木质素是一种芳环结构来源丰富且价格低廉的可再生资源。从木质素出发催化解聚制备单酚类高附加值精细化学品和芳香烃烷烃等高品位生物燃料，可以部分替代以化石燃料为原料的生产过程，是生物质资源全组分高效综合利用的重要组成部分。在木质素催化解聚方法中，催化氢解可以直接将木质素转化为低氧含量的液体燃料，在生物燃料利用方面展现出巨大的潜力。本文详细总结了木质素的催化解聚方法，从催化剂类型、溶剂种类、反应机理及催化剂循环使用性等方面介绍了国内外的主要研究进展，着重阐述了木质素催化氢解方法。最后总结了当前木质素催化解聚过程中存在的难题，并对未来的技术发展提出了建议和展望。

综述了固砷矿物臭葱石的组成与结构性能，及其浸出稳定性研究现状。不同条件下制备的臭葱石样品，会因SO₄^2-夹杂和结晶水量变化，具有不同的组成。已提出双齿双核和双齿单核两种臭葱石结构模型，两者是否属实尚存在争议。臭葱石的溶度积介于10^-21.17~10^-25.83之间波动。在弱酸性（pH 2~6）、氧化条件下，臭葱石浸出稳定性较高，能较好满足长期堆存要求；而在强酸性或碱性区域，或在还原性条件下，其浸出稳定性较差。

采用过渡金属配合物催化乙烯齐聚是制备α-烯烃的一条重要工艺路线，部分催化体系已进入了中试和工业化生产阶段，但近年来的研究工作表明，一些过渡金属催化剂在甲苯溶剂中的齐聚产物可直接与甲苯发生Friedel-Crafts烷基化反应，这将为烷基苯的生产开辟一条新的途径。综述了近年来乙烯齐聚过程中发生Friedel-Crafts烷基化反应的研究进展，详细阐述了催化剂的结构、催化体系、工艺条件等对烷基化反应及烷基化产物分布的影响。同时，给出了乙烯齐聚中Friedel-Crafts烷基化反应的反应过程，对设计可催化乙烯齐聚制备混合烷基苯的催化剂具有重要的意义。

采用等温溶解平衡法研究了两个三元体系PbCl₂-ZnCl₂-H₂O和CaCl₂-PbCl₂-H₂O在373 K时的相平衡，测定了平衡溶液的溶解度和密度，并根据溶解度数据和对应的平衡固相绘制了相图和密度-组成图，根据相图对单变量曲线和结晶区进行了讨论。研究发现，两个三元体系均为简单共饱和型，均无复盐和固溶体生成，有一个共饱点，两条单变量曲线，两个结晶区。平衡液相对应的固相由XRD确定，并对实验结果进行了简要的讨论。

喷雾冷却在工业过程中应用广泛，制冷剂喷雾是激光皮肤手术中实施表皮冷保护的必要手段。为提高冷却效率，需要通过表面温度的测量反推表面传热特性。为探索不同表面温度测量方式对实验结果的影响，搭建了瞬态喷雾冷却实验台，分别使用磁控溅射薄膜热电偶（TFTC）、丝状热电偶（FTC）和片状热电偶（STC）研究了R404A制冷剂喷雾环氧树脂表面传热特性的差异。实验结果表明，磁控溅射薄膜热电偶（TFTC）热响应性能最佳，能准确及时地反映表面温度的瞬态变化且可与热通量变化准确对应。丝状热电偶（FTC）和片状热电偶（STC）属于间接测温，温度变化存在明显滞后，影响热通量、对流传热系数等表面传热特性的精确分析。薄膜溅射热电偶测温是准确研究瞬态喷雾冷却表面传热过程的可靠手段，可为临床治疗提供理论指导。

通过纹影光路观察了特定气液传质装置中乙醇吸收CO₂过程所引发的Rayleigh对流在垂直界面方向上的发展过程。随着溶质吸收的进行，液层的流体稳定性变弱，扰动加剧气液界面失稳并发生湍动，进而发展为羽状流并逐步向液相主体发展，在此过程中伴随着对流胞的融合与增长。液层的浓度分布可通过对相应液层纹影图像进行定量分析获得。液层浓度分布和瞬时传质系数变化表征了Rayleigh对流的引发与发展及其对传质过程的强化效果，界面浓度分布及临界Rayleigh数解释了非均匀传质对湍动的引发机理。羽状流将高浓度液体快速带入主体，加速了近界面液层与主体液层的混合，增强了气液传质。

在直径35 mm、高度2 mm光学可视的定容燃烧腔内，实验研究了常温常压静止乙烷/空气、丙烷/空气和正丁烷/空气预混气在燃烧腔中心由电火花点燃后向外传播的火焰传播特性。结果表明：3种燃料空气混合气可形成火焰传播的当量比范围不同，范围由大到小排序为乙烷>丙烷>正丁烷；3种燃料均存在由光滑火焰面向褶皱火焰面转变的传播形态；在微型定容燃烧腔内，3种燃料的火焰传播速度均低于常规尺度下定容燃烧弹内火焰传播速度，且火焰传播速度随半径增加而减小；随着当量比增加，火焰锋面容易出现褶皱和断裂现象，在高当量比情况下，火焰传播会出现短暂停滞。

