通过高压吸收法可以将生物质超临界水气化制氢的气体产物中的CO₂与H₂分离.基于修正的UNIFAC模型、SRK状态方程以及MHV2混合规则，建立了生物质超临界气化制氢产物高压吸收法分离的气液相平衡的计算模型，讨论了CO₂与H₂分离过程中压力和温度等参数对分离效果的影响.计算结果表明：随着分离器中压力的升高，气相产物中H2的摩尔分数增加，CO₂摩尔分数迅速下降，气相中H₂的收率不断降低；随着温度升高，气相产物中H₂的摩尔分数减小，CO₂摩尔分数上升，气相中H₂的收率增加；然而，高压吸收的方法不能将气体产物中的CO、CH₄、C₂H₄、C₂H₆与H₂分离.

针对矩形流道内气、液流体的并流吸收传质过程，分别应用实时激光全息干涉术和激光多普勒速度仪对不同气、液流速下液相内近界面浓度分布与速度分布进行了实验观测.结果表明，边界层内浓度分布呈指数下降，流速越大梯度越陡，且速度边界层厚度要大于浓度边界层厚度.建立了通过物料衡算求算液相传质系数的方法.得到了不同条件下平均液相传质系数，并与Whiteman’s双膜理论的计算结果进行了比较.

通过数值模拟，结合前人实验结果，探索低温保存血管壁出现裂纹或断裂的机理;为血管低温保存的优化设计提供理论依据.使用有限差分方法求解焓法模型，自行编制程序，求解该非线性热-力耦合问题.得到了一般低温保存过程（降温-恒温-复温-恒温）中血管壁内部瞬态温度场与应力场;研究了降温速率、复温速率、降温终止温度等因素对该应力场变化历史的影响.结合前人实验结果，指出降温阶段血管最大轴向压应力的出现并非是导致血管内外壁出现裂纹的决定因素;复温初始阶段拉应力的出现才是导致血管内外壁出现裂纹的真正因素;分步复温实质上并非是缓解或者减少热应力，而是复温至某个温度区间，在血管弹性恢复至一定程度后，使其得以安全承受原本在脆性温区内不能承受的拉应力.

为了使小型撬装式LNG（液化天然气）装置的流程研究具有普遍意义，通过对液化流程的评价，分别从混合制冷剂液化流程和膨胀机液化流程中选择了极具代表性、性能最佳的丙烷预冷混合制冷剂液化流程和N2-CH4膨胀机液化流程，并结合液化流程的发展趋势，综合多种液化流程的优点，提出了节能新型混合制冷剂液化流程，对以上液化流程进行了模拟计算，并比较了流程的关键参数.结果表明，节能新型混合制冷剂液化流程简便灵活、能耗低、液化率高，适应于小型撬装式LNG装置.

以CO₂-H₂O为模型体系，实验考察了当量直径为667 μm的单通道和16个并行通道内的气-液传质行为.实验发现，液体表观速度增加，单通道内液侧体积传质系数明显提高;同一液体表观速度下，液侧体积传质系数随气体表观速度增加而增加;在实验数据基础上关联了液侧体积传质系数与气-液两相流参数间的关系.微通道内的液侧体积传质系数较常规尺度气-液接触设备至少高1～2个数量级.并讨论了并行微通道内气-液两相流分配特性对整体传质性能的影响，表明合理设计气、液流动分布结构，可保证微通道内优异的传质特性.

根据一次表面热交换器（PSHE）的结构和流动特点，利用能量守恒定律，导出它的瞬态温度变化物理模型和数学方程式.研究工作流体温度和流量发生阶跃变化时PSHE出口温度的响应特性，分析指出一次表面换热器板片各几何参数以及通道形状对其温度响应特性的影响次序是：板片厚度δ最强，宽度W和数目n次之，波纹通道形状最弱.比较研究表明，由于PSHE的固体壁面时间常数远小于板翅式和管壳式换热器，因此这种轻质结构换热器的响应特性明显优于常规热交换器，非常适用于那些要求工况经常变动、能够提供的场地和空间又十分有限的化工联合装置.

为了揭示空调工况下非共沸制冷剂在冷凝器中的换热特性，探明制冷剂和换热流体间温差的沿程变化规律，进行了相应的理论分析.建立了制冷剂的冷凝换热模型，根据标准的空调工况确定了制冷剂的冷凝物性参数.利用制冷剂状态方程得到冷凝过程中温度与焓值的对应关系，进而计算出制冷剂和换热流体在冷凝过程中的温差.通过归纳沿程位置的温差变化，得到它的变化规律，为合理设计冷凝器提供了一定的理论依据.

