近年来锂离子电池在动力电池方面被寄予厚望，但安全性是制约其应用的关键之一，而其安全性与电解液性质密切相关。离子液体具有不可燃、不挥发、热稳定性好等优点，可作为电解液以替代传统有机溶剂应用于锂离子电池中。基于现有研究，本文阐述了各类离子液体作为锂离子电池电解液的优异性和不足点，进而综述了各种针对离子液体自身不足采取的性能改进方法，并对该方向的进一步研究进行了展望。

全钒液流电池(VRB)的模拟和仿真是电池系统设计、放大、控制和优化的基础。根据VRB模型的复杂程度，本文详细介绍了VRB经验和半经验模型的研究内容，重点分析了近年来发展迅速的机理模型研究，对比分析了每个模型的优缺点，指出了VRB模拟和仿真未来的研究方向主要是建立接近真实的模型以及与实际运行控制系统联合，同时模拟仿真的实体也应从单电池向电堆、模块和电池系统发展。

在Linux操作系统下采用Towhee软件和NPT-Gibbs系综Monte-Carlo方法（GEMC），模拟了不同温度、不同压力下二元体系［BMIM］Br+H₂O的汽液相平衡性质。提出了一种修正介电常数的方法来计算长程力，所得结果与非极化模型、极化模型及实验结果进行了比较。结果表明：相比于极化模型和非极化模型，修正介电常数的计算结果更接近实验值。此外，采用DL_POLY软件和分子动力学模拟的方法对［BMIM］Br水溶液的扩散系数进行了计算。结果表明：随着溶液中水含量的增多，ILs阴阳离子以及水分子的扩散系数得到了明显的改善。

合成了一种无色、透明、均一的氯化胆碱-尿素-氯化镁类离子液体。采用傅里叶红外光谱仪初步解析了类离子液体的结构。利用电导率仪、旋转式黏度计和密度计等仪器分别测定了该类离子液体的电导率、黏度和密度，并得出了其随温度和组成的变化关系。根据物理化学性质与温度的关系计算了Gibbs自由能、焓变和熵变等热力学数据。同时测定了类离子液体的循环伏安曲线并分析了其电化学行为。

合成了离子液体1-丁基-3-甲基咪唑磷酸二丁酯(［BMIM］［DBP］)，用静态法测量了［BMIM］［DBP］与H₂O/CH₃OH/C₂H₅OH 所形成的3个二元体系的汽液平衡数据，并用NRTL模型对活度因子进行关联。实验结果表明，［BMIM］［DBP］+H₂O/CH₃OH/C₂H₅OH二元体系汽液平衡数据对Roualt定律呈负偏差，说明3个体系均可作为吸收式热泵的潜在工质。3个体系的关联结果与实验数据的平均相对误差分别为2.37%、2.51%和1.89%。

针对目前缺乏有效的大型塔板气速分布测试方法的现状，利用塔板压降的加和模型和塔板压力平衡，推导出沿塔板液流方向上不同区域的局部气速模型。在6400 mm×800 mm大型双溢流、16分区空气/水冷模试验塔上对所推导出的公式进行验证。结果表明，该模型依据塔板压降和持液分布数据能够对塔板上的气相分布进行很好的表征和量化。

针对工业催化裂化φ5 m的主分馏塔操作稳定性差、压降高等生产问题，利用FRI对网孔塔板试验现象观察结果，对催化分馏塔内固舌塔板的操作现象进行了类比，结果表明：催化分馏塔内的固舌塔板存在着严重的入口泄漏和出口喷射的分相流操作现象，表现出显著放大效应的特征。解决这一问题的关键是调控塔板上液层分布，为此提出了塔板上增设入口堰和出口堰，调控塔板上液层分布，消除放大效应，从而达到降低塔板压降，改善操作效果的目的。通过固舌塔板增堰的新方法并结合部分应用Super V1浮阀塔板，对装置进行了技术改造，结果表明：在140万吨/年加工能力的条件下，改造后的全塔压降由开车初期的28～34 kPa（国内设计经验值）降低到稳定的16 kPa，降低了约50％，该数值与设计计算的全塔压降18 kPa十分一致；汽柴油总收率由原来的68.13％提高到68.48％，轻收提高了0.35%，柴汽比由0.82提高到0.88；汽柴油产品由改造前重叠28℃降低到6℃，表明分离效率得到提高。在160万吨/年加工能力下，全塔压降仅为26 kPa，仍低于扩能前的压降，且操作平稳，产品质量完全合格。