用体三维速度测量技术（volumetric three-component velocimetry measurements，V3V）实验研究了涡轮桨搅拌槽内桨叶附近流场。通过速度数据得到三维流场特性，确定尾涡三维结构；分析了叶片后方30°截面轴向、径向和环向速度沿径向分布规律；对比了V3V和2D-PIV（particle image velocimetry）径向和轴向速度，发现速度分布吻合较好，特别是尾涡所在的射流区。用2D-PIV方法对尾涡发展规律进行研究，发现受流体自由液面影响，尾涡轨迹向上倾斜，并与水平方向成10°，上、下尾涡运动轨迹不对称，下尾涡运动比上尾涡稍快，衰减亦较快，这与V3V实验结果一致；叶片后方60°尾涡依然清晰可见。用V3V和2D-PIV方法对桨叶附近湍流各向同性假设进行了分析，发现桨叶区和尾涡所在位置湍动能被各向同性假设近似法高估了25%~33%，桨叶区和尾涡所在位置趋向于各向异性。

为探究纳米粒子浓度对纳米流体制冷剂在微细通道中流动沸腾气液两相压降影响，运用超声波振动法制备质量分数为0.05%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%均匀、稳定的Al₂O₃/R141b纳米流体制冷剂，在直接激光烧结（DMLS）微型换热器中，设计系统压力为176 kPa，纳米流体制冷剂入口温度为40℃，在热通量21.2~38.2 kW·m^-2和质量流率183.13~457.83 kg·m^-2·s^-1工况下，研究纳米粒子浓度对Al₂O₃/R141b纳米流体制冷剂流动沸腾气液两相压降影响。研究结果表明：纳米粒子浓度对纳米流体制冷剂在微细通道中流动沸腾气液两相压降有显著影响，气液两相压降随纳米流体制冷剂的纳米粒子浓度增加而减少，在纯制冷剂中R141b加入纳米粒子Al₂O₃，不同质量分数的纳米流体制冷剂流动沸腾气液两相压降降低5.5%~32.6%；通过SEM和表面静态接触角测试方法，发现纳米流体制冷剂沸腾气液两相压降随质量分数增加而减少的原因是纳米颗粒沉积在通道表面，增加了微通道表面的润湿性；对比国际上3种比较经典流动沸腾两相压降模型，并基于Qu-Mudawar关联式和Zhang关联式进行修正，得出两相压降结果的85%数据点位于修正后的关联式模型值的±15%范围之内，同时实验结果与修正后的模型结果偏差MAE值为11.7%，说明修正后关联式能有效预测本工况下实验值。

作为余热利用环节中最重要的部分，余热锅炉的启动、变工况运行和停机特性直接决定锅炉的寿命及效率。基于工质热力学性质和质量、动量及能量守恒方程，以Matlab/Simulink为平台，构建了余热锅炉单相受热面的动态仿真模型。结合某水泥厂自主设计的直流余热锅炉实验数据，基于遗传算法和粒子群算法，对动态模型进行了参数优化。结果表明，经过优化后，余热锅炉动态模型与实验数据匹配程度高，模拟与实验结果的误差为0.93%~4.39%。因此，本文所建立的单相受热面变工况动态模型可以准确反映余热锅炉受热面动态特性。两种算法的对比表明，粒子群算法适应度函数收敛更优；在收敛迭代次数上，粒子群算法在54~64代达到收敛，遗传算法在93代后达到收敛。粒子群算法在参数优化方面优于遗传算法。

对平行平板狭缝间C₁~C₄烷烃预混射流火焰进行了实验研究，考察了壁面温度、狭缝间距、当量比、燃料种类等对火焰形态和稳定性的影响，并利用高速相机获得了狭缝间的火焰图像。结果表明，随着狭缝间距的减小，火焰经历了稳定、脉动和熄火3个阶段。其中，火焰脉动发生在大于熄火间距的狭小范围内，其脉动频率随着壁面温度的升高而增加。对同一种燃料，当预混气当量比和壁面温度保持恒定时，火焰的脉动频率在脉动发生的区域内保持不变。对比C₁~C₄烷烃预混火焰的脉动频率及脉动火焰持续距离范围，发现甲烷预混火焰的均最小，而其他3种燃料则比较接近。

为了获得翅片结构对双向开缝翅片管换热器传热与阻力性能的影响规律，对不同翅片间距P_f和开缝高度S_h的双向开缝翅片管换热器进行了数值模拟，并对数值模拟结果进行了模化试验验证。结果表明：当R_e<7200时，增大P_f会提高双向开缝翅片管换热器的传热与阻力性能；当R_e>7200时，减小P_f会提高其传热性能，降低其阻力性能；随着S_h的增加，双向开缝翅片管换热器的传热性能先降低后提高，阻力性能先提高后降低；对于不同翅片结构的5种双向开缝翅片管换热器，P_f越大，综合流动传热性能越高，但实际换热面积会减小，需综合考虑；在R_e=2734~6712范围内数值模拟与试验结果吻合较好，数值模拟能较准确地反映双向开缝翅片管换热器的传热与阻力特性。研究成果可为双向开缝翅片管换热器的结构与性能优化提供依据。

