光滑粒子动力学（smoothed particle hydrodynamics，SPH）是一种纯粹的拉格朗日型无网格数值方法，尤其在处理包含自由表面或多相运动界面的复杂流动问题方面具有独特优势。随着计算精度和稳定性等方面的不断完善，SPH方法已被广泛应用于科学和工程的众多领域。介绍了SPH基础理论的最新成果，重点分析了其在界面流、流固耦合、非牛顿流体等领域的研究进展，并对未来发展进行了展望。

气相声速是测量准确度最高的热物性之一，并可以导出理想气体比定压热容和第二维里系数等其他热力学性质。分析了定程干涉法中存在的系统偏差，建立了绝对系统偏差（δ_FAE）和相对系统偏差（δ_FFE）对导出热力性质影响的数学模型，并开展了模拟计算。研究结果表明，理想气体比热容比受绝对系统偏差的影响为2δ_FAE，但是绝对系统偏差对多原子气体的理想气体比定压热容的影响大，可高于-100δ_FAE，且温度越高，影响越大；相对系统偏差主要影响声速维里系数，在温度和相对系统偏差相同时，不同工质的第二声速维里系数的绝对变化量相同。绝对系统偏差和相对系统偏差在导出第二维里系数中的影响较小。

贴壁现象是制约移动床反应器操作弹性的瓶颈之一。在高度为1.3 m、顶部宽度为0.185 m、底部宽度为0.299 m、厚度为0.04 m的梯形径向移动床冷模实验装置上考察了颗粒层的贴壁现象。记录不同的操作条件下，贴壁与空腔现象产生的位置及形状大小，并测量了气体通过床层的压降。随着表观气速的增加，贴壁层变厚，空腔变大，呈现为渐进型贴壁；而颗粒循环强度对贴壁与空腔现象无影响。通过力平衡分析建立了梯形床贴壁现象的数学模型，引入矫正因子对模型进行修正，模型计算值与实验值基本相符。

在可视化有机玻璃料仓系统上对煤粉下料过程及其特性进行了实验研究。研究表明，煤粉介质粒径小、比表面积大，属于黏附性非自由流动粉体，下料流动困难；料仓通气技术可以显著改善煤粉流动性从而促进料仓下料，但过量通气反而会抑制煤粉下料。通过分析下料过程中料仓壁面的压力信号，揭示了料仓压力分布特性，分析了超侧压现象并定义了压力转换面。实验发现，通气可以在一定程度内减小超侧压幅度，扩大煤粉流化疏松区域，提升转换面高度。此外，研究还发现通气下料过程中存在气体穿透现象，穿透临界高度随通气量的增加而提高，并且穿透后煤粉下料流率降低。

建立了长水平管真空条件下蒸汽凝结实验台，观测了蒸汽在水平管内凝结过程的入口质量流率、凝结液含量和饱和温度对凝结液液位角变化的影响，归纳了液位角计算关系式。研究发现，较低蒸汽流量下，液位角随凝结液含量的增加呈波动增加；较高蒸汽流量下，受气流影响，液位角减小，液位角边缘模糊；在同样蒸汽流率条件下，饱和温度升高即压力升高，液位角会有所增加。给出的液位角关系式可用于计算水平管内凝结液液位和液位角。

建立了一套实验装置用于对8 mm内径圆管内的液化天然气流动沸腾传热特性进行实验研究。测试压力为0.5 MPa，液化天然气质量流量为50～200 kg·m^-2·s^-1，热通量为8.0～36.0 kW·m^-2。主要研究了热通量、质量流量和干度等影响因素对传热的影响。发现质量流量对传热有重大影响，液化天然气管内流动沸腾传热系数一般随质量流量的增加而增大。而热通量对传热的影响主要体现在低干度范围内，且在质量流量较小时更为明显。而当干度小于0.5～0.6时，传热系数一般随干度的增加而增大。但当干度大于0.6时，传热系数随干度的增加显著下降。将实验结果与4种现存的混合物流动沸腾传热关联式进行比较，结果表明Zou等提出的计算关联式与实验结果最接近，计算误差约为30.2%。

基于RNG k-ε模型对螺旋片强化的套管换热器的传热进行模拟，通过模拟结果与文献中的实验结果进行对比来验证模拟的可行性；分析了Reynolds数为2362～16860范围内的螺旋升角α变化对Nusselt数和摩擦阻力系数f的影响；并考察了等泵功率下的综合传热性能PEC值的变化规律。结果表明：Nu和f的平均误差分别为7.1%和1.3%，证明所采用的研究方法是可行的；α在15°～75°范围内，Nu和f均随着α的减小而增大，特别地，当α小于35°时，f随α的减小剧烈增大；在等泵功率下，PEC值为0.84～1.93；α在15°～45°时，α为35°具有较好的综合传热性能，α为55°、65°和75°时，虽然其PEC值比35°时略高，但其Nu与35°时相比要小很多，实际应用中考虑到传热速率的问题，选择35°的螺旋升角较为合适，此时，PEC值为1.26～1.62。另外，为减小f，提出倾斜螺旋片强化的方法；螺旋升角α为35°、螺旋片倾斜角β为10°时，与普通螺旋片相比，Nu基本一致，甚至略大，而f减小了12.5%～14.5%，此时，PEC值为1.38～1.71；场协同理论也很好地验证了这一结果。

为减少火箭上液氢/液氧燃料蒸发损失，要求绝热材料热导率小，附加质量轻，并有好的抗应力强度。泡沫塑料因其密度低、绝热性能及机械强度好等优点，是国内外最广泛使用的火箭上深低温系统绝热材料。但泡沫塑料长时间存在大温度梯度时，将强化吸湿增重，从而增加火箭起飞附加质量，也恶化绝热效果。因此，获得可靠的泡沫塑料吸湿增重数据对大推力火箭推力设计有重要意义。报告了用脉管制冷机冷却的泡沫塑料吸湿增值实验装置及实验结果。利用两台自行研制的GM型单级脉管制冷机提供冷量，样本一面被冷却到约45 K温度，同时另一面暴露在30℃恒温及>95%的相对湿度环境。设计了一种波纹管结构来减少环境对真空低温系统的漏热。总共测试了4组8个样本，测试时间为7 h。测试结果与液氮温度的测试结果进行对比和分析，结果发现两者吸湿增重相同，即温度梯度降低引起的低温泵增强效应在该温区可忽略不计。同时发现样本搭接结构对吸湿增重没有影响。

