尽管1938年就申请了化学反应器动态操作的第一个专利，但是化学反应器人为非定态操作作为一种具有吸引力的新技术和与之相联系的复杂理论仍然是化学反应工程研究的一个新领域.本文简要地综述了这一领域的发展历史、研究现状和未来的前景.对有关的基本科学问题、关键的实验与计算分析技术做了初步讨论.为了促进在动态催化和不同尺度化学反应系统强制周期操作方面更系统、深入的研究，提出了若干建议.

建立了具有电介质核多孔介质微波冷冻干燥过程的耦合传热传质的数学模型，应用变时间步长的有限体积法对各控制方程进行数值求解.计算结果表明：（1）多孔介质内部存在着两个升华界面；（2）同无核相比，合理选用电介质核可大大缩短干燥时间；（3）在初始饱和度较低时（S₀=0.2），有、无电介质核两种情况下所需干燥时间相差较大，仍可在物料中加入电介质核来加速干燥.

采用微分计算模型对多股流板翅式换热器的优化设计问题进行了研究，提供了一种有效的通道排列方法，并编制出了相应的计算程序.利用该程序，对不同初始长度和不同片厚的多种情况进行了计算.计算结果发现，换热器初始长度对最终的收敛长度没有影响，但片厚对计算结果的影响较大.通过一个数值计算实例验证了上述方法的可行性和有效性.

旋转填充床作为新型的高效反应传质设备，广泛应用于快速反应过程，如制备纳米粉体材料.对旋转填充床内微观混合进行研究，有助于进一步认识旋转填充床内高度分散液体微元在填料丝网中的流动行为和分散混合机制，为旋转填充床内液液反应混合制备纳米材料提供理论基础.基于公开文献报道的实验观测结果，通过合理假设，建立了旋转填充床内微元流动的物理模型.在该物理模型的基础上，结合此前提出的湍流混合与反应模型，模拟计算了液体微元经过实验条件下50层丝网填料最终流出填料空间的浓度分布.由浓度分布得到的微观混合特征指数与实验值进行了对比，吻合良好.

建立了样机型模块式溴化锂吸收式制冷机高效传热管试验台；对研制成功的高效传热管在接近工业条件下进行了传热传质性能和添加表面活性剂影响的实验研究，提供了可供工程设计使用的关联式，并观察了马拉哥尼对流.实验研究表明，只有将有关技术参数如喷淋密度、冷却水和冷媒水流速等设计在合适的范围内，高效传热管才能取得较好的强化效果；吸收器高效管必须添加适量的表面活性剂，才能获得最佳传热传质效果.使用本文的高效传热管可使一台1160 kW的溴化锂吸收式制冷机节省铜材1700～2000 kg，质量减轻30%～40%.

在φ800 mm×12000 mm流化床实验装置上对150 mm×11500 mm负压差立管内气固两相流的轴向压力、空隙率和气体流动特性进行了测量和分析.立管出口无约束淹没在密相流化床内，颗粒质量流率范围G_s<1200 kg&#8226;m^-2&#8226;s^-1.立管内气固两相流态有两种存在形式，当颗粒质量流率G_s<200～250 kg&#8226;m^-2&#8226;s^-1时，流态是稀密两相共存形式；当G_s>200～250 kg&#8226;m^-2&#8226;s^-1时，流态是浓相输送流态.两种流态之间可以相互转换，主要取决于颗粒质量流率的变化.影响立管内气固两相流的轴向压力、空隙率分布、气相的流动特性和气固流态存在形式的主要参数是颗粒质量流率G_s、旋风分离器入口速度V_i、下端流化床流化速度u_f，质量流率G_s是主要的影响因素.

改进了Davis关于微米单颗粒在EDB（electrodynamic balance）中悬浮的两区理论，通过引入Oseen曳力公式和非齐次项，建立了振荡条件下颗粒完整的运动微分方程，并对其运动轨迹进行了数值模拟.从理论上证实了颗粒在EDB中存在稳定的阻尼振荡过渡区，给出了不同于Davis理论的三区状态图 (δ-β图)，从而构建了振荡条件下颗粒EDB研究的理论基础.这些理论结果的可靠性通过实验也得到了很好的验证.

对水平放置的内径为40 mm的有机玻璃管内的油气两相流进行了详细的实验研究，实验工质为46^＃机械油和空气.油相和气相折算速度分别为0.051～0.612 m&#8226;s^-1和0.024～50.64 m&#8226;s^-1，实验在室温下进行.采用Lockhart-Martinelli关联方法对各典型流型下的实验数据进行了整理，结合流动的具体情况对其中的关联参数C进行了重新定义，提出了基于典型流型的压力梯度计算模型，并对水平管内油气两相流的压降变化规律进行了分析和讨论.理论计算值与实验测量值吻合良好.

考察了处理溶液的pH值及水蒸气分压对β分子筛酸性的影响,发现水蒸气处理后，样品的酸密度减小；随着水蒸气分压的增大，样品的酸密度持续降低；酸碱性处理时，在pH＞7的条件下，样品的酸密度基本保持不变；pH≤7的情况下，酸密度随pH值的减小一直呈下降的趋势；β分子筛经水蒸气处理或酸碱性处理后，B酸的相对含量减小，说明分子筛表面的B酸经过改性可转化为L酸.