通过分析板式塔与填料塔各自的优缺点，在梯矩形主体连续传质塔板的基础上，提出一种由喷射型塔板、规整丝网填料及其附件构成的复合塔板.实验考察了操作条件与几何结构等因素对该复合塔板流体力学性能的影响.结果表明：与其他板式塔板相比，该塔板在相同的操作条件下具有压降更低、通量更大、操作弹性更高、雾沫夹带更小等优点.

采用无网格伽辽金法对多相流动中的颗粒运动进行了直接数值模拟.颗粒的受力通过积分颗粒表面压力和黏性力获得，颗粒运动用牛顿运动定律表示.在模拟两个颗粒一前一后的下落过程中，两颗粒呈现出文献中所观察到的拖曳、亲和、翻滚的现象.在处理颗粒碰撞上，无网格法显示了其优越性，实现了颗粒真正碰撞，解决了困扰多相流直接数值模拟发展的一个重要问题.最后，还模拟了6个颗粒在管道内的下落过程.这些计算都表明，由于无网格法不需要单元的连接，适合于推广到大型的气固两相流的直接数值模拟计算中，从而为多相流直接数值模拟的广泛开展奠定坚实的基础.

采用量化计算和分子模拟方法，设计、合成了9种不同结构的氯化金属卟啉铁催化剂，并对其前线轨道能量进行了计算，将计算结果与其催化氧气液相氧化对硝基甲苯制取对硝基苯甲酸反应的活性数据相结合，研究了不同结构的五配位金属卟啉铁催化剂的微观结构（E_HOMO和ΔE_L-H）与催化活性(产物收率)之间的关系，建立了相应的定量构效关系(QSAR)式.经统计检验量检验，发现五配位金属铁卟啉的E_HOMO对催化活性的影响大于ΔE_L-H对催化活性的影响.根据拟合的定量关系，对环外取代基为甲基的2种五配位金属铁卟啉催化剂的活性进行了预测，并经实验验证，证明所预测的活性与实测的活性相符.

基于热力学第二定律提出了一种新型精馏节能技术——塔内换热精馏.对塔内换热精馏的概念及其节能原理进行了详细的阐述.分析表明，它尤其适合于塔顶、塔釜温差较大的场合.指出实现塔内换热精馏的关键是寻找既有良好的传热性能、又有良好的传质性能的内构件，并介绍了一种内构件——垂直翅片管，建立了塔内换热精馏的平衡级模型——MESHQ方程组，提出一种利用PRO/Ⅱ计算塔内换热精馏的简化方法.

大气中挥发性有机物（VOCs）所造成的污染严重地危害人体健康，引起了社会公众和政府的高度重视，研究高效的VOCs治理技术已是一个刻不容缓的课题.本文主要研究用微电磁天平在线测定20、60、90、140℃时甲苯、丁醇和乙酸乙酯在蜂窝状活性炭MAC上的吸附等温线，并用Langmuir、Freundlich、Langmuir-Freundlich、DR和Toth方程对吸附实验等温线进行了拟合.结果表明，MAC对3种VOCs都有比较大的吸附容量，是一种有效的治理VOCs的方法;无论在低浓度下还是在高浓度下，Toth方程都能够很好地拟合甲苯、丁醇和乙酸乙酯在MAC上的吸附等温线，相对误差不超过±6％.

研制了一种可以采用渔船柴油发动机余热加热的以复合吸附剂（CaCl₂和活性炭）-氨为工质对的吸附式渔船制冰机.由于采用了复合交变分离热管原理，吸附制冰机解决了用海水直接冷却吸附床带来的腐蚀等问题.建立了小型渔船吸附制冰机试验装置，每个吸附床的复合吸附剂的质量为2.35 kg.试验研究表明，在两床循环中采用回热回质过程系统的制冷功率提高约103.8%，制冷系数（COP）提高了约为100%.在采用回热回质的条件下，制冰工况所得到的单位质量的氯化钙的制冷功率（SCP）约为281.9～712.8 W•kg^-1，相对于目前国内外的研究成果，提高了1.4～3.5倍.

提出了一种数据分类的两步矩阵投影算法.指出Crowe提出的矩阵投影算法在数据分类中存在由于投影矩阵不惟一，导致已测可校正数据分类不彻底的缺点.采用已测数据预分类的方法，对其进行了修正.在此基础上，将矩阵投影算法引入到了未测数据分类中，提出了基于矩阵投影算法的未测数据分类算法.新算法只需求解两个投影矩阵就可以实现所有数据分类.从而避免了常规方法在未测数据分类时，求解未测数据关联矩阵绝对线性无关列的计算，提高了计算效率.数学推导和算例验证了新算法的有效性.