环保工质与高效冷凝管的应用对制冷行业实现节能减排意义重大，工质在强化管外膜状凝结换热特性是二者推广应用的关键。建立了水平管外膜状凝结换热试验系统，研究了HFC134a在4种二维肋管与2种三维肋管外的膜状凝结传热特性。试验管公称外径为19.05 mm、有效换热长度为1000 mm；试验中，通过改进的Wilson图解法获取试验管水侧对流传热系数。结果表明： HFC134a水平二维与三维肋管外冷凝传热系数分别达到同热通量下光管的11倍与19倍以上；HFC134a工质对应最佳二维肋管的肋密度在1069～1575fpm（肋每米）之间、肋高在0.7～1.5 mm之间，对应最优三维肋管（与本文试验肋型相似）肋密度低于2000fpm；既有二维肋管膜状凝结换热模型需要进一步完善，肋管结构优化过程中应遵循优先提升肋密度的原则。

利用扩散焊分层实体制造技术对蚀刻紫铜薄片进行焊接，完成吸液芯结构（微通道）的制造以及平板热管整体结构的装配。通过系统研究分析了槽道宽度、加热功率以及冷却方式对热管性能的影响。结果表明，该方法能较好地实现热管吸液芯结构以及整体结构的制造；试验过程中槽道宽度为0.4 mm的热管性能最优，在加热功率为40 W、水平放置、加热过程伴随风冷的试验条件下，其最大当量热导率能达2552.2 W·m^-1·K^-1，为紫铜的6.7倍。采用扩散焊分层实体制造的方法可以在槽道中形成很多小槽道，有利于液体工质的回流，从而提高热管的导热性能。

基于数值模拟的方法研究了不同填充密度和不同曝气强度下短程混凝-膜过滤工艺中膜清洗过程反应器内流场特性。结合絮凝动力学理论，引入微涡旋尺度参数来判定影响絮体形成的流场状态，以评估膜清洗过程中曝气强度对絮体形成及膜清洗效果的影响，并用实时图像技术对模拟结果进行验证。研究结果表明，反应器填充密度为7.38%，气水比为15：1时，反应器内平均有效能耗适中，且形成的微涡旋尺度也适中，不会对絮体产生明显的破坏作用，有利于形成较大尺寸的絮体；同时在膜组件附近产生较强的水流剪切速度，使膜面得到有效的清洗。结合实验分析，反应器填充密度为7.38%，气水比为15：1时，反应器内形成的絮体粒径较大且与数值模拟得到的微涡旋尺度相近，上清液UV₂₅₄和TOC值最低，去除效果最好。

声发射（AE）作为一种无损检测手段，用于气液两相流的测量具有非侵入式、测量不破坏被测管道及流场分布，信号强、灵敏度高等优点。利用声发射技术在河北大学垂直管气液两相流管道上进行了大量实验，运用现代信息数据处理方法对气液两相流垂直管道流型特征参数进行了提取。分析结果表明利用声发射手段提取出的流型特征参数可以反映出典型流型下的动力学特征。垂直管道中，泡状流、弹状流、环状流以及过渡状态下的乳沫状流在时域和频域信号中有着明显区别，小波能量和小波包分解后的信息熵的值也存在较大的差异性，从另一角度验证了在不同流型下两相流体在管道内部不同的运动状态，利用模式识别的思想，对垂直管4种典型流型进行了流型识别，取得了较好的效果，研究结果表明声发射技术可以作为一种技术手段用于气液两相流流动的检测。

以含钛高炉渣为原料，稀硫酸为溶剂提取钛液，钛液经水解、高温焙烧后制得高比表面积的TiO₂，并以其为载体采用分步浸渍法制备了V₂O₅-WO₃/ TiO₂催化剂。优化了含钛高炉渣的酸解条件，对所得TiO₂进行了XRD、XRF、BET表征，用自制催化剂评价系统考察了所制备催化剂的脱硝性能及抗硫抗水性能。结果表明：H₂SO₄浓度40%、酸渣比1.5、酸解温度80℃、酸解时间3 h条件下，TiO₂浸出率可达90%，水解产物主要为锐钛型TiO₂，纯度达到74%，含有21.2%无定形SiO₂及少量其他杂质。SiO₂的存在提高了产物的比表面积、孔径，有利于活性组分的负载。以含钛高炉渣基TiO₂为原料制备的V₂O₅-WO₃/TiO₂脱硝催化剂相比于以商业TiO₂和TiOSO₄制备的催化剂，在250～450℃具有更高的催化活性，且在300℃具有较好的抗硫抗水性能。

乙炔二聚反应制备乙烯基乙炔（MVA）是氯丁橡胶合成工艺中的重要过程。传统的乙炔二聚反应因Nieuwland催化体系与MVA形成的配合物的活性高，会进一步与乙炔反应形成二乙烯基乙炔（DVA），甚至高聚物。控制Nieuwland催化剂的活性，减少DVA和高聚物的产生，提高反应选择性，可实现节能减排。加入LaCl₃以改善Nieuwland催化剂活性，调控乙炔二聚的催化行为。实验结果表明，LaCl₃-Nieuwland催化剂可抑制DVA的产生，减少DVA与乙炔继续反应形成高聚物，可提高MVA的选择性。在反应温度80℃下，MVA/DVA值从6左右提高至19，MVA选择性由80%提高至95%，高聚物的生成量大幅度减少。LaCl₃-Nieuwland催化剂具有良好的低温反应活性，60℃时，反应产物气相中MVA的体积分数达到10%。计算结果表明，传统Nieuwland催化剂存在下，MVA-乙炔反应生成DVA能垒较乙炔二聚形成MVA高379.8 kJ·mol^-1。而LaCl₃-Nieuwland催化剂存在下，MVA-乙炔反应生成DVA能垒较乙炔二聚形成MVA高686.07 kJ·mol^-1。LaCl₃-Nieuwland催化体系可强化乙炔二聚形成MVA。