针对目前催化裂化提升管反应器后半段催化剂性能严重下降以及产品分布不太合理的状况，提出了采用两段提升管催化裂化新工艺技术取代常规的单段提升管催化裂化工艺技术.该工艺的突出特征是催化剂接力、分段反应、大剂油比和短反应时间. 在对新工艺进行理论分析的基础上，以大庆蜡油掺兑65%渣油为原料，采用ZC-7300催化剂，在小型提升管催化裂化装置上进行了一系列实验，考察两段提升管催化裂化（Ⅰ型）新工艺的可行性和先进性. 实验结果表明：与常规单段工艺相比，在相近转化率下，两段柴油产率提高6～8个百分点，轻油产率提高1～2个百分点；汽油烯烃含量减少，辛烷值提高，产品质量提高. 新工艺在提高柴油收率及改善产品分布和产品质量方面具有明显优势.

合成了一种水溶性平面双核金属酞菁衍生物，用元素分析和红外光谱对其结构进行了表征.研究了双核金属酞菁对巯基乙醇的催化活性与pH值、催化剂浓度以及不同双核金属酞菁混合配比之间的关系.实验结果表明，双核金属酞菁在pH=11时催化氧化活性达到最大，且双核钴（Ⅱ）酞菁比双核铁（Ⅲ）酞菁的催化活性高.实验还首次发现，双核钴（Ⅱ）酞菁和铁（Ⅲ）酞菁混合后具有更高的催化氧化活性，混合比以1∶1时催化活性最高，并对其机理进行了探讨.

杂卤石中含丰富的钾资源，由于其化学上的难溶性和埋藏较深，尚未合理开发利用.已有研究表明，杂卤石矿层具备溶浸开采的地质基本条件.矿石中钾的溶解是杂卤石资源合理利用的技术关键.利用CaCl2水溶液为溶剂，通过测定溶浸液中钾、钙离子的浓度，考察了溶浸剂浓度、矿石粒度、温度对杂卤石表观溶解动力学过程的影响.实验条件下，矿石中钾的溶解率随粒度的降低明显升高.矿石粒度在0.149～1 mm之间，钾的溶解率可达80%以上.该溶解反应为一级反应（对CaCl₂而言）.计算实验条件下溶浸过程表观动力学速率常数，得溶解反应表观活化能为8.34 kJ&#8226;mol^-1，实验结果初步表明杂卤石溶解过程受内扩散控制，溶解动力学方程符合未反应核收缩模型，实验结论对地浸法提取钾具有理论参考意义.

在ASOG相平衡理论的基础上，利用托马斯法（Thomas）模拟三元醇类间歇精馏过程，用精确校正法防止模拟结果的失真现象.实验结果证明了数学模型的正确性及计算方法的可靠性.定义了单位时间经济效益目标函数，并讨论了回流比和理论板数对单位时间经济效益的影响关系，得出了在给定条件下的最佳回流比为5.5，最佳操作理论板数为20的结论.

提出一种新的折息递推PLS（DRPLS）算法.通过对折息因子的调节，使模型具有更高的灵活性和适应性.克服传统PLS算法不能在线更新，普通RPLS算法无法克服“数据饱和”、可调参数少和缺乏灵活性的不足.并将其成功运用于橡胶密炼质量控制中，满足了混炼过程控制对门尼黏度预测模型灵活性和精确性的特殊要求，获得了具有足够精度和可调节性的混炼胶门尼黏度预测模型，为混炼过程的质量控制奠定了基础.

用PVD法制备光纤腐蚀传感器(FOCS)的Fe-C合金敏感膜，在光纤纤芯上得到厚度大约1 μm的Fe-C合金膜，而且光信号对敏感膜的腐蚀信息有响应.为了增加敏感膜的厚度，根据平面波导与圆柱波导的相似性，采用PVD与电镀复合的方法在平板石英玻璃上制备Fe-C合金膜，研究该膜层的形貌、结构和在不同NaCl溶液中的耐蚀性.结果表明：复合制备的Fe-C合金膜的结构和耐蚀性与普通碳钢近似，并初步监测了光信号对敏感膜腐蚀信息的响应，为光纤腐蚀传感器奠定了基础.

采用低分子量PEG-PCL-PEG、mPEG-PLLA、mPEG-PDLLA等两亲性嵌段共聚物作载体包载紫杉醇形成纳米胶束.研究了不同载药率胶束在磷酸缓冲液中释放的动力学，发现紫杉醇PEG-PCL-PEG胶束和mPEG-PLLA胶束的体外释药遵从一级释放动力学；紫杉醇mPEG-PDLLA纳米胶束的体外释放多呈现出两段零级释放动力学；低载药率胶束表现出高释药率；体外释药过程中磷酸缓冲液的更新量越大，紫杉醇的释放率越高.