利用Pt/Y催化剂，在固定床反应器中，温度380℃、压力3 MPa、氢油体积比1000及质量空速1.0 h^-1条件下，分别采用加氢处理的全馏分和轻馏分催柴为原料制备苯、甲苯和二甲苯（BTX），获得（C₆+C₇+C₈）芳烃的总选择性分别为9.4%和33.9%。对原料和液体产物进行的气相色谱和质谱分析表明，BTX主要经过重芳烃的加氢饱和、裂解等反应生成，中间物质为烷基苯、四氢萘、茚满及茚类等单环芳烃。通过对反应原料以及对反应前后催化剂的N₂吸脱附、NH₃-TPD、XRD衍射图谱、TG等物化性质的表征，分析催化剂失活的主要原因。即全馏分催柴原料中高含量的S、N化合物快速吸附造成了催化剂中毒，而轻馏分原料中S、N化合物在催化剂表面的缓慢积累覆盖活性位，造成催化剂逐渐失活。

以KCl、Bi（NO₃）₃和类石墨氮化碳（g-C₃N₄）为前体，采用水热法成功制备了BiOCl/g-C₃N₄异质结光催化剂，并进行可见光催化还原CO₂，考察了催化剂的活性及稳定性，同时研究BiOCl：g-C₃N₄（摩尔比）、催化剂用量和光照强度对光催化还原CO₂的影响。结果表明，在水蒸气的存在下，BiOCl/g-C₃N₄较纯BiOCl和g-C₃N₄具有更高的光催化还原CO₂活性，在催化剂用量为0.1 g，光照强度为2.413×10^-6 einstein·min^-1·cm^-2，BiOCl：g-C₃N₄摩尔比为1：1的异质结催化剂显示了最高的光催化还原CO₂活性，且可见光催化剂在5次套用实验后其活性基本不变。基于X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）、比表面积测试（BET）和紫外-可见（UV-vis）吸收光谱表征，可以推断BiOCl和g-C₃N₄之间形成的p-n结能有效分离光生电子和空穴，是增强光催化剂活性的主要原因。

以非缓冲体系下柠檬酸脱铝改性的USY分子筛为载体，铜为金属活性组分，采用浸渍法制备脱铝超稳Y沸石负载Cu。考察了该催化剂对纤维素醇解制备乙酰丙酸乙酯（EL）的催化活性。在反应温度为200℃、反应时间为3 h的条件下，催化纤维素转化生成EL的产率为48.2%。通过XRD、FT-IR、BET、NH₃-TPD、Py-IR和TG-DTA对催化剂进行表征，结果表明，Cu-DUSY催化剂热稳定性好，晶体结构稳定。Cu-DUSY回收利用4次EL产率仍可保持40%以上，具有较好的催化活性。

用微波辐照离子交换法制备了Cu-ZSM-11，制备的Cu-ZSM-11和金属氧化物（MeO_x）机械混合制备了微波催化剂MeO_x/Cu-ZSM-11。考察了MeO_x在微波辐照下的升温行为，筛选出吸波性能好的MeO_x（MnO₂ >CuO >Ni₂O₃）为吸波组分。分别考察了微波辐照下金属氧化物、Cu-ZSM-11和MeO_x/Cu-ZSM-11直接分解NO性能，并与常规加热条件下比较。结果表明：微波辐照显著提高了NO的转化率，微波催化剂Ni₂O₃/Cu-ZSM-11在350℃时，NO转化率达到99.27%，N₂选择性达到99.9%；相同条件下，微波辐照MeO_x/Cu-ZSM-11直接分解NO转化率高于对应金属氧化物或Cu-ZSM-11分解NO的转化率，表明微波具有催化作用。微波辐照下氧气浓度对Ni₂O₃/Cu-ZSM-11直接分解NO性能几乎无影响，微波辐照消除了氧气阻抑作用，表现出微波选择效应。水汽存在对转化率有较小影响。反应进口气体不需要预热，进出口气体温度基本不变。

将β-环糊精（β-CD）添加到聚醚共聚乙酰胺（PEBA）中制备β-环糊精/聚醚共聚乙酰胺填充膜（β-CD-f-PEBA），用于苯酚-水的渗透汽化分离研究。SEM、FTIR表明β-环糊精在膜中分散均匀且与膜结合紧密，与膜间只有氢键相互作用而未发生化学交联。拉伸实验表明膜的拉伸强度和断裂强度均随着β-CD添加量的增加先减小后增大。采用基团贡献法计算了PEBA、苯酚及水的溶解度参数，证明PEBA膜对苯酚具有较高的选择吸附性。通过溶胀验证膜对苯酚的选择吸附性能，膜对苯酚的吸附量度随着料液中苯酚浓度和膜中β-CD添加量的增加而增加。考察了PEBA和β-CD-f-PEBA膜的渗透汽化性能，当β-CD填充量为0.5%（质量）时，分离效果最佳，渗透通量和分离因子分别为3062.9 g·m^-2·h^-1和43.3。通过Arrhenius方程计算苯酚和水的渗透活化能分别为97.19和52.12 kJ·mol^-1。重复实验表明β-CD-f-PEBA膜的操作稳定性良好。