以聚苯胺和硝酸盐为前驱体，采用热处理法制备了M-N-C（M=Fe，Co）材料，并将其作为厌氧流化床微生物燃料电池（AFBMFC）阴极催化剂。通过X射线衍射（XRD）、红外光谱（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）对催化剂进行晶型结构和表面形貌的表征。采用循环伏安法（CV）对催化剂的电化学性能进行考察，并应用于AFBMFC，考察了其对电池产电性能的影响。结果表明，使用Fe-N-C催化剂的微生物燃料电池稳定运行时，开路电压达到636.0 mV，功率密度达到166.82 mW·m^-2，比使用Pt/C催化剂的微生物燃料电池的功率密度提高10%。表明Fe-N-C催化剂用做微生物燃料电池阴极催化剂具有潜在的应用前景。

采用浸渍法将离子交换树脂（IER）浸渍于饱和氯化锂或氯化镁溶液中，并依次经过滤、洗涤及干燥得改性离子交换树脂。经粉碎后的改性离子交换树脂粉与固体粉末涂料混合成喷涂料，对管翅式换热器铝箔表面进行静电喷涂、热固化得吸湿涂层。XRD分析表明，改性前后树脂结构没有发生根本性改变；SEM表明，吸湿涂层能够均匀紧密地分散在铝箔表面，涂层厚达120 mm；EDS显示出吸湿涂层各成分组成及含量；TG曲线表明，吸湿涂层失重主要集中在30～150℃及400～600℃区域，前者与吸附剂脱附有关，后者与涂料及树脂粉热分解有关；静态和动态吸附曲线显示，吸湿涂层经改性后，其吸湿性能明显提高；吸湿涂层重复性测试显示，涂层具有较高吸附及脱附稳定性。

为了研究在地浸采铀中胶体对矿层的阻塞及对铀酰离子吸附迁移影响，采用硝酸铝与氨水为原料制备Al（OH）₃，并用在pH = 6条件下制备所得的Al（OH）₃对铀进行吸附实验研究，考察了吸附的pH值、初始浓度及吸附时间等对Al（OH）₃吸附铀的影响。对实验数据使用准一级、复合二级与Elovich 动力学模型进行计算与分析，得出Elovich 动力学方程更适合描述Al（OH）₃对铀吸附，吸附主要是表面吸附；使用 Freundlich与Langmuir等温吸附方程对实验数据进行拟合，结果表明Langmuir模型更适合描述Al（OH）₃对铀酰离子的吸附；对吸附前、后的Al（OH）₃进行SEM与激光粒度分析。

为了提高测量数据可靠性，过程控制领域广泛采用双冗余传感器测量生产状态信息，而目前处理双传感器测量数据常用的方法为线性无偏估计融合理论。通过估计理论得到的测量数据同时涉及方差和偏差两个统计特性。由于无偏测量数据具有无偏性的优良性质，所以测量方差能够全面地描述无偏测量数据的可靠性，然而不能由此认为无偏测量数据一定具有高可靠性。为了进一步提高双传感器测量数据的可靠性，提出有偏估计数据融合方法。首先，证明了有偏测量能够改善单传感器测量数据的可靠性；其次，采用凸组合方法推导了双传感器有偏估计融合表达式；最后，证明了有偏估计融合的均方误差小于任意单传感器的均方误差。仿真分析与实例应用均表明有偏估计数据融合可以有效地提高双传感器测量数据的可靠性。

智能优化方法因其简单、易实现且具有良好的全局搜索能力，在动态优化中的应用越来越广泛，但传统的智能方法收敛速度相对较慢。提出了一种迭代自适应粒子群优化方法（IAPSO）来求解一般的化工动态优化问题。首先通过控制变量参数化将原动态优化问题转化为非线性规划问题，再利用所提出的迭代自适应粒子群优化方法进行求解。相比传统的粒子群优化方法，该种迭代自适应粒子群优化方法具有收敛速度更快的优点，主要原因是：该算法根据粒子种群分布特性自适应调整参数；该算法通过缩减搜索空间并迭代使用粒子群算法搜索最优解。将提出的迭代自适应粒子群方法应用到多个经典动态优化问题中，测试结果表明，该方法简单、有效，精度高，且收敛速度比传统粒子群算法有显著提升。

化工过程的总体裕量可以用操作优化的经济效益进行评价，根据稳态优化和动态优化的经济效益可进一步划分为服务于操作控制的控制裕量和表征过程可实现经济效益的工艺裕量，二者都与化工过程的控制性能有关。针对具有一定裕量的化工过程进行多目标动态优化，优化目标分别为操作点的经济效益与动态过程中的控制性能指标，采用0-1变量描述控制结构，将控制结构和控制器参数也作为优化变量进行混合整数动态优化，采用Constrained NSGA-Ⅱ算法求解非劣解集，根据非劣解集分析总体工艺裕量、总体控制裕量与控制性能指标的关系。通过催化裂化装置的实例分析发现，对于具有一定裕量的化工过程，控制性能越高，所需的总体控制裕量越多，表征操作优化可实现经济效益的总体工艺裕量越少，只有通过对总体控制裕量和总体工艺裕量进行权衡，才能找到兼顾工艺要求和控制性能的工艺操作点和控制设计方案。

针对存在输入和输入增量约束的多变量系统，提出了一种基于变权重的对角CARIMA模型抗扰动约束广义预测控制算法。根据对角CARIMA模型中的A和C矩阵为对角形式的特点，将多输入多输出系统分解为多个多输入单输出系统进行预测和控制，简化了控制器的设计，降低了变量之间的耦合性。根据模型预测值与参考轨迹之间的偏差实时调整目标函数中各输出跟踪误差的权重，达到抑制由耦合而造成回路之间扰动的目的。权重调整的基本原则是，每个输出的预测值跟踪参考轨迹的权重由其他输出在同时刻偏离其参考轨迹的误差平方加权和构成。当某个输出偏离其目标值时，其他输出的控制作用相对增强，避免输出之间的相互扰动，达到抑制扰动的目的。同时，分析了系统输入和输入增量约束的表达形式。利用多变量广义预测控制（MGPC）以及提出的扰动抑制方法，分别对Shell重油分馏问题进行了仿真实验，仿真结果验证了算法的有效性。