以超纯水为工质，在不同的充液率（35%、50%、70%）和倾角（60°、90°）下，对并联式脉动热管的传热特性进行实验研究，分析在不同加热功率下充液率和倾角对并联式脉动热管壁面温度、加热端与冷凝端温差、传热量及传热热阻的影响，并对传热热阻进行不确定度计算。实验结果表明，充液率和倾角对脉动热管的传热特性影响显著。倾角为90°时，3种充液率条件下，充液率为35%和50%时的壁面温度脉动稳定性要优于充液率为70%的情况，并且充液率为50%的传热热阻最小，加热端与冷凝端温差最小，充液率为70%的传热热阻最大，加热端与冷凝端温差最大。充液率为50%，倾角为60°和90°时，在相同的加热功率下，倾角为60°的壁面温度的脉动幅度较大，传热热阻较高，传热极限变窄，传热效果明显差于倾角为90°的情况。

在圆管内一个截面上安装两个扭旋叶片的组合形式会产生多个纵向涡，纵向涡的形式与强弱受相邻两组叶片旋向和错位角的综合影响。为探究各种组合形式对湍流换热性能的影响，研究了6种不同组合形式某一截面上速度与温度梯度和压力梯度的协同程度，得出结论：错位角对Nu和压力降的影响明显大于叶片旋向的改变。在近壁区，增加错位角可以提高速度与温度梯度的协同程度，而且相邻两组叶片旋向相反形式优于旋向相同的形式；但旋向相同形式的速度与压力梯度的协同程度优于旋向相反形式，然而这种差距会随着错位角的增加而减小，当错位角为90°时，在y/R<0.75时协同程度非常接近。

为了研究水热管内腔里的温度均匀性，进行了水热管内腔的温度场和速度场的数值模拟。建立了包括管壁、吸液芯及内腔里的液体水和水蒸气3个耦合传热区域的水热管数理模型，采用VOF模型对水热管内部的流动与传热传质过程进行了数值模拟分析，得到了水热管稳定运行时的温度场和速度场分布，并探讨了加热温度、加热段长度和充液量等参数对热管内腔温度场分布的影响规律，计算结果与实验结果的对比结果表明两者能够较好吻合。本文研究结果可为水热管的设计、运行和改进提供理论依据和参考。

采用后嫁接法将不同量的1-甲基-3-丙基(三乙氧基硅基)咪唑的氢氧化物(［Smim］OH)嫁接到介孔硅胶(SiO₂)上，采用傅里叶变换红外光谱、元素分析、硅核磁共振及热重分析等技术对所制备的材料进行表征。在无溶剂、温和的条件下，将碱性嫁接型离子液体用于CO₂与环氧丙烷(PO)合成碳酸丙烯酯(PC)的环加成反应来考察其催化活性。结果表明，离子液体［Smim］OH成功地以共价键嫁接到介孔硅胶上得到碱性嫁接型离子液体(GILs)，但不同量的［Smim］OH嫁接程度有所不同；在优化条件下，PO的转化率为99.5%，选择性为100%。反应后催化剂经过滤即可分离回收利用，且多次使用仍保持较高的反应活性。

