对流体在固体表面超铺展特性的研究进展进行了综述，总结了具有超铺展特性的动态湿润体系、超铺展特性的影响因素、内在机理以及实验关联式建立和数值模拟方法。部分丙硅氧烷类和烷基乙氧基化物类以及少数离子型表面活性剂溶液具有超铺展特性，浓度和固体表面能是超铺展的重要影响因素。气液界面的浓度Marangoni效应被认为是超铺展过程的控制因素，表面活性剂在气液、固液和三相接触线前缘固气界面的输运和吸附对浓度Marangoni效应有重要影响。分析认为，实验方面未来应拓展实验体系，建立超铺展产生的判据；深入研究宏观影响因素以及微观输运和吸附机理，同时考虑外加物理场影响，为超铺展的实际应用奠定基础。理论方面需综合考虑表面活性剂向界面的输运、吸附对界面性质的作用规律以及浓度Marangoni效应的影响，借鉴相对成熟的牛顿流体动态湿润理论，建立描述超铺展特性的全过程理论模型。数值模拟方面应以分子动力学模拟为基础建立表面活性剂输运和界面吸附的微观物理模型，将其引入流体动力学模型，实现对超铺展过程精确定量化的描述。本文还给出了可能的超铺展体系铺展全过程的物理图景。

将木质素作为一种有机颗粒填料添加到热塑性塑料中，可解决造纸黑液资源化利用、石油原料日渐紧张以及环境污染加剧等严峻问题。而木质素与热塑性塑料之间相容性直接影响木质素在塑料工业中的应用与发展。首先简要概述了木质素结构与性质和木质素/热塑性塑料复合材料的性能分析，然后系统地阐述国内外研究木质素/热塑性塑料复合材料界面增容方法及其原理；增容方法按添加相容剂、改性木质素和改性塑料进行归类，并对3种增容方法进行比较分析；接着综述了木质素复合材料中增容方法的交叉复合使用；最后对未来木质素/热塑性塑料复合材料界面增容的研究方向以及思路进行了展望。

采用分子动力学模拟方法Green-Kubo理论计算了263.15 K、3 MPa，sⅠ乙烷水合物、乙烯水合物的导热，给出密度和热导率值。从主客体分子和晶体结构（致密性、规整程度）对导热的影响等角度研究了烃类水合物（甲烷水合物、乙烷水合物、乙烯水合物）导热的特性。结果显示化学性质相似、分子量相差不大的烃类形成的水合物，其导热具有相似的温度压力依赖关系和晶体结构相关关系。对于sⅠ型水合物，水分子对水合物导热的影响远远超过客体分子对导热的影响。水合物的分子量越大，水合物密度越大，热导率越大。水合物晶体越致密、晶格越规整，热导率越大。

采用递归分析方法对流化床内的压力脉动信号进行分析，研究了不同工况下石英砂与柱形生物质颗粒混合双组分颗粒的流动特性。柱形生物质颗粒尺寸为10 mm×10 mm（直径×长），石英砂粒径为0.8 mm。在鼓泡床阶段，随着生物质含量的增加，系统的周期性呈现先减弱再增强的变化趋势；该阶段确定性与层流率均表现为随气速的增加而增大，其值在生物质含量低时会明显减小，系统熵则随着气速的增大而减小。在腾涌阶段，生物质添加前后系统信号的递归图呈现相似的纹理特征，确定性与层流率变化较小，此时熵随着气速的增加而减小，与单组分流动呈现相反的趋势。

三叶孔板换热器是一种新型纵流换热器，广泛应用于核电装备领域。针对目前使用较多的壳程“单元流道”模型的局限性，建立了三叶孔板换热器壳程整体模型，包括进出口接管。采用商用软件FLUENT14.0及RNG k-ε湍流模型对壳程流体流动与传热进行了数值研究，分析了三叶孔板换热器壳程流动与传热特性。结果表明：流经第一块支撑板后，流体已充分发展，并且随着壳程结构周期性变化，传热与压降也呈现周期性变化。在支撑板附近，流体流速变大，形成射流，并且由于支撑板阻挡，在支撑板前面和尾部产生二次流，能有效冲刷管壁，减薄流动边界层，起到强化传热作用。

针对冲击型三通进行气液两相分配时，两支路之间出现干度不相等的现象，提出了一种有效的改进措施——在三通的支路中加装孔板。首先，通过分析冲击型三通的相分配特点，解释了其不能实现等干度分配的原因。然后，又进一步阐述了改型三通的分配原理，并且在空气-水回路上对该分配装置进行了实验研究。实验结果表明，该分配装置能显著改善气液两相流的分配特性，降低两支路之间的干度差，在孔板尺寸选取合适的情况下，基本上实现了等干度分配。最后根据理论模型和实验数据，给出了影响该分配装置等干度分配的因素和最佳孔径比的计算式。