随着间歇过程越来越受重视，其过程监控和故障诊断技术也成为研究热点。以核Fisher判别分析为基础，提出了基于核Fisher的正常工况与故障包络面模型，给出了基于该模型的在线故障诊断流程。此方法利用了Fisher判别分析对类别的划分特点，分别针对正常工况数据和各故障类型数据建立包络曲面模型。与多向Fisher判别分析相比，该方法按批次方向将数据展开，能够解决生产周期不一致问题，在线故障诊断时也不需要预报完整的生产轨迹，并且加入核函数来处理复杂的非线性。最后在青霉素发酵过程的仿真平台上对该方法进行测试，与改进多向Fisher判别分析方法进行对比，该方法获得了满意的诊断效果：能够及早诊断出故障的发生，并在有效识别已有故障的同时还具有对新故障的自学习能力。

针对铝电解大型预焙槽操作参数较多且彼此耦合性强，难以进行准确的概率分布描述和相关性分析问题，提出一种基于混合Copula模型的铝电解槽多参数相关性分析方法。在铝电解槽参数分布类型未知的情况下，首先利用非参数核密度函数估计建立变量的边缘密度函数；再构建基于混合Copula模型的多变量联合分布函数，并通过权重参数调节不同类型Copula函数的贡献比重；最后利用极大似然法对模型参数进行估计。对取自某厂170 kA铝电解槽的1824组真实样本数据进行实验，结果得到的3种距离指标分别是0.3169、0.6239和0.9276，均优于其他单一Copula函数，表明本方法是对超低电压下具有非稳态非均一特征的多参数进行相关性分析的一种有效途径。

在对反渗透海水淡化系统流程和实际应用分析的基础上，提出了一种旨在降低总体操作费用的全流程反渗透海水淡化系统优化方法。首先根据系统变参数特点并充分利用蓄水池的缓冲能力，建立了反渗透过程机理模型、蓄水池动态过程模型以及变参数方程模型，实现了整个流程的方程描述。然后根据工艺流程和操作过程费用组成情况建立了总的操作费用模型，得到了全流程单位产水费用指标。在此基础上建立了以总体操作费用最低为目标、以开放方程描述的各模型方程为约束、以设备和产品质量限制为边界的优化命题，采用联立求解技术将该微分代数方程组成的优化（DAOP）问题转化为NLP问题后进行求解。最后对某海水淡化系统进行了实例研究。优化求解结果不仅表明本优化方法可以大幅降低实际操作费用，而且通过求解还可得到各种变参数条件下最优操作费用组成，以及实现费用最低的最优操作压力和流量变化曲线。本研究对优化海水淡化系统操作、降低总体操作费用具有重要意义。

目前，针对干气密封的研究一般把气体处理为理想气体，但是在高压工况下，气体的实际行为与理想气体有较大差异。采用维里方程表达气体的实际行为，获得实际气体效应修正的气体润滑雷诺方程，利用小扰动法和有限差分法求解该雷诺方程，获得压力分布，进而获得气膜刚度和气膜阻尼等表征干气密封动态特性参数。针对T槽干气密封，以二氧化碳（CO₂）、氢气（H₂）和氮气（N₂）为例，分别分析了实际气体效应对T槽干气密封的气膜刚度和气膜阻尼等动态特性的影响，并与理想气体进行对比，结果表明：随着压缩数的增大，三种实际气体与理想气体的气膜刚度、气膜阻尼均增大。随着频率数的增大，实际气体与理想气体的气膜刚度增大，气膜阻尼减小。实际气体气膜刚度、气膜阻尼偏离理想气体气膜刚度、气膜阻尼的程度随着压缩因子Z偏离理想气体（Z=1）的程度增加而增加。对于CO₂ （Z<1），气膜刚度大于理想气体气膜刚度，而气膜阻尼小于理想气体气膜阻尼。对于H₂ （Z>1），气膜刚度小于理想气体气膜刚度，而气膜阻尼大于理想气体气膜阻尼。N₂（Z≈1） 的气膜刚度与气膜阻尼与理想气体近似相等。

螺旋槽干气密封在高压、高速旋转时内部会产生一定量的热，导致密封环发生热弹变形，从而使运行不稳定和泄漏量增大。首先在速度滑移边界条件下，求出气膜压力和气膜速度；然后推导出气膜的能量微分方程，同时引入温度阶跃边界条件，进而利用气膜的压力、速度和能量方程，通过Matlab软件数值计算得到气膜的温度分布。结果表明，随着气体从外径流入内径，气膜速度的分布规律是先降低后升高，槽根部周围速度较低；随着气体从外径流入内径，气膜温度的分布规律是先升高后降低，槽根部周围温度较高；考虑温度阶跃下的温度分布与不考虑温度阶跃下的温度分布相差较小，可以不予考虑温度阶跃对干气密封气膜温度的影响。

以丁二酸、苹果酸（w= 2.00%）为活化剂，乙二醇、异丙醇和乙二醇丁醚（w= 3.00%）为助溶剂，聚乙二醇-6000（w= 0.25%）为成膜剂，咪唑（IM）、苯并咪唑（BIA）和苯并三氮唑（BTA）分别为缓蚀剂，配制系列水基免清洗助焊剂。用静态失重法、电化学阻抗谱法和扫描电子显微镜等方法研究了三种缓蚀剂对金属铜的缓蚀作用。结果表明：随三种缓蚀剂含量的增加，缓蚀率均表现出先提高后降低的趋势。其中BTA的添加量为0.08%时，缓蚀率达 88.78%，金属膜电阻R_f 达1.25×10⁶ Ω·cm²，缓蚀效果最佳。研究还表明：缓蚀剂总量为0.08%时，BIA和BTA复配（0.04%BIA + 0.04% BTA），缓蚀率达94.25%，R_f 达2.26×10⁶ Ω·cm²，显示出明显的缓蚀协同效应。助焊剂铺展实验也表明，复配缓蚀剂的最佳添加量为0.04% BIA和0.04% BTA。