一步法制备了4种季铵盐型离子液体，并用FT-IR和¹H NMR表征结构。结果表明所合成的离子液体符合其理论结构；以它们为催化剂进行了乙酸正丁酯的合成研究，在相同条件下乙酸正丁酯的产率顺序为［Et₂NH₂］［HSO₄］>［Et₃NH］［HSO₄］>［n-Pro₃NH］［HSO₄］>［n-But₃NH］［HSO₄］，并且［Et₂NH₂］［HSO₄］和［Et₃NH］［HSO₄］与产物不互溶，而［n-Pro₃NH］［HSO₄］和［n-But₃NH］［HSO₄］与产物互溶，表明季铵盐离子液体的催化活性和极性都随阳离子链长度的增加而降低。以三乙胺硫酸为催化剂考察了反应时间、反应温度、醇酸摩尔比和离子液体用量对乙酸正丁酯产率的影响规律，结果表明：在n(正丁醇)∶n(乙酸)∶n(离子液体)=1∶2∶0. 25，反应时间8 h，反应温度 90℃的条件下乙酸正丁酯的产率达到81. 94%。采用减压蒸馏，除去离子液体相中的水、乙酸正丁酯和未反应的原料，将离子液体进行循环使用4次，结果表明乙酸正丁酯的产率没有明显下降，说明离子液体的稳定性和循环使用性较好。

通过1-烯丙基咪唑与1,4-丁基磺酸内酯反应制备的两性离子分别与硫酸、三氟甲基磺酸、磷钨酸、磷钼酸和硅钨酸直接反应制备了5种磺酸功能化离子液体。采用¹H NMR、FTIR、TG/DTA等技术手段对其结构及热稳定性进行了表征。最后通过催化油酸与甲醇酯化反应制生物柴油过程对催化剂的催化活性和重复使用性进行了评价。结果表明，5种离子液体均具有高催化活性（高于浓硫酸），并且重复使用4次后，催化活性基本保持不变。3种杂多酸离子液体不溶于产物，以固态形式与产物混合，为其回收和重复利用提供了有利条件。

以离子液体［Bmim］［Cl］为反应介质和催化剂，对废旧光盘的甲醇醇解反应进行了研究。考察了反应温度、反应时间、催化剂用量、甲醇用量对醇解反应结果的影响，得到的较佳醇解反应条件为反应温度110℃，反应时间1.5 h，n(甲醇)∶n(光盘)=8∶1，m(［Bmim］［Cl］)∶m(光盘)=1∶1，在上述条件下，光盘醇解率≥98%，双酚A收率≥93%。对离子液体的回用性能进行了考察，结果表明，离子液体回用8次后光盘的醇解率和BPA的收率无明显变化。采用FT-IR技术对醇解产物进行了表征。

以［Bmim］Cl离子液体为介质，研究了微波辐射加热对硫酸催化稻草秸秆水解的促进作用，并对水解产物中的还原糖进行了测定。着重考察了［Bmim］Cl离子液体用量、硫酸浓度、反应温度和反应时间等因素对还原糖收率的影响，并采用正交试验法对微波辐射下稻草酸水解条件进行了优化。结果表明，在［Bmim］Cl离子液体介质中，用微波辐射加热促进稻草酸水解制备还原糖的最佳条件是：［Bmim］Cl用量10.0ml，硫酸浓度10.0%，微波加热温度85℃，反应时间60 min。在此条件下还原糖的收率可达到23. 22%，而常规酸水解得到的还原糖收率仅为18.74%。通过显微镜和红外光谱对水解残余物与稻草原料进行分析后发现：水解后的稻草残渣变细、变薄，并且与稻草原料的结构基本一致，保留了较好的纤维素特征。

以稳定的金红石相TiO₂为原料，水热法制备出微米级TiO₂片晶。采用扫描电镜（SEM）、X射线粉末衍射（XRD）、N₂吸附-脱附等分析手段对样品进行了分析。将不同温度下煅烧后样品进行甲基橙降解实验。实验结果表明，反应48 h可获得长60～80μm、宽30～60μm、厚4～9 μm的介孔片晶。经450℃煅烧可得到锐钛矿相占83.6%的混晶，比表面和孔径分别为68 m²·g^-1、21.6 nm，对甲基橙降解率最高，在30 min内降解了92.4%，60 min几乎全部降解，其催化活性优于商用P25，且微米级的颗粒更容易回收再利用。