基于Cahn-Hilliard方程的相场方法，建立了在匀强电场作用下液滴的变形和破裂行为模型。从微观角度研究分散相液滴变形过程中电荷密度、电场强度和电场力的分布规律以及流场和电场分布，探讨了微观液滴变形机理；采用数值模拟方法研究了电场强度、液滴直径和界面张力对液滴变形的影响，结果表明电场强度越强，液滴直径越大，界面张力越小，液滴变形量越大；分析了液滴的两种主要破裂方式，其破裂主要取决于连续相和分散相物性条件，为电破乳技术提供了理论基础。

提出采用锚型导液器消除水平管束外膜状凝结换热管束效应的方法，通过对比试验研究了导液器对HFC245fa水平管束外膜状凝结换热特性的影响。设计了带锚型导液器的试验管束，试验管束由4列排深为5排的列管构成，试验换热管包括光管、二维肋管与三维肋管，试验换热管公称外径均为19.05 mm。结果表明：① 锚型导液器可有效控制管束效应对光管与三维肋管外膜状凝结换热影响，使排深为5处光管与排深为4处三维肋管冷凝传热系数分别提升33%与80%；② 锚型导液器对管束中单管冷凝换热性能的影响可忽略；③ 加装锚型导液器可使DN600卧式光管（或三维肋管）管束降低管材消耗20%（或30%）以上。

对窄矩形通道（3.25 mm×43 mm）和常规圆管（i.d.50 mm）内泡状流空泡份额分布特性进行了实验研究，探究倾斜对气泡和气液界面分布的影响。实验以空气和纯净水为工质，倾斜角度为5°、10°和15°。结果表明窄矩形通道内空泡份额主要呈壁峰型分布，未观察到核峰型分布；常规圆管内存在核峰型和壁峰型两种分布类型。倾斜对窄矩形通道和常规圆管内壁峰型分布影响相似，即随着倾斜角度的增加，靠近上壁面的峰值被加强，靠近下壁面的峰值被削弱直至消失。对于圆管内核峰型分布，倾斜导致中间宽峰向通道上部倾斜，且峰值随倾斜角度增加而增大。此外，竖直和倾斜条件下壁峰型分布的峰值较常规圆管更加接近通道中心位置。

采用Surface Evolver泡沫演化动力学软件构建理想的大孔隙率多孔介质的几何模型：Weaire-Phelan模型。通过对有效热导率的计算，确定了该模型的适用范围。在此基础上优选两组几何参数作为计算依据，流体相分别采用空气和水，固体相为铝T-6201，通过数值模拟，研究了孔径、Darcy速度和流-固热扩散系数比的影响。数值计算结果表明：孔径越小，热弥散效应越强，流体本身的热物性对弥散的影响越明显；横向分量远小于纵向分量。当工质为气体时，横向分量可以忽略不计，最后得到了计算纵向与横向热弥散系数的经验关联式。

多孔泡沫是一类低密度、高比表面积、具有独特性能的新型功能材料。实际多孔泡沫材料通常是非均质的，即其孔隙结构分布是随机的。为研究非均质多孔泡沫材料的导热性能，提出用孔隙均匀度作为表征孔隙结构分布随机性的参数，以多孔石墨泡沫为例，分析孔隙均匀度对多孔泡沫有效热导率的影响。数值计算结果表明：孔隙结构分布越不均匀，多孔泡沫材料的导热性能越差。根据计算结果提出了非均质石墨泡沫相对有效热导率的预测式，并与现有文献报道的结果进行了比较，发现当前结果呈现了孔隙结构随机性对材料有效热导率的影响，与ORNL实验结果更吻合。

在压力9～22 MPa，质量流速450～2000 kg·m^-2·s^-1，内壁热负荷200～700 kW·m^-2的参数范围内，试验研究了用于1000 MW超超临界锅炉φ28.6 mm×5.8 mm垂直上升内螺纹水冷壁管内汽水流动沸腾传热。研究表明：内螺纹管内壁螺纹的漩流作用可抑制偏离核态沸腾（DNB）传热恶化，内螺纹管在高干度区发生蒸干型（DO）传热恶化。增大质量流速可推迟壁温飞升，壁温飞升幅度随质量流速增大而降低。热负荷越大管壁温越高，随热负荷增大管壁壁温飞升提前，且传热恶化后壁温飞升值增大。随着压力增加，壁温飞升发生干度值减小。内螺纹管汽水流动沸腾传热系数呈π形分布，传热系数峰值出现在汽水沸腾区。文中还给出了亚临界压力区内螺纹管单相区和汽水沸腾区的传热系数试验关联式。