D-甘油酸是一种重要的甘油衍生物，具有解酒护肝的功能。关于D-甘油酸生产方法的研究已有不少，但对其分离方法及分离机理的研究却鲜见报道。通过静态吸附实验，研究了D-甘油酸在201×7阴离子交换树脂上的等温热力学和动力学特性。结果表明，D-甘油酸在201×7阴离子交换树脂上的最大平衡吸附容量随pH的增加而降低，其吸附等温线符合Freundlich模型。在293~308 K下，吸附焓变为14.77 kJ·mol^-1，表明该吸附过程为吸热过程。升高温度有利于提高吸附速率，但对最大平衡吸附容量影响不大。同时，采用动边界模型描述D-甘油酸在该树脂上的交换行为，分别考察了料液浓度、树脂粒径和温度对交换过程的影响。交换过程的吸附速率随D-甘油酸浓度和温度的增加而增大，但随树脂粒径的增大而减小。研究表明该离子交换过程的速率控制步骤为颗粒扩散过程，交换过程的反应速率常数k₀为1.22×10^-3，反应级数a为0.631，表观活化能E_a为14.90 kJ·mol^-1，并得到了动力学总方程。

在石油化工行业，上下游企业的联合生产是供应链优化的主要途径和重要手段。但由于石化企业的生产工艺过程复杂且设计相互独立，企业间的协同生产往往仅存在于大型石化集团统一设计、建造的炼化联合生产系统中。本文提出了适用于独立运营的石化企业集成的前提条件和建模方法，以独立生产的炼油厂和烯烃厂为研究对象，基于其生产物流计划模型，建立统一的联合生产计划优化模型。该集成优化模型为混合整数线性规划模型，以生产效益最大化作为优化求解目标，并分析了市场需求平稳、萎缩和旺盛3种不同的案例场景。实例计算表明，同独立生产相比较，石化企业的集成优化和联合生产能够降低物料存储成本和总成本，节省优化求解所需的计算资源，并促进经济效益的提升。

用遗传神经网络预测工质的临界温度，网络的输入参数为分子基团和拓扑指数，输出参数为临界温度。所划分的16个分子基团涵盖了制冷、热泵及有机朗肯循环系统中的大部分工质，所选拓扑指数能够分辨工质中所有的同分异构体。通过遗传算法优化得到网络结构及初始参数后，由神经网络对工质临界温度进行预测，同时为了提高网络对临界温度预测的泛化能力，将200种工质划分成训练集、验证集及测试集。所得网络能够区分所有的同分异构体，且与实验值相比，各数据集临界温度的平均相对误差分别为1.18%、1.69%、1.28%，表明该网络对工质临界温度具有很好的预测能力。

在精馏塔动态建模中忽略了降液管容积对液相流动及传质的滞后，导致模型与实际精馏塔存在明显差异。针对某实际乙烯精馏塔，通过机理分析建模，建立理论降液管模型，并在原精馏塔模型基础上构建了考虑降液管时滞效应的乙烯精馏塔动态模型。通过仿真，将该模型与原模型的动态特性进行比较，其差异性说明考虑降液管能够更加准确地把握精馏过程的动态特性。另外，对两种动态模型分别设计控制器，整定得到的控制器参数差别很大，说明忽略降液管的影响造成在此基础上设计的控制器可能不适用于实际装置。因此，在动态建模中考虑降液管能够更加准确地对精馏塔进行分析、控制和优化，具有一定的现实意义。

精馏塔进料的组成与温度会影响塔内质量交换和能量利用，不恰当的进料会导致全塔的分离及用能效果变差。针对多进料精馏塔的组合进料问题提出一种识别不合适进料位置的方法，基于塔板的传热温差和传热量、传质浓度差和传质量计算方法提出应用传热/传质复合曲线识别精馏塔进料瓶颈的方法，并将其应用于裂解装置脱甲烷塔进料瓶颈的识别，采用调整进料位置的流程重构策略实现去瓶颈的操作。流程模拟及瓶颈分析结果表明所提出的方法能识别出脱甲烷塔的进料瓶颈，重构流程的方法能实现去瓶颈的操作，并使全塔的传质传热特性、分离效果变好，能耗降低。

换热网络模型具有非凸和非线性的特性，对于大规模超结构优化问题，采用经典的智能算法优化效率低，容易陷入局部最优值。以年综合费用为目标函数，基于自适应竞争群优化算法对无分流分级超结构换热网络模型进行优化。该方法采用对粒子平均位置的递减学习，通过自适应调节速度权重提高换热网络结构的全局优化能力和局部优化能力。通过两个典型算例分析表明，该方法相比量子粒子群算法大幅减少了模型调用次数，缩短了运行时间，并且找到了更好的优化结果。

针对经济性能评估方法中目标函数难以在线计算问题提出一种基于过程数据的在线经济性能分级评估方法。采用自回归潜结构映射（AR-PLS）算法对输入数据矩阵进行分解，在与输出潜变量相关的子空间上建立不同性能等级的离线模型，从而排除无关变化的干扰。然后采用“先标定分区，再对比邻级相似度”的策略设计一个相似度网格模型，将过程性能分为稳定性能级状态和过渡状态，并对离线模型中未出现过的因素造成的性能变化进行识别，以进一步丰富离线数据库。对于不属于最优性能级的过程数据，能够根据变量贡献度诊断造成性能变差的原因。乙烯裂解过程的现场数据测试实验表明本方法可以及时、准确地检测到经济性能的偏移。