通过两步反应，合成了三种磺酸钠型Gemini表面活性剂6， 6’-（丙基-1， 3-二基双氧）双（3-壬基苯磺酸钠）（9B-3-9B）、6， 6’-（正丁基-1， 4-二基双氧）双（3-壬基苯磺酸钠）（9B-4-9B）和6， 6’-（正戊基-1， 5-二基双氧）双（3-壬基苯磺酸钠）（9B-5-9B），并讨论了反应温度和反应时间对产物产率的影响，优化了反应条件。利用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、核磁共振仪（¹H NMR）和元素分析仪表征产物结构，并通过DCTA21表面界面张力仪测定其在水溶液中的表面张力。结果表明：与传统表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（SDBS）相比，Gemini表面活性剂9B-m-9B（m=3， 4， 5）具有更高的表面活性，其临界胶束浓度（CMC）分别为0.14、0.11、0.12 mmol·L^-1，对应的表面张力g_CMC分别为29.43、29.26、28.22 mN·m^-1。

为进一步提高P450 BM-3催化吲哚合成靛蓝的能力，在前期获得的突变酶D168L/E435T基础上引入V445A突变，获得突变酶D168L/E435T/V445A，该突变酶与D168L/E435T及V445A相比，对吲哚的亲和力分别降低41.5%及35.8%，转化数（k_cat）分别提高1.61倍及1.31倍，催化效率（k_catK_m^-1）分别提高1.53倍及1.47倍；该突变酶对电子的耦合率也提高至24.7%，较D168L/E435T提高39.5%，较V445A提高64.7%，说明该突变酶在电子的利用率上有明显改善；此外，该突变酶催化副产物靛玉红的比例大幅降低，降低为D168L/E435T的41.7%及V445A的30.6%，说明该突变酶催化吲哚的区域选择性上也更加有利于靛蓝形成。

通过美拉德反应制备玉米肽-麦芽糊精糖基化产物，再通过反溶剂法制备糖基化产物与α-生育酚共组装纳米粒子，系统地研究了制备参数对于复合粒子的影响。结果表明，糖基化产物浓度、玉米肽与α-生育酚质量比、pH对于复合粒子的粒度与ζ电位有重要的影响。采用动态光散射、ζ电位观察发现，通过调节制备参数，荷载α-生育酚的玉米肽-麦芽糊精糖基化产物可以形成平均粒度为80～100 nm的纳米粒子，其表面电荷分布在-23～-32 mV之间。与玉米肽、玉米肽/麦芽糊精混合物相比，玉米肽-麦芽糊精糖基化产物对于α-生育酚具有更高的荷载效率以及更好的pH稳定性。

在小型热态循环流化床试验台上进行褐煤、烟煤、无烟煤燃烧试验，研究3种典型煤的烟气气态汞和飞灰颗粒汞迁移规律。试验结果表明：褐煤、烟煤、无烟煤在燃烧过程中，炉膛温度、空截面风速、给煤量以及煤颗粒大小变化时，汞元素在烟气和飞灰之间的迁移规律相似；降低炉膛密相区温度和增大炉膛空截面风速可促进烟气气态总汞Hg^T（g）迁移到飞灰颗粒汞Hg（p）中，同时也促进烟气气态零价汞Hg⁰（g）向烟气气态二价汞Hg²⁺（g）和Hg（p）转化；增加给煤量，烟气气态总汞Hg^T（g）和烟气气态零价汞Hg⁰（g）减少，飞灰颗粒汞Hg（p）含量增加，并且影响Hg⁰（g）的转化；选择合适的煤颗粒粒度可以促进Hg⁰（g）的转化以及Hg^T（g）向Hg（p）迁移。随燃烧工况的变化，3种煤Hg^T（g）、Hg（p）和Hg⁰（g）含量变化趋势相似，但含量相差较大，Hg⁰（g）占Hg^T（g）的比例y值也不同，其中无烟煤的y值高于烟煤和褐煤的y值。

采用Fenton试剂（Fe²⁺+H₂O₂）、CaO和煤调理污泥，然后进行深度脱水。用Plackett-Burman（P-B）进行实验设计，研究了这4种调理物质与温度、通气速率和水分共7个因子对污泥热解的影响权重。结果表明，除H₂O₂外，其余6个因子对污泥热解均有影响。其中温度影响最大，高温有利于热解可燃气体生成。而通气速率越快，热解产气越少。此外，CaO、煤和水的单独影响实验证明3种因子的存在都有利于CO和H₂的生成，且CaO和煤作为调理剂时增强效果好于其与污泥物理混合。污泥内残留水也优于外加水，但水分受温度的影响较大。由此可见，深度脱水湿污泥热解在制可燃气体方面具有一定的优势。

以SO₂为还原剂，采用一种新型的气液传质设备——水力喷射空气旋流器（WSA）对含Cr（Ⅵ）废水进行直接还原处理，得到了比较满意的效果。研究结果表明：当SO₂浓度为3582 mg·m^-3时，对Cr（Ⅵ）含量为1134 mg·L^-1的模拟含铬废水，循环处理6 min，Cr（Ⅵ）去除率可达99.9%以上。废水初始pH为碱性比其为酸性条件下，更有利于SO₂的吸收，提高了SO₂利用率，增强了处理效率。废水射流流速对处理效果的影响较小，但SO₂和Cr（Ⅵ）的浓度对处理效果有明显影响。随着SO₂浓度增大，处理效率增大；Cr（Ⅵ）的初始浓度增大，处理效率降低。研究结果为建立含硫气体还原处理含Cr（Ⅵ）废水新工艺提供了依据。

天然气水合物作为一种新能源已得到世界各国的关注，降压是水合物藏的一种有效开采方式。采用自制的天然气水合物开采模拟实验装置，在多孔介质中生成不同饱和度的天然气水合物，之后进行缓慢降压开采实验。结果表明：降压开采可分为自由气产出、水合物降压分解产气和最后降压产出已分解气三个阶段。在降压分解阶段，当水合物饱和度从16%增加到48%时，平均产气速率先增加后减小，说明水合物饱和度对降压分解产气速率的影响是非线性的。降压分解时，水合物饱和度越大，温度下降幅度越大。实验研究范围内，中等饱和度（32%）的水合物藏降压分解产气速率比较大，降压开采效果较好。