对比分析了地埋管换热器的无限长线热源、有限长线热源和渗流有限长线热源模型，指出轴向传热和地下水渗流作用对地埋管换热具有不可忽略的影响；基于温度场叠加原理和动态负荷建立了地埋管管群换热模型，借助于典型年动态年负荷模型，分析了管群长期动态换热特性。结果表明，无渗流型管群中心温度升高过快，长期运行应考虑土壤换热能力的衰减；对于渗流型管群换热，应采取合理优化策略避免下游土壤温升过快，并且设计埋管时应采用其进入稳定期的换热能力，避免长期运行时换热能力不足。对3种日负荷动态运行模式下管群的典型点温度变化进行了对比分析，结果表明，运行模式调节可以减缓土壤温度的上升趋势，特别是可减少渗流型管群的下游热量堆积，有利于土壤换热能力的恢复。

超声波在颗粒两相体系中传播，包含了大量颗粒粒径信息，结合理论模型，通过提取超声波有效衰减谱和相速度谱分析了颗粒的粒径分布。实验中，对体积分数为10%的3种不同粒径分布的聚苯乙烯-水悬浊液，通过双样法和插入取代法（单样法）分别获得宽带超声波衰减谱与相速度谱，以ECAH模型为理论基础，并分别用Twomey、ORT和Davidon-Fletcher-Powell优化算法，反演出悬浊液颗粒粒径分布。测量结果与显微镜图像法结果进行对比，中位径误差小于15%，表明了利用超声波衰减谱法（UASA）和相速度谱法（UPVSA）测量悬浊液颗粒粒径分布的可行性与可靠性。

采用浸渍法制备了一系列H-ZSM-5分子筛负载过渡金属锌催化剂，在固定床反应器上考察了这些催化剂对丙烯醇催化氨化合成3-甲基吡啶的催化性能。通过对H-ZSM-5的硅铝比、锌负载量对催化剂催化性能影响的考察，发现硅铝比为80、锌负载量为12%时得到的催化剂Zn₁₂/H-ZSM-5（80）的催化性能最佳。在常压、反应温度420℃、氨醇摩尔比3：1、空速300 h^-1条件下，丙烯醇在该催化剂上的转化率和3-甲基吡啶的选择性分别达到97.8%和37.9%。利用X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）以及吡啶吸附红外对催化剂进行了表征，结果表明，Zn₁₂/H-ZSM-5（80）上负载的Zn²⁺为L酸；在丙烯醇生成3-甲基吡啶的反应过程中催化剂的脱氢活性物种为氧化锌，而加成和环合反应则主要是由催化剂中的L酸催化实现的。

以SBA-15为载体制备了固体磷酸，将其和纤维素机械混合后进行快速热解制备左旋葡萄糖酮（LGO）。通过Py-GC/MS（快速热解-气相色谱/质谱联用）实验，考察了催化热解温度、催化剂/纤维素比例对纤维素热解生成LGO以及其他产物的影响。实验结果表明，固体磷酸能够抑制纤维素热解形成左旋葡萄糖（LG）等产物，并大幅促进LGO的生成，从而高选择性地获得以LGO为主的热解产物。在热解温度为350℃以及催化剂/纤维素比例为1/1的条件下，可获得最高的LGO产率与相对含量，相对峰面积值高达68.6%。此外固体磷酸还能促进LG脱水形成LGO。

采用改进Stöber法制备超顺磁Fe₃O₄@SiO₂复合粒子作为催化剂载体，再通过浸渍法将H₃PW₁₂O₄₀（HPW）负载在Fe₃O₄@SiO₂载体上，制备了一系列超顺磁负载型催化剂HPW/Fe₃O₄@SiO₂。并使用X射线衍射（XRD）、傅里叶红外（FT-IR）、氨的程序升温脱附（NH₃-TPD）、扫描电镜（SEM）、N₂吸附-脱附和振动样品强磁计（VSM）对催化剂进行表征。结果表明，HPW固定并均匀分散在Fe₃O₄@SiO₂载体上，40% HPW/Fe₃O₄@SiO₂催化剂具有较高的饱和磁强度 （30.1 emu·g^-1）和较大的比表面积 （303.6 m²·g^-1），并可用外加磁场进行分离。采用40% HPW/Fe₃O₄@SiO₂催化噻吩与1-辛烯组成的模拟汽油的烷基化脱硫反应，在160℃下反应2 h，噻吩转化率达到85.5%，有较好的催化脱硫性能，且可以多次循环利用。

利用一种二胺型苯并(口恶)嗪改性环氧酸酐体系。通过FT-IR和DSC分析了改性体系的固化机理。结果表明：共混树脂体系在固化时存在两个反应，首先是环氧树脂与足量的酸酐在咪唑作用下在100℃先开始固化，并在150℃固化2 h后固化完全，之后苯并(口恶)嗪在180℃发生开环聚合。用非等温DSC法研究了该共混体系的固化动力学。采用Flynn-Wall-Ozawa方法求出了共混体系在固化时两个固化反应的活化能，分别为65.27 kJ·mol^-1和92.8 kJ·mol^-1，并利用Friedman方法判断了两个反应都是自催化反应，计算得到自催化模型曲线与实验曲线能较好地吻合。