Level Set方法因能有效地处理界面处复杂的拓扑结构变化以及大变形问题，广泛应用于界面追踪领域。在Level Set方法追踪运动界面时引入八叉树网格技术，通过八叉树网格的细化和粗化技术减少计算网格数量和计算内存并提高计算效率和计算精度。因为八叉树网格为非均匀网格，其相邻网格的层数值可能不相同，所以不能直接采用WENO格式离散Level Set函数得到网格处的函数值，进而提出八叉树网格离散模型解决这一问题，并提出基于八叉树网格距离场重新初始化方法减少Level Set方法的质量损失，最后将基于八叉树网格技术的Level Set方法应用于两个给定速度场的运动界面模拟算例以及基准件方腔的铸造充型过程的模拟。模拟结果表明该方法可以提高界面的精度，同时改善质量守恒性。

利用浸渍提拉法（dip-coating），分别采用铝溶胶与氧化铝浆液在FeCrAl金属载体上制备了两种γ-Al₂O₃活性涂层，考察了涂覆液种类对涂层性质的影响。利用扫描电镜、X射线衍射、氮气物理吸附和超声波振动方法考察了两种涂层的表观形貌、晶型结构、织构性质及涂层与金属载体之间的结合力。研究结果表明，当涂层负载量小于3%（质量分数，下同）时，溶胶涂层可以避免开裂，而浆液涂层无法避免开裂发生；当负载量大于8%时，溶胶涂层在干燥后会开裂翘起甚至直接脱落，而浆液涂层虽然开裂加剧但是不会直接脱落。对于涂层厚度需求较低的体系（涂层负载量小于8%），溶胶涂层的比表面积和孔容比浆液涂层更大，更适合作为催化剂活性载体；而对于涂层厚度需求较高的体系（涂层负载量大于8%），则应选择浆液涂层。

液膜中空化的发生直接影响着密封流体动压润滑性能，基于质量守恒的JFO边界条件，建立考虑表面粗糙度的螺旋槽液膜密封物理模型，经坐标变换将不规则物理域转换成规则计算域，采用有限控制体积法离散控制方程并求解，分析了膜厚、表面粗糙度、螺旋槽功用（上游泵送和下游泵送）、螺旋槽开槽位置及空化压力对液膜中空化发生的影响。结果表明：较小膜厚工况易促生空穴，而较大膜厚易削弱空穴，且随着膜厚增大，表面粗糙度的影响降低甚至被忽略；当密封为上游泵送型时，空穴区周向宽度明显大于下游泵送型，而螺旋槽位置对空化的影响与螺旋槽功用密切相关；选取较小空化压力使空穴缩减，而较大者反之，且后者对提升液膜承载有利。

给出新型锥-孔组合型端面密封，考虑液膜压场的变化规律与环受力变形的相互作用关系，构建机械密封3D流、固耦合数学模型，并给出相关的数值计算方法，获得了膜压分布规律及端面变形情况，分析锥面结构参数在各工况下对密封性能的影响规律。结果表明：由菱形孔所引起的动压效应可使端面产生周向和径向波状变形，而静压效应随锥度Ф和锥宽比γ的变化，在端面区域范围内所起作用也发生相应变化；对压强较低和低、中转速设备，应选取Ф=5~6或Ф=2~4的收敛锥面密封，且γ=0.8~1.0。对高压和高速设备，应选用Ф=2~3的收敛锥面密封，且γ=1.0或γ=0.2；通过改变锥面结构可有效改变机械密封的特性参数，实现密封运行中的自动调节，特别适合变工况条件。另外，由于锥面结构的变化所引起平衡系数B和膜厚h的变化，低速时可弥补动压效应较小的缺陷，获得较大开启力，也可在大h下工作，故可降低密封端面对平整度和光洁度的要求。

以含有CTAB的V₂O₅溶胶为电解液，采用电沉积法在不锈钢基体上沉积V₂O₅薄膜前体，经300℃烧结处理后制备了无黏结剂和导电剂的V₂O₅纳米薄膜电极。XRD测试表明该方法制备的V₂O₅薄膜是含水相的V₂O₅·nH₂O，与未添加CTAB制备的薄膜相比，其层间距明显变大。FESEM和AFM测试发现CTAB辅助电沉积制备的V₂O₅薄膜具有粗糙多孔的表面形貌；XPS测试表明CTAB辅助电沉积制备的V₂O₅薄膜中含有更多的低价钒离子（V⁴⁺）。电化学测试发现该方法制备的V₂O₅薄膜具有优异的嵌/脱Na⁺循环稳定性；与未添加CTAB制备的薄膜相比，CTAB辅助电沉积制备的V₂O₅薄膜具有更好的电化学反应可逆性、更强Na⁺扩散性能和更高的储钠比容量，是一种非常有应用前景的钠离子电池正极材料。

3-氨丙基三甲氧硅烷（APS）改性的磷酸锰锂纳米片与氧化石墨烯通过静电自组装，经喷雾干燥和高温煅烧，得到磷酸锰锂/石墨烯复合材料。APS修饰后的磷酸锰锂带正电荷，并可通过红外光谱中3-氨丙基和Si-O-C官能团的存在证明磷酸锰锂成功被APS修饰，使得其与带负电荷的氧化石墨烯自组装形成磷酸锰锂/石墨烯复合材料。测试结果表明约25 nm的磷酸锰锂纳米颗粒均匀负载在石墨烯表面，石墨烯片层充当导电网络，提高了材料的电子电导率和锂离子扩散速率，缓解了LiMnPO₄在充放电过程中的体积变化。电性能测试发现，该材料的首次放电比容量为142.2 mA·h·g^-1，50个循环后容量保持率达到90.5%，较未经APS修饰的磷酸锰锂/石墨烯材料有大幅提高。