采用稀盐酸预处理工艺，对预处理前后废弃CRT荧光粉中稀土的提取效果进行了比较研究。结果表明，预处理工艺的最佳条件为：盐酸浓度为0.8 mol·L^-1，反应温度为65℃，反应时间为2 h。与未预处理样品相比，预处理样品酸解后得到的浸出液中稀土的浸出率由21.18%提高到60.17%，而杂质的浸出率由45.21%减少到10.43%。经沉淀、煅烧后所得稀土产物为Y₂O₃和Eu₂O₃，总含量为98.20%。其中，Y₂O₃含量为90.25%。稀土产物主要为立方晶型的Y₂O₃，由片状晶体密集堆积而成，片晶之间紧密结合，形成密实的方体结构。稀酸预处理工艺不仅能显著提高废弃CRT荧光粉中稀土提取的效率，实现稀土资源的高效、可持续利用，而且可以减少化学试剂的消耗，为废弃电子产品的综合利用提供研究基础与技术支撑。

为保证长距离输水管道输送水水质，采用管道模拟反应器考察了溶解氧（DO）对输水管道水质影响以及曝气充氧后水质恢复情况。结果表明：DO降低影响氨氮（NH₄⁺-N）的去除，DO浓度越低越不利于NH₄⁺-N的去除，且曝气充氧后恢复越缓慢，DO=0.5 mg·L^-1和DO=1.5 mg·L^-1的反应器在运行95 h后，NH₄⁺-N去除率分别由90%降到21%和85%，曝气充氧54 h和3 h后恢复；DO浓度降低导致亚硝酸氮（NO₂^--N）积累明显增加，DO浓度越低，NO₂^--N的积累越严重，且曝气充氧后恢复越缓慢，DO=0.5 mg·L^-1的反应器在运行95 h后，出水NO₂^--N由0.02 mg·L^-1增加到0.354 mg·L^-1，曝气充氧54 h后恢复，DO=1.5 mg·L^-1的反应器在运行32 h后，出水NO₂^--N达到最大值0.112 mg·L^-1，曝气充氧4 h后恢复；DO浓度降低使水中UV₂₅₄升高，DO=0.5 mg·L^-1和DO=1.5 mg·L^-1的反应器在运行2 h后，出水UV₂₅₄分别增加了70.8%和20.8%，均在运行32 h后恢复，且曝气充氧后保持稳定。因此，DO对长距离输水管道水质具有重要影响，可采用DO实现对水质的调控。

以模拟饮水处理工艺沉淀池出水为试验原水，采用连续流试验装置研究BARF对百菌清与毒死蜱的去除效果，并分析了BARF对两种物质的去除机理。水温为24～27℃条件下的试验结果表明，当空床停留时间（EBCT）在7.5～30 min，BARF对百菌清与毒死蜱去除率分别达到66.7%～86.2%、69.6%～93.0%，两种物质去除率随EBCT增加而增加，但超过15 min后增幅较小；当EBCT为15 min，在15～20℃、10～15℃、<5℃ 3个温度段内，BARF对百菌清的平均去除率分别为84.2%、79.3%、59.8%，对毒死蜱的平均去除率分别为92.7%、91.4%、80.3%，温度降低不利于两种物质去除。试验水质下，EBCT为15 min、水温高于15℃时，BARF出水百菌清与毒死蜱浓度可达到国家现行饮水水质标准；BARF启动之初对百菌清与毒死蜱的高效去除主要靠活性炭吸附作用，生物膜稳定后，生物作用对两种物质的去除具有较大贡献。

以COD/TN为4左右的生活污水为处理对象，通过调节系统进水流量和曝气生物滤池（BAF）曝气量，研究了水力停留时间（HRT）和BAF气水比对AAO-BAF反硝化除磷系统运行性能的影响。结果表明，气水比和水力负荷（HLR）对BAF的硝化性能有显著影响，BAF气水比为3：1时，NH₄⁺去除率降低到了72%；当AAO的HRT为4 h，BAF的HLR为3 m³·m^-2·h^-1时，即使BAF的气水比达到8：1，也不能保证NH₄⁺的完全去除。试验得出，AAO-BAF反硝化除磷系统的PO₄^3-去除率与NH₄⁺去除率存在良好的相关关系，为保证90%以上的磷去除率，NH₄⁺去除率应该达到98%。当AAO的HRT≥6 h，BAF气水比≥4：1时，AAO-BAF系统对COD、NH₄⁺、TN和PO₄^3-的去除率分别可达87%、99%、80%和95%。

将循环接触絮凝与膜过滤相结合组成循环接触絮凝-膜过滤（CF-MF）工艺，以传统混凝-膜过滤（C-MF）工艺为对照，考察两种工艺在延缓膜污染方面的差异。采用比紫外吸光度（SUVA）作为有机物亲/疏水特性的评价指标，分析工艺变化对SUVA的影响以及SUVA和综合膜污染指数（UMFI）之间的内在联系。结果发现，膜出水SUVA与膜污染呈很好的相关性，出水SUVA越高，膜污染越严重；在最佳工艺条件下，CF-MF出水和混凝上清液SUVA分别达到了1.74 L·mg^-1·m^-1和1.18 L·mg^-1·m^-1，去除率与C-MF工艺相比分别提高17%和29%，说明CF-MF工艺对水中疏水性物质的去除效果比C-MF更好，能够有效控制疏水性物质对膜形成的污染；与C-MF相比，CF-MF能够更有效地去除水中的有机物，当混凝剂氯化铁投加量为6 mg·L^-1、回流絮体浓度为10 mg·L^-1时，UV₂₅₄和DOC的去除率分别达到了58.75%和49.7%。

以分别含有单一的U（Ⅵ）、Cu（Ⅱ）溶液以及U（Ⅵ）、Cu（Ⅱ）混合溶液为吸附质，系统探讨了pH值、吸附剂量、温度、时间和初始离子浓度对向日葵秸秆吸附效果的影响。采用准二级动力学模型、Langmuir、Freundlich和Langmuir-Freundlich等温吸附模型对实验数据进行拟合，从分配系数和分离因子角度对吸附选择性进行分析，并对吸附机理进行探讨。结果表明：向日葵秸秆对U（Ⅵ）和Cu（Ⅱ）的吸附分别是自发的吸热和放热反应；吸附动力学均符合准二级动力学模型，即化学吸附为控速步骤；单离子体系下U（Ⅵ）和Cu（Ⅱ）的吸附等温线分别符合Langmuir-Freundlich和Langmuir等温吸附模型；复配体系下，当干扰Cu（Ⅱ）浓度≥60 mg·L^-1时，U（Ⅵ） 的吸附等温线可用Langmuir-Freundlich模型描述；而当干扰U（Ⅵ）浓度≥200 mg·L^-1时，Cu（Ⅱ）的吸附等温线可用Langmuir模型描述。当溶液中同时存在U（Ⅵ）和Cu（Ⅱ）两种离子时，离子间存在竞争吸附，且向日葵秸秆对U（Ⅵ）具有更高的选择性，这与金属本身的特性有关。向日葵秸秆吸附前后的SEM、EDX和FT-IR图谱表明，吸附U（Ⅵ）和Cu（Ⅱ）的主要方式为络合和离子交换。

