螺旋槽干气密封（S-DGS）是一种典型的非接触式机械密封，在中高速旋转机泵的轴端密封装置中已得到广泛应用。本文对螺旋槽及不同型线单向螺旋槽DGS的研究现状进行了总结，系统归纳分析了为改善不同工况条件下DGS的气膜稳定性、密封性、耐磨性和疏水特性而演化出的各种螺旋槽衍生结构，并根据其功能特性将其归类为高速提稳型、高速减漏型、低速提稳型和疏水耐磨型4类型槽。指出进一步提高S-DGS在高速高压条件下的气膜稳定性和密封性、低速低压条件下的快速开启特性和气膜稳定性，以及超疏水、强耐磨型螺旋槽端面结构的仿生设计是未来研究的重点和热点，也是拓宽DGS应用领域、提高其工作可靠性和使用寿命的关键所在。

熔点、熔化潜热和分解温度是熔盐传热蓄热材料的重要热物性参数。以分析纯NaBr、KBr、CaBr₂和LiBr配制四元溴化盐，分别将颗粒平均直径为10、20、50 nm的纳米SiO₂颗粒按一定含量分散入所配制四元溴化盐中配制得到25种不同含量和粒径的纳米SiO₂溴化盐，利用DSC法研究添加纳米SiO₂含量和粒径对四元溴化盐熔点、熔化潜热及分解温度的影响。结果表明，随着纳米SiO₂含量的增大，溴化盐的熔点先降低后升高，但变化范围较小；熔化潜热先升高后逐步降低，变化较大。添加10 nm SiO₂颗粒含量为质量分数1.5%时，最大熔化潜热为47.06 J·g^-1，提高89.6%；添加10 nm SiO₂颗粒含量为质量分数0.7%时，最高分解温度为876.3℃。

基于对微注塑成型过程中聚合物熔体充模流动时黏性耗散效应的理论分析，以聚丙烯（PP）和高密度聚乙烯（HDPE）两种聚合物材料，在不同工艺参数作用下流经不同当量直径和长径比矩形截面微模具通道时，由黏性耗散效应引起的微通道中熔体温度变化进行了试验测量和数值模拟。结果显示，微通道出口熔体温度的试验测量和数值模拟值与理论计算值非常吻合，且其平均误差小于1℃。同时研究发现，增大微模具通道当量直径和长径比时，熔体流动时的黏性耗散热量增多，通道出口熔体温度升高；而当微通道几何尺寸一定时，其黏性耗散热量随注射速度和注射压力的升高而增加，随熔体温度和模具温度的升高而降低；但同样试验条件下，对剪切作用敏感性强的PP材料的黏性耗散热量明显高于对剪切敏感性弱的HDPE材料。

对螺旋扁管干式蒸发器（TDE）和常规折流板干式蒸发器（BDE）的传热性能进行实验研究。研究了蒸发温度（T_e）、冷凝温度（T_c）、管外壳程流体Reynolds数（Re_o）和热通量（q_i）对传热性能的影响。研究表明，随着T_e、Re_o和q_i的增大，TDE和BDE的传热性能均提高。随着T_c的增大，TDE和BDE的传热性能降低。对装配TDE和BDE的风冷热泵分别进行了测试，测试表明，在相同制冷工况下，TDE的总传热系数比BDE提高了36.3%，风冷热泵的制冷性能系数（COP）相应地提高了6.0%；在相同制热工况下，TDE的总传热系数比BDE提高了41.7%，风冷热泵的制热COP值相应地提高了15.8%；说明TDE可应用于风冷热泵，且其性能优于BDE。

目前关于T型管内油水分离特性的数值模拟大多采用Euler-Euler多相流模型，考虑管内油滴粒径分布及其对油水分离特性影响的研究工作尚未见报道。对T型管内的油水两相流动情况和分离特性进行了CFD-PBM数值模拟，并进行了室内实验以验证模拟结果的准确性。结果表明，T型管内油滴粒径随流体流动方向具有逐渐增大的趋势；增大来液中的油滴粒径分布可以有效提高油水分离效率，反之当来液中的油滴粒径较小时，油水两相在T型管内不易分离，相分配比始终与分流比几乎相同；分流比、Reynolds数等操作条件对油水分离效率的影响程度与油滴粒径密切相关，应慎重选取适当的操作条件以保证T型管的油水分离效率。

气泡运动速度是气泡行为重要参数，对建立完善的气泡换热机理模型具有意义。以水为工质开展自然循环流动条件下窄通道内气泡速度特性实验研究。分析了单气泡和气泡群速度变化规律、影响因素以及引入摇摆运动后的速度特性。气泡速度主要取决于气泡尺寸和主流速度两个因素，摇摆条件下气泡速度会发生周期性波动，竖直稳态或摇摆动态条件下气泡形心液相速度与气泡速度近似相等。

以铜-水重力热管为对象，研究了热管蒸发段和冷凝段的长度及位置等应用条件改变对重力热管传热性能的影响，实验输入功率范围为40~160 W。对比不同应用条件下热管的蒸发段温度、当量热阻、蒸发段和冷凝段分别与绝热段之间温差的变化规律得出结论：蒸发段和冷凝段长度及位置的改变能够影响重力热管的传热性能。冷凝段适当下移能使热管热阻减小，冷凝段和绝热段温差降低，蒸发段温度降低，热管传热性能改善，而冷凝段长度减小会对传热性能产生不利影响；加热段适当向冷凝端方向移动有利于热管的传热性能提升，蒸发段长度的减小对热管传热产生不利影响，实际应用中应避免。