挥发分-半焦交互作用是生物质热化学利用过程普遍存在的现象。为了解析交互反应对生物质热解半焦特性的影响，利用一阶固定床/流化床反应器及快速热裂解仪进行实验。针对挥发分-半焦交互反应，对碱金属和碱土金属（AAEM）元素的析出特性展开了研究，同时分析了交互反应对生物质热解半焦反应活性的影响。结果表明在700~900℃范围内，交互反应的存在使得热解成焦率较无交互反应下有所提高。热解过程中交互反应导致了单价K元素析出量增加，对二价Ca/Mg元素的析出影响较小。挥发分-半焦交互反应的存在使得半焦反应活性对温度的敏感度降低，随温度的升高其反应速率的下降幅度变缓。

将酸洗后的准东煤（H-form coal）进行离子交换得到含羧酸钠的离子交换煤（Na-form coal），再次酸洗脱钠得到的二次酸洗煤（H-form-1 coal）作为对照试样，在固定床反应器上进行热解。借助便携式气体分析仪、热重分析仪和红外光谱仪研究总挥发分和焦油产率、热解气体组分、焦炭反应活性以及焦炭官能团的变化。研究表明：温度高于600℃时，羧酸钠会减小挥发分产率，抑制CH₄、C₂H₄、C₂H₆气体的产生，高于800℃时促进了CO的生成；羧酸钠抑制了焦油的生成且在700℃时抑制作用最为明显；羧酸钠显著提高了焦炭的反应活性，700℃时效果更为明显。羧酸钠的存在对热解过程中煤焦官能团有显著影响。

将城市污水污泥干燥处理，在小型热解分析系统中使用沸石分子筛进行催化快速热解实验，研究热解条件对芳香烃和烯烃产率及选择性的影响。结果表明：污泥快速热解产物中，烃类物质和含氮化合物较多，这些组分主要源自污泥中的蛋白质和油脂成分；添加催化剂后，芳香烃和烯烃的产率明显提高；在热解温度500℃、催化温度600℃条件下芳香烃和烯烃的产率分别为24%和19%。另外，污泥中大部分的N、P、Na和K等元素依然保留在炭粉中。

以3种不同粒径污泥为原料，采用固定床反应器在500℃下制备生物炭。考察了3种不同粒径污泥的热解特性及其生物炭中重金属的分布特征，并运用TCLP对污泥及其生物炭的重金属浸出毒性进行了系统研究。结果表明，随着污泥粒径的增大，热解生成的生物炭和热解气产率均有所降低，而焦油产率则逐渐升高；在3种不同粒径污泥热解过程中，重金属除As外主要富集在固体产物生物炭中，相对富集系数均高于90%。随着污泥粒径的增大，污泥中Cu、Zn和Ni的含量增加，而Cr和Pb的含量则减少；虽然3种不同粒径污泥制备的生物炭中重金属的浸出规律不一致，但是污泥热解可以有效抑制重金属的浸出。生物炭中除As和Zn外其他重金属元素的浸出率均低于3.0%。

以低C/N比实际生活污水为处理对象，聚氨酯海绵填料为生物载体（填料填充率25%），采用逐步提高氮负荷的方式，在较短的时间内（98 d）成功启动了同步硝化反硝化（simultaneous nitrification and denitrification，SND）的序批式生物膜反应器（sequencing batch biofilm reactor，SBBR）。实时定量PCR（real-time qualitative polymerase chain reaction，real-time qPCR）结果表明系统内硝化菌得到富集。在稳定运行期间，系统对有机物及氮的去除效果良好，平均出水COD、NH₄⁺-N、TN分别为38.28 mg·L^-1、1.23 mg·L^-1、8.23 mg·L^-1。微生物将大部分碳源以聚羟基脂肪酸酯（poly-β-hydroxyalkanoate，PHA）的形式储存至体内，系统内NO₃^--N的去除主要通过内源反硝化作用，且反硝化过程基本无NO₂^--N积累，平均SND率为70.57%，TN去除率高达82.95%。由于硝化反应和反硝化反应在同一反应器内同时进行，反硝化过程产生的碱度可补充硝化过程消耗的碱度，维持系统内pH的相对稳定。此外，可以通过DO和pH的变化判断SND的进行状态，有效地控制反应时间，节省动力消耗。

为实现低C/N比生活污水中碳源的充分利用，以部分短程硝化SBR为研究对象，通过减少进水输入碳源的量和增加反硝化利用碳源的量两方面来提高碳源利用率（反硝化利用碳源的量与总进水碳源的量的比值），分别考察了进水量、排水比、曝气时间、沉淀时间、曝气后搅拌时间对碳源利用率的影响。结果表明，排水比由50%变为35%，碳源利用率由15.1%提高到24.8%；曝气时间由2 h增加到2.25 h，碳源利用率由24.8%提高到27.5%；曝气后增加1.5 h的搅拌过程，碳源利用率又提高了3.8%，此时出水的亚硝态氮积累率（NAR）为94.8%，NO₂^--N/NH₄⁺-N为1.7，表明了系统稳定的短程硝化效果，且能为同步厌氧氨氧化-反硝化（SAD）工艺提供更适宜的进水。通过调节以上运行参数，部分短程硝化SBR对于低C/N比生活污水的碳源利用率得以提升，节省了后期曝气去除有机物的能耗，进而削弱好氧异养菌的生长，有效避免好氧异养菌过度增殖对氨氧化菌（AOB）的冲击，维持系统稳定的短程硝化效果。