分别选取具有不同碳原子数的正庚烷、正辛烷和正癸烷为吸附质，微孔及具有不同晶内介孔孔隙度的介孔5A沸石为吸附剂，通过重量吸附法测定了3种正构烷烃在293、308和318 K 3个温度下在微孔和介孔5A沸石上的吸附等温线，并从热力学的角度对其进行了分析。Langmuir、Langmuir-Freundlich和Toth 3种吸附模型对从实验获得的吸附数据的拟合结果表明，不同于烷烃分子在微孔5A沸石内的吸附，3种烷烃在介孔5A沸石上的吸附可用Langmuir-Freundlich和Toth两种吸附模型得到较好的拟合，在同一温度下，3种正构烷烃在介孔5A沸石内的最大吸附量均大于各自在微孔5A内的最大吸附量，但吸附质与吸附剂相互作用力随中孔的引入而减小，并由于微介孔吸附的共存，使得表面吸附多相性增加；另外，基于吸附数据计算获得的烷烃分子在沸石表面的吸附亨利常数和初始吸附热数据表明，沸石晶内介孔的存在，使其亨利常数和初始吸附热均减小；另外，由Clausius-Clapeyron方程计算得到的等量吸附热随表面吸附量变化的趋势表明，3种正构烷烃在介孔5A沸石内吸附热均随吸附量的增加而减小，其中以癸烷的变化最为明显。

在水温（25±1）℃、0.1 mol·L^-1 Trise-HCl缓冲液为反应体系并不断通入高纯氮气的厌氧条件下，以小试SBR反应器培养的好氧颗粒污泥为吸附剂，考察了好氧颗粒污泥对氨氮的吸附作用及其影响因素。好氧颗粒污泥表现出比絮体活性污泥更大的对氨氮的吸附容量。当初始氨氮浓度为30 mg·L^-1时，颗粒污泥与絮体污泥的吸附容量分别为1.83 mg NH₄⁺-N·（g VSS）^-1和1.18 mg NH₄⁺-N·（g VSS）^-1。由于细胞之间的遮蔽效应，污泥对氨氮的吸附容量随污泥浓度的升高而降低。盐度（NaCl）显著影响颗粒污泥对氨氮的吸附效果：盐度越高，污泥吸附容量越小。试验结果表明，污泥对氨氮的吸附作用不可忽略且需要进一步深入研究。

通过煅烧-碱浸法从钒铬还原渣中分离回收钒铬，考察了煅烧反应过程并探讨了煅烧-碱浸条件对浸出钒的影响。结果表明：煅烧过程中Cr（Ⅲ）和V（Ⅳ） 反应生成中间产物CrVO₄，随后CrVO₄分解为Cr₂O₃和V₂O₅；相同浓度条件下，在V₂O₅浸出效果方面NaOH要优于Na₂CO₃，提高浸出介质浓度和延长浸出时间有利于V₂O₅的浸出，而浸出温度对V₂O₅浸出无明显影响，钒铬还原渣在850℃煅烧1.5 h后经3 mol·L^-1 NaOH在90℃浸出1.5 h，滤渣中的Cr₂O₃质量分数高于96%，钒、铬的浸出率分别为87.3%和小于1%，另外，利用酸性铵盐法能够沉淀滤液中97%的钒。

通过对PAA-g-ZrO₂复合膜过滤牛血清蛋白过程的污染阻力及其分布分析揭示接枝聚丙烯酸（PAA）对ZrO₂膜抗污染性能的影响规律。结果表明：PAA-g-ZrO₂复合膜和ZrO₂膜的总阻力均随着过滤时间的延长而增加，但是PAA-g-ZrO₂复合膜总阻力的增加趋势明显低于原ZrO₂膜，同时，PAA-g-ZrO₂复合膜的内部污染阻力R_if所占比例下降为原ZrO₂膜的一半，这表明PAA接枝到ZrO₂膜表面明显降低了膜孔内堵塞的内部污染，提高了膜的抗污染和易清洗性能。此外，溶液的pH值对PAA-g-ZrO₂复合膜的污染阻力及其分布有着明显影响，当溶液pH值为8.0时，PAA-g-ZrO₂复合膜几乎不存在膜孔堵塞污染。

以农业废弃物玉米芯为原料，采用限氧热解法（600℃）制备生物碳，分别采用盐酸、双氧水和硝酸对其进行改性。通过元素分析、FTIR、BET-N₂、Boehm滴定法及扫描电镜等手段表征了生物碳的组成与结构。通过序批实验，研究了生物碳对氨氮的吸附性能及影响因素，探讨了其吸附机理，为生物碳在污水处理中更好的应用提供参考。结果表明，未改性生物碳和经过盐酸、硝酸和双氧水改性的生物碳其比表面积分别为17.74、212.89、208.74和209.15 m²·g^-1；表面酸性含氧官能团数量分别为0.11、0.95、5.73和2.15 mmol·g^-1。等温吸附曲线符合Freundlich方程。动力学研究表明，生物碳对氨氮吸附行为符合准二级动力学方程。且经硝酸改性生物碳由于表面酸性含氧官能团的增加，其对氨氮的吸附能力显著提高。