以开放式方程建立精馏塔严格机理模型，对精馏塔的操作优化进行了研究.根据精馏塔操作优化命题自由度低、模型结构稀疏且导数难以解析求解的特点，提出了基于简约空间序列二次规划算法（SQP）和混合求导方法相结合的精馏塔操作优化计算方法.在该方法中优化命题采用简约空间SQP算法求解，求解过程中需要的导数信息采用解析表达和预处理的自动微分技术求取.计算结果表明，本文方法在计算效率上大大高于基于差分求导的标准SQP算法，有利于在线实时优化的实施.另外本文优化结果也表明，精馏塔操作优化对提高产品产量、提高综合经济效益具有明显作用.

精确的物料平衡模型是数据校正技术的基础，但实际上，频繁发生的调度事件动态地改变着物料的流向，目前的研究中往往容易被忽视，为此，从工程实践的角度出发提出一种新的处理方法.依据专家经验选择贝叶斯网络关键变量，利用大量的历史数据学习出贝叶斯网络，继而利用贝叶斯网络的诊断功能实现对调度事件的实时跟踪，最后建立精简模型, 增强了数据校正的可行性.仿真研究证实了该方法的有效性.

以阴阳离子表面活性剂混合体系为研究对象，通过测定体系在不同种类盐溶液中的三元相行为，探索了盐对体系相行为中的双水相区位置及相区宽度的影响规律.研究发现，阴离子双水相区的位置与宽度主要受盐阳离子的影响，盐阳离子半径越大，极化率越高，阴离子双水相区向阴离子表面活性剂方向移动的趋势越大，相区越宽;而盐的阴离子是影响阳离子双水相区位置与宽度的主要因素.

以克雷伯氏杆菌为研究对象，系统研究了1,3-丙二醇厌氧和微氧代谢途径.采用代谢通量分析法建立了代谢通量平衡模型，通过线性规划对1,3-丙二醇厌氧和微氧发酵进行了优化分析，得到其最优代谢通量分布和最大理论得率，并分析了比生长速率、底物浓度以及乙醇生成速率、氧气消耗速率、呼吸商对1,3-丙二醇得率的影响.

根据产朊假丝酵母利用葡萄糖作为惟一碳源生物合成谷胱甘肽的代谢网络，利用代谢通量分析方法分析了谷胱甘肽分批发酵不同阶段各代谢途径碳通量的分布和变化规律.在此基础上，通过分阶段温度控制和L-半胱氨酸添加等策略，调节谷胱甘肽分批发酵过程中的代谢通量分布，谷胱甘肽生物合成的产量明显提高，最大增加幅度分别达到23%和91%.同时对这些策略下谷胱甘肽的过量合成机理进行了解释.

在间歇式高压反应釜中，以K2CO3为催化剂，在450℃，27.5MPa条件下对生物质的三种主要成分纤维素、半纤维素、木质素以及它们的混合物在超临界水中进行了气化制氢的实验研究，初步讨论了气化反应机理.研究结果表明：相同反应条件下，纤维素的气化效果最佳、半纤维素次之、木质素最差;混合物中木质素的存在会抑制H2和CH4的生成，但抑制作用随着其质量分数的减少而减弱.纤维素和半纤维素之间没有明显的相互作用.同时，获得了预测产气量与混合物中纤维素、半纤维素和木质素质量分数之间关系的关联式，实验证明，关联式预测精度在±10%以内.

探讨了阴极液下辉光放电等离子体重整低碳醇水溶液制氢反应过程.比较了水溶液和低碳醇水混合溶液中阴极等离子体重整制氢实验，发现以低碳醇水溶液为等离子体重整介质时，低碳醇分子在阴极等离子体层中表现出明显高于水分子的反应活性，阴极气体单位体积能耗可以降至2.690×10³ kJ•m^-3，生成气体中氢气含量达95％，并有一氧化碳和二氧化碳.分析了电压对阴极生成气单位体积能耗和气体组成的影响，发现电压越高等离子体密度越大，阴极生成气单位体积能耗降低，被等离子体分解的溶剂溶质分子也越多.比较了不同浓度低碳醇溶液的产气情况，低碳醇浓度对生成气组成和单位体积能耗有重要影响.

从针叶木硫酸盐原浆、氧漂浆以及氧漂后的废液中分离出残余木素，在四甲基氢氧化铵（TMAH）存在下，采用裂解气相色谱-质谱联用(Py-GC-MS)的方法研究了氧漂过程中木素分子结构的变化.对裂解产物的分析表明，木素裂解时产生多种甲基化的芳香化合物，以愈创木基型化合物为主;氧漂能够氧化和降解木素分子，产生更多的羧基化合物，氧化程度高的木素分子容易从纸浆中溶出，氧漂优先脱除沉积在纤维表面上的短侧链木素.