以Ni²⁺离子为印迹分子、环氧氯丙烷为交联剂，在菌丝体表面制备出壳聚糖分子印迹树脂.合成的树脂与纯菌丝体相比，吸附容量提高2倍左右.优化了制备工艺，同时对树脂的吸附性能及其影响因素进行了初步研究.

枯草杆菌中性蛋白酶AS1.398可用于反胶束萃取全脂豆粉分离大豆蛋白和油脂.揭示酶的催化作用机理可用于优化萃取条件.以大豆分离蛋白为底物，研究了AS1.398在AOT/异辛烷反胶束体系中的反应机理. 由于底物分子在反胶束中呈泊松分布，通过计算底物和酶分子数比例，推算出酶催化为单底物反应的概率占绝对优势.借鉴水相酶反应模型，考虑反胶束中分子交换作用，提出了反胶束中酶的单底物分子反应的作用模型,模型推导出水相的米氏常数比反胶束相的大1个数量级.实验测定酶在水相和反胶束相的米氏常数分别为3.2×10^-3g&#8226;ml^-1和4.2×10^-4g&#8226;ml^-1.两者比值与模型推导出的关系较吻合，表明此模型可用来表示反胶束中AS1.398的催化反应.

对采用常规条形流场的H₂-Air PEMFC阴极建立了二维两相流模型，控制方程耦合了电传导方程、O₂和气态H₂O的对流-扩散方程、多孔介质连续性方程以及液态H₂O输运方程.利用模型计算了阴极扩散层中O₂浓度、气态H₂O浓度、电流密度以及液态水饱和度的分布，分析了扩散层中H₂O的传递方式及各组分浓度分布的特点.

用巨正则系综蒙特卡罗（GCMC）的方法进行了氢气在两种不同结构单壁碳纳米管束（正四边形和正三边形）中吸附的研究，模拟了三种不同温度下（77 K、133 K及298 K）的吸附等温线，对两种不同结构单壁碳纳米管束吸附储氢性能进行了对比.从势能场分布的角度分析了这两种不同结构碳纳米管束产生吸附性能差异的原因，讨论了不同管径和不同管间距的势能场分布以及对吸附性能的影响.分析认为：管间距的大小是产生势能场分布差异的主要原因，也是导致不同结构碳纳米管束吸附性能差异的主要因素.

采用电晕结合现场化学吸收的方法对NO的去除效果进行了实验研究.电晕反应器为线筒式结构，作为吸收剂的Ca(OH)₂均匀地覆盖在筒壁的内表面.实验表明此法能有效地除去气流中的氮氧化物，NO的去除率大大高于反应器内没有固体吸收剂的情况，同时反应器出口NO₂的浓度小于12 mg&#8226;m^-3.可以认为反应器内的Ca(OH)₂吸收剂与NO的氧化产物NO₂或NO₃的吸收反应促进了NO的分解反应.研究还发现在气流中有氧气和水分存在时有利于NO的氧化反应和气固吸收反应，从而提高了NO的去除率.

研究了橡胶含量、引发方式和橡胶种类对橡胶接枝苯乙烯本体共聚合动力学的影响.研究发现，橡胶链活性中心浓度较低，橡胶对引发剂自由基的笼蔽效应和对自由基的包埋是化学引发时低顺式聚丁二烯橡胶加入后聚合速率下降的主要原因；随着橡胶中苯乙烯结构单元含量的增加，橡胶的加入对接枝聚合速率的影响逐渐降低；当橡胶的黏度较高时，橡胶加入后体系的凝胶效应将导致聚合速率的增加；与热引发聚合相比，化学引发时接枝聚苯乙烯和包埋聚苯乙烯的含量较高，故其速率的下降更明显，且在相转变点出现转折点.

Monte Carlo方法模拟八甲基环四硅氧烷与N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷（D₄/APAEDMS）的本体开环共聚动力学.在兼顾模拟精度与计算经济性基础上，模拟过程采用自由体积理论简化处理扩散效应并与本征反应动力学耦合.本征动力学常数通过模拟主要共聚基元反应得到，基于优化的动力学常数通过模拟从分子水平揭示：（1）D₄/APAEDMS本体开环共聚存在总活性基团的“稳态”行为；（2）D₄/APAEDMS本体开环共聚反应过程的重均分子量与数均分子量以及分子量分布系数存在“突变”特性.

为了将具有特殊功能性的超细粒子Fe₃Al粉末均匀地分散于聚合物基体中，利用溶解吸附的方法在超细Fe₃Al粉末表面涂覆了硬脂酸和硅烷A-172偶联剂.采用TG分析法测定了两种偶联剂在Fe₃Al粉末表面的单分子层饱和吸附量(硬脂酸1.24%、A-172 1.8%)；借助红外光谱测试结果讨论了两种偶联剂与Fe3Al粉末表面之间的作用机理；借助SEM观察了超细Fe₃Al粉末在聚合物基体中的分散情况.结果表明，未经偶联剂处理的Fe₃Al粉末在基体中大量团聚，在单分子层饱和吸附量下经两种偶联剂处理的超细Fe3Al粉末能均匀地分散于基体中，尤其是硅烷偶联剂的作用效果较好.