基于热力学原理，以夹点技术为基础结合数学规划法，采用两步法综合多程换热网络。第一步在多程换热网络热力学分析的基础上优化求解最小温差，计算公用工程用量。第二步将求得的最小温差作为夹点温差，将网络分为夹点之上和夹点之下两个子网络，建立多程换热网络的超结构模型，确定流股匹配并优化网络配置。最后，以换热网络总费用最小为目标，连接两个子网络，权衡设备投资费用和操作费用，综合多程换热网络。该方法基于热力学原理，改进了夹点技术在多程换热网络综合中的应用，进而实现了多程换热网络的自动综合。示例分析证明了本文所提方法的有效性。

苯胺甲醛缩合制多胺的反应是典型的第Ⅲ类反应体系，反应过程复杂。针对反应的阶段性特征，采用分段导数分析法对其进行反应器网络综合，第一阶段应采用DSR或PFR；第二阶段应采用PFR。采用不同的流程结构进行试验，结果为：采用DSR+PFR的流程结构，最终产品中二氨基二苯甲烷（MDA）含量最高；采用PFR+PFR的流程结构，最终产品中二氨基二苯甲烷（MDA）含量次之。试验结果与导数分析法分析结果一致，表明本文所用方法是有效的。

针对化工生产中广泛存在的一类带多工序的异构并行机调度问题，即部分产品需多工序加工，同时不同产品间带序相关设置时间的异构并行机调度问题（heterogeneous parallel machine scheduling problem with multiple operations and sequence-dependent setup times， HPMSP_MOSST），提出了一种遗传-分布估计算法（genetic algorithm-estimation of distribution algorithm， GA-EDA），用于优化最早完工时间（makespan）。首先，提出了一种基于GA的概率模型训练机制，用来提高概率模型在算法进化初期的信息积累量，进而提高搜索的效率；其次，设计了一种有效的GA与EDA混合策略，使得算法的全局探索和局部开发能力得到合理平衡。计算机模拟验证了GA-EDA的有效性和鲁棒性。

在滴管炉内对煤焦与水蒸气气化反应进行了实验研究，考察了煤阶、气化温度、水蒸气与进料煤焦质量比（气焦比）对气化气体产物释放特性以及煤焦转化率的影响。实验温度为1100、1200、1300和1400℃，气焦比分别为0.4：1、0.6：1和1：1。研究发现：滴管炉内不同煤焦的水蒸气气化气体产物以H₂含量最高，CH₄含量最低。不同煤阶热解焦、气化温度以及气焦比的变化影响滴管炉内水蒸气气化产物气体组成和转化率的高低。随气化温度的升高，神府煤焦和北宿煤焦气化气体产物中H₂和CO产率不断增大，H₂/CO的比值则逐渐减小，碳转化率有不断增加的趋势。在气化温度大于1200℃的条件下，当气焦比从0.4：1增至0.6：1，神府煤焦和北宿煤焦的碳转化率变化幅度不大（5%以内）；当气焦比从0.6：1增至1：1，北宿煤焦的碳转化率略微降低，而神府煤焦的碳转化率增幅则在15%以上。

与煤制甲醇和天然气制甲醇工艺相比，焦炉煤气制甲醇不仅可以有效利用焦炉煤气中的氢，而且具有低成本的优势。在焦炉煤气制甲醇工艺基础上，文中提出了3种具有发展潜力的焦炉煤气综合利用方案：①气化煤气-焦炉煤气制甲醇生产方案；② 焦炉煤气-乙炔-甲醇下游产品方案；③ 气化煤气-焦炉煤气-乙炔-甲醇下游产品方案。以200×10⁴ t焦炭的生产规模分析了3种方案经济性，其毛利润分别为24.21亿元，18.92亿元和28.74亿元；内部收益率分别为28.29%、24.34%和27.11%。气化煤气-焦炉煤气-乙炔-甲醇下游产品方案充分发挥了规模效应和产品高附加值的特点，具有明显的经济优势；系统灵活性高，抵御市场风险能力强。

通过数值模拟研究了固体材料（石英、不锈钢和SiC）对微型钝体燃烧器内氢气/空气预混火焰的吹熄极限的影响。结果表明：计量比为0.5时，3个燃烧器对应的吹熄极限分别为36、25和21 m·s^-1。理论分析揭示了微型钝体燃烧器中火焰稳定性与流动和传热之间的相互作用非常密切。当热导率较小时，通过壁面向上游传导的热量较少，壁面对未燃预混气的预热效果较差，燃烧后的气体膨胀相对较弱，从而钝体后的低速区面积较大，稳燃效果较好。对于不锈钢和SiC燃烧器，由于SiC的发射率更大，通过壁面的散热损失较大，从而使得其吹熄极限较小。为获得良好稳燃性能的微型钝体燃烧器选择合适的材料提供了指导。

