，ABS为主体材料，通过采用熔融混合挤出制得改性ABS复合材料。对该复合材料的力学性能、热性能进行测试，观察了硫酸钙晶须和硫酸镁晶须用量对ABS复合材料的力学性能、热性能的影响，并讨论了相关的增韧增强机理。观察了硫酸钙晶须、硫酸镁晶须/ABS复合材料的微观结构。实验结果表明，在改性ABS材料时，硫酸镁晶须与硫酸钙晶须相比，具有更好的综合力学性能。

采用差示扫描量热法（DSC）研究了SEBS-g-MAH对LLDPE等温结晶行为的影响，并通过偏光显微镜（POM）观察了LLDPE及LLDPE/SEBS-g-MAH共混体系的结晶形态。结果表明，SEBS-g-MAH的加入阻碍了LLDPE分子链的规则排列，影响了链段在结晶扩散迁移规整排列的速度，使得结晶速率变慢，结晶活化能升高，对LLDPE晶体生长起了抑制作用，晶粒尺寸减小。用Avrami方程进行等温结晶动力学研究表明，LLDPE/SEBS-g-MAH共混体系的半结晶时间t_1/2明显增大，Avrami指数n对结晶温度有依赖性，k_n值随温度的升高而减小。利用Hoffman理论计算了球晶生长过程中晶核的折叠表面自由能σ_e为0.136 J·m^-2，SEBS-g-MAH的加入使得σ_e增大了9.6%。