以ABS树脂接枝聚合工段废水为研究对象，聚合氯化铝（PAC）为破乳剂，考察了胶乳浓度对破乳效果的影响。结果表明，不同胶乳浓度下均存在优化的药剂投加量区间，投加量过小或过大均会造成破乳效果不佳。随着胶乳COD浓度由13012 mg·L^-1下降至192 mg·L^-1，单位胶乳COD的优化药剂投加量由6.1~10.8 mg·g^-1增加至7.7~13.8 mg·g^-1，区间向右移动，最佳COD去除率由99.30%下降至91.24%。稀释前后最优单位胶乳COD的药剂投加量提高了40%左右。PAC对ABS树脂废水胶乳的破乳机理以吸附-电性中和为主，随着PAC投加量的增加，胶粒Zeta电位逐渐升高，Zeta电位在-23~13 mV范围内，胶乳可有效破乳。

以活性炭（AC）为载体制备了不同钨负载量的W₂C/AC催化剂，将其和松木磨木木质素（MWL）机械混合后进行Py-GC/MS（快速热解-气相色谱/质谱联用）实验，考察了钨负载量、催化剂/MWL比例对产物分布的影响，并通过外标法对主要产物（芳烃类和酚类）的真实产率进行了定量分析。结果表明，W₂C/AC催化剂可有效促进木质素的热解解聚生成单酚类产物，并对酚类产物具有脱羰基、脱甲氧基、脱羟基以及加氢的效果，从而促进稳定的酚类产物（不含羰基、甲氧基和不饱和碳碳双键）和芳烃类产物的生成。在4种W₂C/AC催化剂中，10%-W₂C/AC的催化效果最佳，在催化剂/MWL比例为5时热解产物总产率达到最大值，此时芳烃类和酚类产物的总产率由无催化剂时的21.2 mg·g^-1和151.0 mg·g^-1增加至102.1 mg·g^-1和191.1 mg·g^-1。

将9种由树叶经单步热解获得的生物炭作为对电极催化材料引入染料敏化太阳电池（DSSC），并在分析生物炭的组织结构和电化学性能的基础上，着重探讨了引起器件光电性能差异的内在原因。结果表明：9种树叶热解获得的生物炭组装的DSSC的转换效率在1.00%~1.85%之间，其中棕叶最佳，樟树叶和杨树叶其次，三者的转换效率均高于1.3%，随后依次为枫叶、红继木叶、椿树叶、杉树叶和松针，桂叶最低。生物炭的孔隙结构是引起相应器件光电性能各异的主要原因。由于棕叶生物炭具有独特的取向孔隙，能缩短电解质扩散距离以及提升催化活性，因此其器件的转换效率最佳。此外，9种生物炭器件的转换效率均高于石墨器件（0.77%）。更优的光电性能主要归功于生物炭具有的多级孔结构和玻璃态碳骨架。

为了揭示羧甲基化碱木质素CML较磺化碱木质素（SAL）对农药具有更好分散性能的原因，测定了CML和SAL的亲水基含量、相对分子质量及纯水在木质素涂层的接触角，发现CML的亲水性弱于SAL。对比了两种木质素分散剂在多菌灵颗粒上的吸附等温线，发现CML的吸附量比SAL大，并采用Langmuir、Freundlich方程进行拟合，可知CML的吸附能力大于SAL，说明木质素与农药之间的吸附可能以疏水吸附为主。进一步采用Gaussian模拟计算木质素分散剂与多菌灵的π-π吸附作用力，结果表明羧甲基化碱木质素更易与农药形成稳定π-π作用，进一步促进吸附。亲水性较弱的CML由于与农药具有更强的吸附亲和力，因而吸附量大，对农药颗粒Zeta电位的提高更大，从而具有更好的分散性能。

采用自由基聚合方法对中空纤维膜（hollow fiber membranes，HFMs）进行了N-异丙基丙烯酰胺（NIPAAm）的接枝聚合，制备了一系列PNIPAAm-g-HFMs，同时考察了成纤维细胞在PNIPAAm-g-HFMs表面的培养与降温脱附情况。傅里叶红外光谱和元素分析结果表明PNIPAAm成功地在中空纤维膜上接枝聚合。动态接触角分析结果显示，当温度降至LCST以下，PNIPAAm-g-HFMs表面接触角明显降低；蛋白黏附测定结果进一步证实了当温度发生改变时，PNIPAAm-g-HFMs表面呈现亲疏水性质变化，即具有温敏性。37℃时，成纤维细胞在HFMs-0.005，HFMs-0.01和HFMs-0.05表面均能正常黏附、铺展与增殖；而HFMs-0.2不适宜细胞的黏附与生长。降温孵育后，黏附于PNIPAAm-g-HFMs表面的细胞发生明显的形态变化并从其表面发生脱附，细胞脱附率高达90%以上。以上实验结果表明，PNIPAAm-g-HFMs具有良好的温敏性，可实现细胞的降温脱附，可与生物反应器相结合用于贴壁型细胞的大规模扩增与降温收获。