太阳能溶液除湿空调系统是一种具有较大节能潜力的新型空调系统。然而，太阳能热再生系统严重依赖于环境工况，在高温或高湿的气候条件下其再生后得到的除湿溶液将不能满足除湿的需求。提出一种用于溶液除湿空调系统的新型太阳能溶液预处理电渗析再生系统，分析了该系统的工作原理，建立了该系统的耗能模型，并与传统太阳能热再生系统进行了对比研究。研究结果表明，太阳能溶液预处理电渗析再生系统具有较高的节能潜力。

热电联产面临着两个严重问题：供热面积与质量的增加导致供热不足；电厂凝汽器循环冷却水存在大量低品质热量浪费。为同时解决这两个问题，提出了一种利用喷射式热泵强化集中供热的新型EDH-CHP系统。该系统从循环冷却水中回收余热，并将余热应用于集中供热；另外通过增大供热一次网的供回水温差提高原一次网的供热能力。与原系统相比，新型系统在热力首站和热力站分别增加一台喷射式热泵（HP1、HP2）。分别对两台喷射式热泵进行热力学分析及性能实验研究。分析结果表明：HP1和HP2均能有效提高系统性能。实验结果表明：HP1的COP可达1.4～1.9，HP2可降低一次网回水至35℃。经典案例分析表明：新型系统可增加50%供热能力或减少6%能源消耗。

针对光伏发电效率较低和空气源热泵在寒冷地区应用中存在的问题，研发了一种新型复合蒸发器，将平板微热管阵列太阳能光伏光热（PV/T）集热器与空气源热泵相结合，组成新型太阳能-空气复合热源热泵热水系统。并对该热水系统在不同运行工况下的水箱水温、吸排气压力、压缩机功率和性能等进行了实验研究。实验结果表明，在环境温度分别为5、10和15℃的条件下，热泵加热73 L水，水温从15℃加热到50℃时，双热源运行工况的加热时间比单空气热源运行工况依次缩短了5.14%、10.29%和11.38%， COP依次提高了5.99%、9.28%和11.96%。

在4个序批式反应器中，分别考察了氮磷正常供给、磷缺乏、氮缺乏及氮磷同时缺乏对污泥沉降性能和丝状菌生长的影响。结果显示：磷缺乏会导致聚磷菌流失，限制菌胶团菌对碳源的贮存和利用，导致胞外聚合物中蛋白质的含量减少，SVI达到200～250 ml·g^-1；氮缺乏对聚磷菌生长及菌胶团菌贮存利用碳源的影响较小，能刺激菌胶团菌大量分泌蛋白质，SVI低于100 ml·g^-1；短期内氮磷同时缺乏会导致污泥沉降性能恶化，但经长期驯化后微生物种群结构会发生较大改变，丝状菌数量减少，且会滋生大量球状菌胶团菌，SVI在120 ml·g^-1左右。进水磷缺乏的优势丝状菌为N. limicola Ⅱ；进水氮缺乏的优势丝状菌为Type 0092；进水氮磷同时缺乏的优势丝状菌为N. limicola I。氮磷缺乏所滋生的丝状菌种类对污泥沉降性能均只能产生有限的影响。

基于响应面优化法，研究紫外/氯耦合处理饮用水中氨氮的效能。考察氯氮质量比、紫外辐射时间和pH值3个影响因素及其交互作用对氨氮去除的影响，采用二阶方程进行数学模拟，并优化工艺条件。结果表明，紫外/氯耦合技术能有效去除氨氮，三因素均对氨氮的去除影响显著，各因素的交互作用也显著存在。数学拟合模型的相关系数较高（R²=0.992），模型回归性好。满足饮用水氨氮出水要求（0.5 mg·L^-1）的最优工艺条件为：氯氮质量比4.00，紫外辐射时间6.00 min和pH值7.5。验证实验结果与预测值的偏差仅为0.64%，响应面拟合方程可用于氨氮去除率的预测和最优工艺条件的确定。紫外/氯耦合技术是一种新型的氨氮去除方法，具有投药量小、去除效率高、操作简单等优点。

利用介质阻挡放电产生低温等离子体转化C₃H₆/NO/N₂气氛中NO，结合发射光谱诊断法研究了碳氢化合物C₃H₆对NO转化的影响。研究结果表明，随着放电功率的升高，NO转化率先升高后逐渐趋于平缓，NO₂浓度持续降低，N₂O浓度呈先升高后降低趋势，NO主要被还原为N₂；相同放电功率下，随着C₃H₆初始浓度升高，NO_x转化率和N₂O浓度升高、NO₂浓度降低；添加C₃H₆会降低N₂第二正带系和NO-γ带的发射光谱强度，产生CN自由基的激发跃迁谱线，影响NO的化学反应机制，同时生成了棕黄色的聚合物。