酞酸单酯是水体环境中一类新型的环境激素污染物。以含叔胺基的复合功能树脂NXD-2为吸附剂，以邻苯二甲酸单丁酯（MBP）为目标污染物，通过吸附等温线、热力学、动力学和柱吸附脱附实验，考察了NXD-2对MBP的吸附性能。研究结果表明，NXD-2对MBP的吸附以氢键作用为主，在288～313 K的温度范围内，平衡吸附量随温度的升高而升高；升高温度有利于加快NXD-2对MBP的去除速率。柱吸附脱附研究表明，在进水浓度为300 mg·L^-1的高浓度条件下，吸附出水的前100 BV中，溶液中MBP的浓度低于检测限（10 mg·L^-1），说明NXD-2对MBP具有较高的处理深度；同时NXD-2具有较好的脱附效果，脱附体积达到20 BV时，脱附率接近100%。因此，复合功能树脂NXD-2作为一种吸附剂，在水体中酞酸单酯的去除方面具有良好的应用前景。

采用滚筒式间接加热设备，在50～450℃加热温度和30 min停留时间实验条件下，测试了焦化厂污染场地低含量（S1）和高含量（S2）PAHs污染土壤中16种PAHs的热脱附效率和残留量的变化，并初步分析了热脱附处理对土壤有机碳（TOC）、可溶性有机碳（DOC）、比表面积（SA）和粒径分布的影响，结果表明：加热温度、污染物含量和污染物分子量对PAHs的脱附效率均存在极显著影响（p<0.01），其中加热温度影响程度最大。S1和S2土壤中各类PAHs在加热温度达到其熔点附近开始有效脱附，LPAHs（低分子量PAHs）与HPAHs（高分子量PAHs）之间的热脱附效率仅在不超过300℃（S1土壤）和400℃（S2土壤）加热条件下存在明显差别。土壤中各类PAHs的脱附与其有效态密切相关，S1和S2土壤中有效态PAHs分别在200～250℃和250～300℃加热条件下几乎全部脱附。450℃加热温度条件下，S1和S2土壤中∑PAHs（总PAHs）脱附效率能够达到91.3%和98.4%，其中8种目标PAHs的含量范围分别为0.07～0.71 mg·kg^-1和0.26～40.20 mg·kg^-1，土壤中部分PAHs仍超过相应的北京市《场地土壤环境风险评价筛选值》住宅用地筛选值；450℃加热温度下，S1和S2土壤中TOC含量分别下降51.4%（p<0.05）和23.1%（p<0.05），S1和S2土壤中DOC变化趋势相反，SA的下降、较粗颗粒比例略有增加和电镜扫描中土壤颗粒团聚现象相吻合。

为降低大豆油生物柴油的冷滤点，合成了马来酸酐-丙烯酰胺-苯乙烯醇解衍生物（AAS）以及助剂环己醇脂肪酸酯（CF），并对其进行红外表征。通过正交实验，优化了三元共聚物（AAS）的工艺条件，同时考察了自制AAS分别与助剂CF以及德国蜡晶分散剂的复配效果。实验结果表明，合成AAS的最佳工艺条件为：单体配比2：1.5：0.75，引发剂（BPO）用量1.5%，催化剂加量1.0%，共聚温度75℃，共聚时间5 h，醇解时间3 h，酐醇比7：12。当AAS添加量为0.3%时，可使大豆油生物柴油冷滤点降低4℃。与助剂CF以1：1质量配比复配可使大豆油生物柴油冷滤点降低6℃，并可使菜籽油生物柴油降低5℃。

以实验室制备的3A-Fe型分子筛为催化剂，并利用扫描电镜、能谱分析和XRD技术对催化剂进行了表征。在3A-Fe型分子筛与H₂O₂构建的非均相类Fenton催化体系内对硝基苯的降解效能和机制进行了研究，讨论了体系pH值、H₂O₂的投加量、催化剂投加量、硝基苯废水浓度对硝基苯降解率和反应速率的影响，并初步揭示了硝基苯的降解机理。结果表明：3A-Fe分子筛作为催化剂的类Fenton反应，在pH值2～10之间都具有较好的处理效果；类Fenton体系氧化降解反应过程是一种非均相的界面微观反应；3A-Fe类Fenton催化剂性能优越，对硝基苯废水中硝基苯的去除率为94.1%，COD_Cr和TOC的去除率分别为78.6%和60.5%。

采用挤出注塑法以废旧聚丙烯（WPP）为基体、废弃线路板非金属粉（WPCBN）为填料制备了复合材料。考察了WPCBN对材料阻燃性能及力学性能的影响。通过红外光谱和扫描电子显微镜分析研究了WPCBN改性前后官能团结构及复合材料冲击断面形貌的差异，以探讨硅烷偶联剂（KH550）、马来酸酐接枝聚丙烯（MAPP）对WPP/WPCBN界面相容性改善及复合材料力学性能提高的作用机理。结果表明，WPCBN超过10 phr后复合材料具有自熄性；经1.5 phr KH550改性后，WPCBN与WPP间的界面黏结力增强，复合材料拉伸、弯曲及冲击强度分别提高6.5%、6.25%和17.9%；m（WPP）：m（WPCBN）：m（MAPP）为100：30：9时，复合材料的拉伸、弯曲强度增幅最大，分别为37.5%和48.8%；WPP/WPCBN与新聚丙烯（NPP）/WPCBN复合材料相比，拉伸、弯曲强度仅降低16.8%、20.4%。