为了研究电化学再生活性炭纤维（ACF）的效果，以SCN^-为模型物，通过测量再生后活性炭纤维对SCN^-的吸附容量的大小，考察了时间、吸附质浓度、再生循环次数等再生过程中的影响因素。结果表明，适宜的再生条件为0.8 mA正极化2 h，0.5 mol·L^-1的硫酸溶液，能使再生后ACF的吸附容量提高为原始ACF的3倍。5次电化学再生循环后，ACF的吸附容量没有明显降低，再生后ACF纤维表面也没有明显损伤。

利用溶胶-凝胶法将［C₈ mim］PF₆和二（2-乙基己基）磷酸（HDEHP）固定在固体硅胶复合材料上。离子液体［C₈ mim］PF₆在反应过程中作为溶剂，为HDEHP提供了一个可以扩散的介质。复合材料对Ce(Ⅲ)的萃取主要取决于HDEHP与金属离子的络合作用。首先利用SEM和红外表征了复合材料的表面形貌和化学成分，然后研究了复合材料对金属离子Ce(Ⅲ)的吸附性能。考察了不同复合材料、振荡时间对Ce(Ⅲ)吸附性能的影响。结果表明，该复合材料对Ce(Ⅲ)有较好的萃取效果。用硅的复合材料进行金属离子的固液萃取可以是一种有效的方法。

因现实中单发故障的多样性，以及各故障并发时可能存在的协同作用，使并发故障成为故障诊断界难点之一。利用支持向量机（SVM）优良的模式识别能力，分别与单标识（mL）及多标识（ML）技术结合，构建可用于并发故障检测与诊断的模型，应用于制冷机组双故障并发时的检测与诊断。结果表明，ML-SVM模型表现突出，训练时无需并发故障数据，却可用于并发故障的检测与诊断，且性能优良，总体诊断准确率（CR）达99.902%，故障检测及对并发故障的识别率甚至高于采用并发故障训练时的模型，具有良好应用前景。

为了探究全钒氧化还原液流电池用石墨毡电极的稳定性，采用循环伏安、质量分析法、SEM和充放电实验研究了石墨毡的电化学性能、质量及形貌的变化。研究结果表明：实验选用的石墨毡电极在实验时间内因氧化而发生失重，同时吸附电解液，使电极质量随时间变化呈先减少后增加的趋势。但是，石墨毡的电化学性能仍然保持稳定，单片电池的能量效率及库仑效率维持在80%与96%左右。

针对加氢REAC系统的频繁失效问题，研究流动与腐蚀耦合作用下REAC出口弯管的冲蚀破坏机理；在确定相似准则的基础上，结合具体的工艺特性运行数据，设计模型弯管，确定实验常数，并运用环道式多相流冲蚀实验装置，进行冲蚀瞬态特性测试，结合实验过程的CFD数值模拟获取模型弯管冲蚀瞬态特性参数。实验和仿真结果表明，模型弯管出现冲蚀瞬态特性时速度为7.93 m·s^-1，最大剪切应力为2.21 Pa；运用量纲分析法建立原型与模型冲蚀临界特性之间的数理方程，实现相似理论的求解，修正实验结果形成实际弯管的冲蚀瞬态特性参数，冲蚀剪切应力为1.79 Pa，结合工程测厚验证冲蚀瞬态特性测试实验和相似理论修正结果的可靠性和准确性；研究成果可为压力管道的多相流冲蚀预测提供科学的理论依据和实验方法。

聚合物分子量是表征聚合物特征的基本参数之一，分子量不同,聚合物的性能差异很大，其对高温质子交换膜燃料电池膜电极的输出性能亦起着至关重要的作用。聚（2,5-苯并咪唑）(ABPBI)的结构简单, 合成方便，可由单一单体聚合而成， 而且其每一个苯并咪唑重复单元上的-N 基团都可与酸以氢键的方式结合, 因而呈现较好的质子电导率。合成了4种不同分子量的ABPBI，采用自制ABPBI膜作为电解质，Pt/C为催化剂，研究了不同分子量ABPBI配制的浆料组装的氢氧高温燃料电池的性能，通过极化曲线测试可以看出聚合物分子量越小膜电极(MEA)性能越好。进一步对膜电极交流阻抗性质进行了研究，经Zsimpwin软件拟合得出，分子量越大电荷转移电阻越大，与极化曲线测试结果相符，并且随着电流密度的增大，各部分电阻均成下降趋势。