利用自行设计的生物膜培养装置进行挂膜，通过向生物膜反应器中投加不同浓度的Cu²⁺，探讨生物膜上的胞外聚合物（extracellular polymeric substance， EPS）与生物膜去除金属铜之间的关系。研究结果表明：生物膜法较活性污泥法对Cu²⁺具有更好的耐受性；当Cu²⁺ < 2 mg·L^-1，Cu²⁺会抑制生物膜分泌EPS，在2 mg·L^-1 < Cu²⁺ < 5 mg·L^-1时，生物膜分泌EPS的量增加，当Cu²⁺ > 5 mg·L^-1，生物膜系统表现为严重的不稳定性；比较蛋白质（proteins，PN）/多糖（polysaccharide，PS）值发现，Cu²⁺对生物膜的抑制主要是对生物膜上胞外多糖的抑制，而生物膜对Cu²⁺的抵抗表现为分泌更多的胞外蛋白；EPS与Cu²⁺的富集率关系呈线性正相关。

针对我国水源水中微量重金属污染特点，在不改变常规给水处理工艺前提下，提出了用水合二氧化锰去除饮用水中的微量重金属镉污染物的强化混凝工艺。采用硫代硫酸盐与高锰酸盐经氧化还原反应生成的水合二氧化锰处理含镉水源水，系统讨论了pH、浊度、腐殖酸等水质参数对水合氧化锰混凝除镉效能的影响；采用XRD、XPS技术并结合投射电镜技术对水合二氧化锰粒子的物相晶型、表面组成及水中形态进行了表征；采用透光脉动检测技术对水合二氧化锰絮凝的全过程进行了研究，把微观的絮体结构与形态观测同宏观的混凝现象结合起来进行综合分析，试图探讨水合二氧化锰混凝去除水中重金属镉的可能机理和特点。结果表明：水合二氧化锰为表面积大、吸附力强的非晶形胶体，对溶解态隔和吸附态镉均表现了优异去除能力，其去除金属镉的机理可能是依靠专属吸附、静电吸附以及网捕卷扫综合作用的结果。水合二氧化锰能够很有效去除水源水中的微量镉，并能使出水满足饮用水水质标准。

采用5种复合调理剂改善污泥脱水性能，制得深度脱水泥饼。通过检测N₂气氛下，不同干化温度（100℃、200℃），停留时间（30 min、60 min）时，不同调理脱水污泥含水率的变化情况，以及含硫气体的种类和释放量，探讨不同调理剂对干化过程中含硫气体释放特性的影响。结果表明，提高温度、延长时间都可以有效降低污泥的含水率；原污泥干化过程释放的主要含硫气体为H₂S和SO₂，其总量占含硫气体的82.4%；FeCl₃+CaO和H₂SO₄+FeSO₄+H₂O₂+CaO复合调理剂调理脱水泥饼在干化过程中SO₂释放量占原污泥释放量的40.3%和40.6%，H₂S则基本没有释放；H₂SO₄+FeSO₄+H₂O₂+CaO调理脱水污泥在100℃和200℃干化过程中的总硫释放量分别占原污泥总释放量的75.0%和45.6%，该复合调理剂在有效提高污泥脱水性能的基础上，能最大限度地抑制含硫气体的释放。

脱除生物质燃烧中气相氯化钾，有助于消除受热面的积灰和腐蚀。采用热力学化学平衡分析方法探索了磷酸二氢铵脱除气相氯化钾的反应特性，考察了温度和化学计量比对反应的影响，结果表明磷酸二氢铵在700～950℃范围内可以有效地将气相氯化钾主要转化为磷酸氢二钾。利用X射线衍射分析对沉降炉实验得到的反应产物进行物相分析，探索了磷钾摩尔比、停留时间、温度对磷酸二氢铵脱除氯化钾的影响，实验结果表明增加停留时间以及磷钾摩尔比均可以促进KCl的脱除，停留时间3 s，磷钾摩尔比为1时，700～1000℃下的反应产物中未检测到物相KCl，而生成了磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、偏磷酸钾、焦磷酸钾、磷酸钾铵、磷酸二氢铵钾等产物。结果有助于深入研究磷酸二氢铵用于脱除燃烧中碱金属离子。