采用二次阳极氧化工艺制备了高度规则排列的多孔氧化铝（PAA）模板，并利用模板法与溶胶-凝胶法结合的模板组装技术制备了氧化钛纳米线阵列，得到了直径在50 nm左右，线间距约为50 nm的纳米线阵列.研究了模板组装过程不同压力条件对溶胶向模板孔洞中填充度的影响，发现在一定的负压条件下，有利于PAA孔中气体的排出，得到高的溶胶填充度，进而制备出高质量的纳米线阵列.分别通过SEM及XRD技术表征了PAA模板及纳米线的形貌及相结构.SEM观察发现纳米线彼此平行，表面光洁，不存在龟裂，纳米线的长度和直径与所使用模板的厚度和直径一致，表明纳米线的生长受控于模板;XRD分析表明模板为单一的θ-Al₂O₃晶型，纳米线为锐钛矿型TiO₂.

制备稳定的Span80-Tween80/异辛烷/AM-H2O反相微乳液聚合体系;用电导法考察了不同HLB（亲水-亲油平衡）值下电导率的变化规律;研究了正丁醇、氯化钠和乙酸钠对微乳液体系电导率变化的影响规律.采用TEM、AFM、DSC、激光纳米粒度仪等手段测定了聚合前后微乳液的粒子形态、粒度和粒度分布.结果表明：HLB为5.4时，体系的电导率变化较小，正丁醇浓度为25 g•L^-1时电导率几乎没有变化，形成的微乳液较为稳定，而且增溶的水相也比较多.当氯化钠浓度为50 g•L^-1或醋酸钠浓度为25 g•L^-1时会增加体系的稳定性.对该体系聚合，可以得到相对分子质量（M_R）为5.64×10⁶、固含量为32%的聚合物乳液.所制备的聚合物为球形、单分散的准纳米材料，粒径（D）在140 nm左右.反相微乳液聚合的聚丙烯酰胺（PAM）的比表面积为21.684 m²•g^-1，玻璃化转变温度T_g为193℃.

用交流电化学沉积方法，在多孔铝阳极氧化膜的柱形孔内制备直径约60 nm，长度约为9.7 μm的Fe₂₁Ni₇₉合金纳米线.采用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪和振动样品磁强计对纳米线的形貌 、结构和磁学性质进行了测试.结果表明，Fe₂₁Ni₇₉纳米线排列有序，长径比可控，合金呈fcc结构.当将其在外磁场下进行垂直磁化时，磁滞回线出现较高的矩形比0.86，矫顽力达1203Oe.且随着退火温度升高，矫顽力迅速增大，500℃时达到最大值1315Oe，之后又随退火温度的升高而下降.矩形比也呈现类似的变化规律.

椰壳、椰壳渣与石油焦性能差异明显，必须脱灰处理才能作为高比表面积活性炭优质原料.正交实验结果表明：采用10％的H₃PO₄，常温下处理3 h，椰壳灰分可脱至0.42%，椰壳渣可脱至0.75%.改进椰壳酸水解工艺后，椰壳渣灰分也可脱至0.40%，满足制备高比表面积活性炭优质原料要求.活化后产品酸洗脱灰可提高吸附性能9％，浮选脱灰可提高吸附性能11％.

在八甲基环四硅氧烷（D₄）为单体，十二烷基苯磺酸 （DBSA）为乳化剂和催化剂，正戊醇(C₅H₁₁OH)为助乳化剂的单体微乳液体系中，进行D₄的微乳液聚合.研究了聚合温度、乳化体系组成、交联剂乙烯基三甲氧基硅烷（VTMS）对D₄微乳液聚合动力学的影响.结果表明：微乳液聚合没有常规乳液聚合的恒速反应期，在较高温度下，反应迅速进入快速反应阶段，达到一定转化率后又快速下降并趋于平衡转化率.高温有利于加快聚合速率.适当增大乳化剂DBSA与助乳化剂的比例，单体微滴的尺寸减小，聚合速率增大，产物粒径减小.交联剂VTMS的引入，不仅使线性聚硅氧烷形成交联的弹性体网络，而且改变了端羟基硅氧烷的缩合平衡反应速率，抑制了逆反应，加快了聚合速率.

以N，N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，过硫酸铵-亚硫酸氢钠为引发剂，采用水溶液法合成了醚化海藻酸钠-丙烯酸-聚乙烯醇高吸水性树脂.考察比较了树脂在不同pH值缓冲溶液和盐溶液中的平衡含水率.结果表明，在酸性介质中，凝胶的溶胀过程为—COO^-的质子化过程控制,溶胀过程表现出non-Fickian动力学行为; 在碱性介质中，溶胀过程主要由溶剂扩散控制,表现出Fickian动力学行为，随着pH值升高，凝胶的平衡含水率升高; 在离子强度相近时，树脂在pH缓冲溶液中的溶胀率比在单价盐离子溶液中低，但比在二价盐溶液中高.对聚合物-溶剂的相互作用机理进行了探讨.