以聚己二酸1，4-丁二醇酯（PBA）、六亚甲基二异氰酸酯（HDI）和异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）为主要原料，制备了不同软段分子量和不同硬段含量的水性聚氨酯（WPU）乳液。采用DSC技术表征了WPU胶膜在非等温和等温条件下的结晶行为，并以莫志深方程和Avrami方程为模型，对WPU胶膜的结晶行为进行了研究。WPU胶膜的非等温结晶动力学分析结果表明，随着WPU相对结晶度的增加，非等温结晶动力学参数F（T）增大，说明适当提高活化温度可提高WPU胶黏剂的结晶速率和初黏强度；WPU胶膜的等温动力学分析结果表明，不同软段分子量和不同硬段含量的WPU胶膜的等温结晶动力学参数t_1/2与相应WPU胶黏剂的开放时间存在对应关系，即t_1/2较大者，相应WPU胶黏剂的开放时间较长。

合成了一种液体乙烯基硅树脂，并用FT-IR、GPC、¹H NMR和²⁹Si NMR等手段对其结构进行表征。采用非等温差示扫描量热法（DSC）研究了乙烯基硅树脂/苯基含氢硅油体系的固化反应动力学，用Kissinger方程和高级等转化率法（Vyazovkin方法）分别计算了该体系的表观活化能E_a，用Málek法进行模型拟合动力学分析，通过T-β外推法确定该体系的固化工艺参数。结果表明：Kissinger法和Vyazovkin法得到的活化能分别为85.3 kJ·mol^-1和84.0 kJ·mol^-1，二者所得结果的差别较小；乙烯基硅树脂体系固化动力学符合Šesták-Berggren（m，n）模型，m和n分别为0.092、1.440，拟合曲线与实验的DSC曲线吻合；该树脂体系的近似凝胶化温度为89.1℃，固化温度为127.8℃，后处理温度157.6℃。

纺织物表面的超疏水特性将赋予其优异的自清洁性能。以PET无纺布为基材，探索了利用溶胶-凝胶法在预处理后的PET织物表面构筑具有微纳结构的超疏水涂层的方法；并利用扫描电镜（SEM）、接触角测量仪表征了改性PET织物表面的微观结构和润湿性。进一步地，分别以大肠杆菌和金黄色葡萄球菌为试验菌株，通过细菌转移法和抑菌圈法评价与分析了改性PET织物表面的抗菌性能。研究表明：利用改进的Stöber溶胶-凝胶过程能够在经碱减量法预处理的PET表面原位形成SiO₂纳米粒子；再用含疏水性长链的十二烷基硅烷对这一表面进行改性，并经过表面热处理，就能够成功地在PET织物表面构筑多层次的微/纳结构，从而制得表面具有超疏水特性的PET织物，其接触角可达到163°。这一超疏水PET织物能够抑制细菌在其表面的生长繁殖，表现出了明显的抗菌特性。

利用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH-570），对水热法制备的TiO₂纳米管进行了表面改性，并用改性的纳米管为稳定剂，采用Pickering乳液聚合法制备了聚苯乙烯/TiO₂纳米管复合微球。采用红外光谱（IR）、光学显微镜、高分辨透射电镜（HRTEM）、高分辨扫描电子显微镜（FESEM）、X射线光电子能谱（XPS）等分析手段，对改性前后TiO₂纳米管以及复合微球的结构和形貌进行了表征，用三相接触角仪测试并优化了TiO₂纳米管的表面润湿性。研究结果表明，当m_KH-570/m_TiO2=15%时，改性TiO₂纳米管表面润湿性最佳，能很好地稳定Pickering乳液聚合，聚合后可以得到壳层为致密均匀TiO₂纳米管，核为聚苯乙烯的复合微球。

以含铜蚀刻废液经膜电解后的阳极液为原料，在水相溶液中制备硅藻土基纳米氢氧化铜可湿性粉剂，并探讨了NaOH加入量、硅藻土加入量以及稳定剂对纳米Cu（OH）₂制备的影响，并确定了最佳工艺条件（膜电解阳极液15 ml、2 mol·L^-1的NaOH溶液45 ml、粒径为44 mm的硅藻土1.6 g、5%的磷酸三丁酯溶液100 ml），同时运用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）和X射线衍射仪（XRD）等检测手段对最优工艺条件下合成的粉剂进行了表征。在上述最优工艺条件下所制备的硅藻土基纳米Cu（OH）₂产品中OH^-与Cu²⁺的摩尔比为1.872，纯度为93.60%，悬浮率为66.03%，产品粒径为45 nm，满足商品纳米Cu（OH）₂可湿性粉剂的性能要求。实验结果表明该制备工艺操作方便、简单可行，是实现蚀刻废液再生利用的有效方法，具有一定的应用价值。

安全泄放是在失控条件下降低反应体系风险最为经济有效的技术措施之一。为了研究泄放口的设计，利用高性能绝热量热仪Phi-TEC Ⅱ对质量分数38.6%的甲醇-乙酸酐体系进行了测试，得到热惯量为1.1条件下该体系的热行为参数。测试结果表明，该体系的起始分解温度为37℃，比反应热205.2 kJ·kg^-1；拟合得到温度与压力的关系基本符合Antoine方程，确定了反应体系的泄放类型属蒸汽体系；采用Leung方法和平衡速率模型ERM对该体系的安全泄放量和泄放能力进行了计算，求得泄放面积为1.36×10^-3 m²；低热惯量的Phi-TEC Ⅱ可以为工艺放大的泄放设计提供准确、可靠的基础数据。

开展了容器内气体爆炸通过导管安全泄放实验，研究了导管泄放气体爆炸过程中的压力变化及导管内火焰发展规律，分析了初始压力对导管泄放过程的影响，并对比研究了密闭容器爆炸、简单泄爆及导管泄爆过程。结果表明：容器内发生密闭爆炸时，爆炸压力及压力上升速率随着初压的升高而增加；简单泄爆时，随着初压的增加，容器内的压力峰值出现了先增加然后降低最后继续增加的过程；采用导管泄爆时，初始压力越高，容器内的压力峰值及压力上升速率越高，相同时刻对应的导管入口处与容器内最大正压差越大，导管入口端的火焰速率越大，容器内爆炸强度对初始压力的变化较为敏感；随着容器内初压升高，导管泄爆过程中容器内的压力峰值与简单泄爆的压力峰值相差越来越大，与对应的密闭爆炸时压力峰值越来越接近，且最大压力上升速率远远高于密闭爆炸。