采用共沉淀法在紊流循环方式下制备超细磷酸锂的一种新工艺，探索了氢氧化锂和磷酸在紊流循环釜中制备超细磷酸锂的反应条件，用X射线粉末衍射、激光粒度仪、扫描电镜、比表面及孔隙分析仪及热分析仪对产物的晶体结构、粒度分布、外观形貌、比表面积以及热稳定性进行了表征。结果表明该方法制得的磷酸锂热稳定性好，粒度分布窄（D₅₀=3.25 mm），比表面积（BET）为13.38 m²·g^-1，为一种分散均匀的超细粉体材料，可望成为一种高活性的锂离子电池正极材料原材料或电解质添加剂。

通过对镁铝离子共存硅酸体系中硅酸胶凝时间、单硅酸聚合反应速率以及凝胶热性能的研究，得出：在pH<；4的微酸性条件下，硅酸体系的胶凝时间随镁铝离子共存浓度的增大而减小，且铝离子在对硅酸体系的促凝过程中起主要作用。镁铝离子共存硅酸体系的单硅酸反应速率常数比不含金属离子硅酸体系的有所增大，计算得出MA_0.1+0.1硅酸体系的单硅酸平均速率常数为：k₀=7.28×10^-4，k₁=5.62×10^-4。镁铝离子共存硅酸体系凝胶的晶化转变温度与晶型转变温度，相较于不含金属离子硅酸体系的均有所降低，根据热重曲线计算出MA_0.1+0.1硅酸体系水合二氧化硅的化学式为：SiO₂·0.556 H₂O。

在纤维素LiCl/DMAc均相溶液中，通过氯乙酰氯（ClC₂OCl）与纤维素的均相酰化反应制得纤维素氯乙酸酯（Cellulose-ClAc）后，将其溶解在DMAc中，在FeCl₂/4-二甲氨基吡啶（DMAP）的催化作用下，引发甲基丙烯酸丁酯（BMA）的均相ATRP 聚合反应，制备了纤维素/BMA接枝共聚物（Cellulose-g-PBMA），考察了反应时间、反应温度、反应物配比等对酰化及接枝聚合反应的影响，并通过测试Cellulose-g-PBMA薄膜的接触角，对最终产物的疏水性能进行了研究；采用FTIR、NMR、SEM、TEM、AFM等分析手段对Cellulose-ClAc及Cellulose-g-PBMA的结构进行了表征；利用GPC分析了接枝聚合反应的活性特征。

采用细乳化/溶剂蒸发（MESE）的方法，制备了溶剂型染料/聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）复合纳米色素。系统分析了不同实验参数，包括表面活性剂浓度、聚合物浓度、染料装载量及超声时间对所制备的染料/聚合物复合色素形态的影响。结合TEM、X射线光电子能谱（XPS）及元素分析，发现借助MESE法制备染料/PMMA复合色素纳米颗粒具备核壳异质的微观结构。借助紫外-可见分光光度计测试了溶剂型染料经包覆后在水油两相的迁移过程，其随着聚合物溶解所发生的动态变化证实了染料已封装于聚合物壳内。所制备的染料/聚合物复合纳米色素表现出优异的光学稳定性能、存储稳定性能及耐水牢度。

通过FTIR、SEM、XPS、zeta电位和粒度测试研究了双梳型共聚物Agrilan^TM 752对吡虫啉悬浮剂分散稳定性的影响。结果表明Agrilan^TM 752分子中存在羧基、酯基和聚氧乙烯醚侧链，通过氢键、范德华力和疏水作用力结合吡虫啉，从而有效地分散吡虫啉颗粒；Agrilan^TM 752用量与悬浮剂的分散稳定性密切相关，实验条件下得出其最佳用量为3%（质量分数），此用量下Agrilan^TM 752的吸附层厚度和zeta电位负值最大；初始pH值超过6后Agrilan^TM 752的吸附层厚度逐渐降低，zeta电位在初始pH = 10处存在最大负值，初始pH值在2～10范围内悬浮hina剂的分散稳定性普遍较高，pH值超过10后分散稳定性明显降低；电解质离子（Na⁺、Mg²⁺和Ca²⁺）浓度越高则Agrilan^TM 752的吸附层厚度和zeta电位负值越低，悬浮剂的分散稳定性越差，相同浓度下电解质离子对悬浮剂的分散稳定性影响程度顺序为Ca²⁺ > Mg²⁺ > Na⁺。

为了研究乳胶基质在运输过程中在火灾条件下持续受热的热失控发展过程，采用TG和ARC研究了乳胶基质的热分解特性，同时采用联合国橘黄书中改进的通风管试验分析研究了乳胶基质在持续受热条件下发生热爆炸的过程。TG和ARC的试验结果表明：水分含量高的乳胶基质在受热条件下，更容易发生破乳，但反应的放热量较低。在通风管试验中，样品温度在100～146℃时，随着加热时间的变化，样品温度缓慢上升；当乳胶基质温度达到146℃后，样品温升速率明显加快，表明样品开始产生明显的放热效应；当温度达到270℃时，乳胶基质发生剧烈的热失控反应。可见，为了提高乳胶基质在运输和储存的安全性，应严格控制其运输温度。