为提高全钒液流电池的能量密度和正极电解液稳定性，采用循环伏安、交流阻抗等方法，研究了1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（BMIMBF₄）作为正极电解液添加剂对溶液稳定性和电化学反应活性的影响，并对其机理进行了初步探讨。实验结果表明，添加BMIMBF₄后，正极电解液中五价钒离子的稳定性显著提高，电解液的电化学反应活性也有所提升。当添加量为1%时，电池的单位体积电容量比有所增加，并且能量效率有所提升。

在钒硫酸溶液中加入添加剂,对钒电池阴极电解液的稳定性进行了研究。利用循环伏安法和交流阻抗法分别对含1%的草酸、草酸铵、乙二胺四乙酸、葡萄糖、D-果糖、α-乳糖的V（Ⅲ）硫酸溶液进行了分析测试。实验结果表明：添加上述添加剂后，溶液中V（Ⅲ）的溶解度和稳定性有所提高，羧酸类化合物比羟基类化合物的效果更加明显，更适合作为阴极电解液的添加剂。当采用1%草酸的1.8 mol· L^-1 V（Ⅲ）硫酸溶液作为阴极电解液和2 mol·L^-1 VOSO₄硫酸溶液作为阳极电解液组装钒电池时，电池的充放电性能表明此时钒硫酸溶液具有较高的单位体积电容量。

基于室温离子液体无蒸气压、离子强度高且稳定、优良溶解性等特点，实验中采用室温离子液体［bmim］［PF₆］作为吸收液，气相色谱-质谱联用分析测定离子液体富集的苯系物，建立了顶空进样-气相色谱-质谱方法测定苯、甲苯、间二甲苯、邻二甲苯、苯乙烯的最佳分析条件。结果表明离子液体有可能作为空气中苯系物的富集材料。

建立了基于离子液体的紫外分光光度法快速测定室内空气中高浓度苯的新方法。考察了离子液体载体、富集时间、萃取温度、萃取时间以及离子液体体积等因素对萃取效率的影响。通过条件优化得出最佳实验条件：以脱脂棉纤维为载体，富集时间1 h，20℃超声10 min，选用离子液体［BMIm］NTf₂ 的体积为30 μl。结果表明，用紫外分光光度法检测的离子液体对高浓度苯蒸气的富集效果明显。本方法装置简单、操作方便、快速并且成本低易于检测，对高浓度苯可以得到较满意的实验结果。

离子交换膜的钒离子渗透是制约全钒液流电池效率的因素之一。制备了一种新型的、低钒离子渗透的氟化聚芳醚阴离子交换膜。以六氟双酚A、四甲基联苯二酚、含氟单体合成了多氟聚噁二唑芳醚。以N-溴代丁二酰亚胺（NBS）为溴化试剂，过氧化二苯甲酰（BPO）为引发剂，将多氟聚噁二唑芳醚上的甲基进行溴化、功能化得到多氟聚噁二唑芳醚阴离子交换膜（QFOAEM）。研究了该膜的钒离子渗透率、离子传导率、吸水率、溶胀度和离子交换容量（IEC）等性能。研究结果表明：QFOAEM的钒离子渗透率为1.1×10^-8cm²·min^-1，低于Nafion117的3.8×10^-7cm²·min^-1，具有在全钒液流电池中应用的潜力。

以1-乙烯基咪唑为原料，分别与溴乙酸、3-溴丙酸、5-溴戊酸、6-溴己酸一步合成反应，得到几种可聚合酸性离子液体。离子液体的酸度采用酸度计和吡啶红外光谱探针法进行了表征。结果表明，由于咪唑环的吸电子效应，咪唑环的引入提高了对应羧酸的酸性，红外光谱表明羧基咪唑离子液体具有Bronsted酸性，且1-乙烯基-3-乙酸基咪唑溴盐的酸性最强，它们可分别与乙二醇二甲基丙烯酸酯进行沉淀聚合，得到白色的聚合物。