以金红石相纳米TiO₂为载体，偏钨酸铵为钨源，采用表面修饰技术制备了纳米复合材料的前体，将前体在甲烷/氢气气氛下还原碳化并采用XRD对其进行表征，研究了还原碳化温度、时间对纳米复合材料晶相组成的影响，并探讨了WC/TiO₂纳米复合材料的形成机理。通过扫描电子显微镜、热重-差热分析等手段对WC/TiO₂纳米复合材料的形态结构和热稳定性进行了表征。采用循环伏安法研究了纳米复合材料物相组成与电催化性能之间的关系，结果表明由WC和TiO₂两相组成的WC/TiO₂纳米复合材料对对硝基苯酚电还原反应的电催化性能最佳。

以三羟甲基丙烷三缩水甘油醚（TMPGE）为核分子，利用AB₂型单体2，2-二羟甲基丙酸与ε-己内酯开环反应产物及一元羧酸的羧基与TMPGE的环氧基反应，合成了系列星形羟基聚酯（SHPs），研究了一元羧酸种类及原料配比对SHPs性能的影响。采用FTIR、¹H NMR对SHPs的分子结构进行表征，用GPC对其相对分子质量及分布进行了测试，并考察了其溶液黏度和特性黏度。测试了以甲苯二异氰酸酯/三羟甲基丙烷（TDI/TMP）加成物为固化剂制备的SHPs漆膜性能。SHP-2的溶液黏度低至220 mPa·s（80%固含），用其制备的高固含涂料VOC低于320 g·L^-1，其漆膜具有优异的附着力、柔韧性和较高的硬度。

为了提高纳米TiO₂对太阳光的利用率和实现光催化剂的回收再利用，采用溶胶-凝胶法将上转换荧光材料与纳米TiO₂复合，通过负载于活性炭纤维（ACF）表面制备了Pr³⁺：Y₂SiO₅/TiO₂/ACF复合材料。运用XRD、FT-IR、SEM、FS、UV-vis DRS等对材料的结构及性能进行了综合表征，并以亚甲基蓝为模拟污染物评价复合材料的可见光催化活性，考察了材料制备过程中煅烧温度、负载次数等制备条件对复合材料可见光下催化性能的影响。结果表明，在浸渍2次、800℃煅烧的制备条件下，复合材料中TiO₂为锐钛矿相（占34.1%）与金红石相（占65.9%）的混合相，亚甲基蓝（15 mg·L^-1）12 h内去除率高达93.8%，反应符合拟一级动力学，反应速率常数为0.2471 h^-1，回收再生利用4次后去除率仍保持在75%以上。

采用三水合硝酸铜为铜源、硫脲为硫源、D-葡萄糖酸钠为络合剂，发展了简单的“一锅法”水热直接一步合成CuS/C复合材料。采用X射线衍射仪（XRD）、激光显微拉曼光谱仪（Raman）、扫描电子显微镜（SEM）和有机元素分析仪对复合材料组成、结构及形貌进行表征。研究发现，样品主要由花状CuS球组成，同时含有质量分数约为6%的光滑炭球，CuS球表面分布有花瓣状褶皱，形成的大量孔道有利于离子传输，并增大活性物质与电解液的接触面积。研究表明，在1 A·g^-1电流密度下，比电容高达719 F·g^-1，与不加络合剂制备得到的CuS（382 F·g^-1）相比，比电容显著提高，并且在充放电1000次后比电容保持在80%左右，显示出良好的循环稳定性。

首先用降冰片烯二酸酐、对氨基苯酚为原料合成降冰片烯酰亚胺（NI），然后用合成的NI、4，4-二氨基二苯醚（ODA）和多聚甲醛为原料进行Mannich反应合成出降冰片烯酰亚胺型双苯并嗪（NI-BOZ），经高温固化后形成热固性树脂。用FTIR、¹H NMR、¹³C NMR分析了NI和NI-BOZ的化学结构，证实了所得的目标产物；用DSC对NI-BOZ的固化动力学进行研究；用DMA和TGA分析了NI-BOZ的固化物的热性能。结果表明：NI-BOZ的固化反应活化能为86.27 kJ·mol^-1，反应级数为0.91；poly（NI-BOZ）树脂空气条件下的玻璃化转变温度为215℃，氮气条件下失重5%的温度为445℃，失重10%的温度为467℃，在800℃的残碳率为63%。

以菠萝蜜叶提取液作为保护剂和还原剂制备金银合金纳米颗粒，在333 K和363 K时制备的合金纳米颗粒的金与银的组成比分别约为3：1和1：1。采用紫外-可见分光光度法分别测定金与银纳米颗粒的成核生长动力学，温度对银的成核生长影响更加明显，在363 K时两者成核生长速度相差不到2倍，容易形成比例相当的合金纳米颗粒。对提取液中植物分子反应前后红外分析，得出333 K时有部分银离子没有完全还原而使得合金中相应含量比例较低。而组成约为1：1的合金纳米颗粒在罗丹明的检测中显示出较强的拉曼增强效应。