卤代基团比羟基具有更高的反应活性，因此将含有卤素基团的有机化合物引入到纤维素骨架上可以提高其反应活性，为其后续接枝改性提供更广的应用范围。以氯乙酰氯为酯化剂，离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐（［Bmim］Cl）为反应介质，在不加任何催化剂的情况下，直接进行纤维素的均相酯化改性。着重探讨了反应温度、反应时间、酯化剂用量等因素对反应的影响。利用红外光谱（IR）以及核磁共振（NMR）对产物结构进行表征，并研究改性后纤维素在溶剂中的溶解性能。结果表明，离子液体中纤维素的均相酯化改性的最佳工艺条件为：纤维素葡萄糖单元与氯乙酰氯的摩尔比为1∶3，反应温度为常温，反应时间为2 h。此时，改性纤维素取代度为1.36。此外，改性后，纤维素酯易溶于丙酮、二甲基亚砜、四氢呋喃等有机溶剂。

通过Williamson反应、Friedel-Crafts酰基化等反应合成了新型冠醚功能化离子液体1-烯丙基-3-（6′-氧代苯并-15-冠-5-己基）咪唑双三氟甲磺酰亚胺（［A（benzo15C5）HIM］［（CF₃SO₂）₂N］），并以IR、¹H NMR对其结构进行了表征。初步探讨了双酚A（BPA）在多壁碳纳米管-离子液体（MWCNTs-IL）修饰玻碳电极上的电化学行为。

离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐BmimCl作为辅助试剂用于桑蚕丝的脱胶及染色过程，考察BmimCl离子液体对蚕丝脱胶率、白度及染色性能的影响。结果表明,在酸性条件下离子液体能显著提高桑蚕丝的白度，有效去除成品桑蚕丝肤色。当离子液体体积含量为5%，在pH值为2，浴比为1∶50，脱胶温度为98℃时脱胶1 h，桑蚕丝的脱胶率约为21%，白度达到80以上。以上述脱胶后的桑蚕丝进行染色，结果表明以离子液体作为辅助试剂脱胶得到的桑蚕丝的色深值达到20，同时其他染色系能也达到常规染色要求。

采用N-甲基咪唑、溴乙烷、AlCl₃常规回流法以及微波法合成离子液体，研究［EMIM］Br中间体的产率；采用量子化学方法计算离子液体结构，明确合成反应的机理；通过紫外光谱和红外光谱表征［EMIM］Br-AlCl₃离子液体的结构；测试离子液体的密度、电导率等性质。结果表明：常规回流法以N-甲基咪唑和溴乙烷为原料，在70℃温度下反应5 h，反应产率为87.9%；微波法反应时间1000 s，产率为94.2%；40℃下密度为1.46 g·cm^-3，电导率为21 S·m^-1；用DFT B3LYP 量子化学计算方法研究离子液体的构型，离子液体的合成反应遵循SN2反应机理；紫外光谱和红外光谱表征了［EMIM］Br和AlCl₃/［EMIM］Br离子液体的结构。

系统地研究了甘油中水合TiO₂及不同晶型纳米TiO₂的光致变色现象。实验结果显示无定型水合TiO₂具有最明显的变色行为，锐钛型纳米TiO₂变色程度次之，金红石型纳米TiO2没有明显变色现象发生，混晶型(金红石和锐钛)纳米TiO₂的变色程度介于金红石型和锐钛型之间。XPS结果表明TiO₂的光致变色是由Ti³⁺引起的。从电子-空穴对复合率影响Ti ³⁺形成的角度对实验现象作出了详细解释，电子-空穴对复合率越高，Ti³⁺形成率越低，从而变色程度越浅；并运用双注入机制和小极子模型阐述了不同晶型TiO₂的光致变色机理。分析了甘油环境对TiO₂光致变色现象的影响，得出甘油对TiO₂的光致变色行为有促进作用。