为降低翅翼型纵向涡发生器与螺旋片复合强化的套管式换热器壳侧传热阻力，提出一种新型翅翼型纵向涡发生器，即流线型涡发生器。采用实验和数值模拟方法研究了流线型涡发生器与螺旋片复合强化的换热器壳侧的传热和阻力特性并与三角翼型涡发生器（DWP）的强化效果进行比较，考察了流线型涡发生器common-flow-down（CFD）和common-flow-up（CFU）两种安装方式的强化效果，分析了流线型涡发生器的减阻机理。结果表明，在涡发生器面积和迎流角相同的情况下，流线型涡发生器可以取得与三角翼型涡发生器相同（Re<8000）或略低（Re>8000）的传热系数，但其产生的流动阻力比三角翼型涡发生器低21%；在相同压降条件下，common-flow-up安装方式的综合传热效果优于common-flow-down；流线型涡发生器减阻机理在于提高了速度场与压力场的协同性。

搭建了真空制冰动态特性实验台，在相同起始温度、预设压力下改变喷射流量，通过对闪蒸室内温度、压力等参数的采集，分析了流量及固体吸附模块对动态二元冰制备过程的影响。研究表明流量越大平衡态压力越低，平衡时闪蒸室内温度基本不变，维持在0℃左右；通过对含冰率的测定发现过高流速并不利于冰晶的生成，较低喷射速度下成冰率相对较高；吸附条件下易形成动态平衡环境，且更有助于维持较低的平衡压力。

为分析滴状和柱状流型下纯水蒸气水平管外降膜吸收过程的局部传热传质特性，建立非稳态数值模型考虑吸收过程中降膜区和管间区内液相的实际流动特征及气液两相的传质，同时对多管排区域采用实际边界条件，且考虑气液两相的传热过程。溶液的液膜Reynolds数范围为11~38。结果表明，与文献实验对比，相同流量下溶液出口浓度和温度的平均相对误差在2%以内；滴状和柱状流型下，降膜区溶液的平均浓度和温度均迅速下降，管间区先上升后下降，降膜区溶液的局部吸收速率分别约为管间区的10倍和7倍；柱状流型下降膜区的吸收速率明显小于滴状流型，管间区相差很小；吸收达到稳定后，滴状流型下溶液的平均浓度和温度变化均大于柱状流型，四排管降膜区溶液的浓度变化量依次增大，温度变化量依次减小。

利用静电自组装法制备了V₂O₅@CeO₂核壳微球结构，并负载在TiO₂上。考察了分散剂六偏磷酸钠（SHP（对表面zeta电位的影响，采用扫描电镜（SEM（、投射电镜（TEM（观察了核壳结构的形貌，并在固定床上进行了脱硝性能测试，并通过比表面积（BET（、氨气吸附漫反射（in situ DRIFTS（等进行表征。结果表明：SHP使纳米颗粒表面带负电，且一定范围内SHP浓度越高，zeta电位越大；含质量分数1%V₂O₅、5% CeO₂的催化剂，在260~400℃间具有80%以上的脱硝效率，对比了该核壳结构与传统浸渍法制备催化剂的抗硫抗水性，烟气中含15%（体积分数（H₂O，SO₂含量较低时，脱硝性能优于传统浸渍法制备的催化剂。

辛醇（2-乙基己醇）是重要的基本有机化工原料，其工业生产由丙烯氢甲酰化合成正丁醛、正丁醛自缩合制备2-乙基-2-己烯醛（辛烯醛）、辛烯醛加氢生成辛醇3个反应单元构成。本研究旨在以Ni/La-Al₂O₃为催化剂实现正丁醛顺序自缩合和加氢“一锅法”合成辛醇。首先制备了Ni/La-Al₂O₃催化剂，并考察了制备条件对其催化性能的影响，结果表明Ni/La-Al₂O₃适宜的制备条件为Ni负载量为25%（质量分数），浸渍Ni（NO₃（₂并老化后，于500℃下焙烧4 h，再于550℃还原3 h。在适宜的反应条件下，正丁醛完全转化，辛醇的收率为67.0%。结合XRD和SEM表征发现，γ-Al₂O₃水合是导致Ni/La-Al₂O₃催化剂失活的主要原因之一。

分别用氢氧化钠（NaOH）、草酸（H₂C₂O₄）和碳酸钠（Na₂CO₃）为沉淀剂制备CeZrO₂固溶体，并以此为载体制备了Pt/CeZrO₂柴油车DOC催化剂，通过XRD、BET、H₂-TPR和催化氧化反应等手段对催化剂物理化学特性进行研究。结果发现，以NaOH作为沉淀剂制备的CeZrO₂固溶体比表面积大（68.8 m²·g^-1）、氧活动性强[表面氧耗氢量达1143 μmol·（g cat（^-1]，同时贵金属Pt在其表面高度分散，因此制得的Pt/CeZrO₂柴油车DOC催化剂催化效果好，特别是催化氧化碳氢化合物（C₃H₆），T₉₀比H₂C₂O₄和Na₂CO₃为沉淀剂制备的Pt/CeZrO₂催化剂降低了将近40℃。另外载体制备方式对催化剂抗硫性影响也十分显著。故选择一种合适的载体沉淀剂可使制得的DOC催化剂具备良好的活性及抗硫性。

为考察神华上湾煤的直接液化性能及反应动力学，以加氢蒽油-洗油混合油作为溶剂、负载型FeOOH作为催化剂，在0.01 t·d^-1煤直接液化连续实验装置上考察了不同反应温度（435~465℃）、不同停留时间（7~110 min）下液化产品组成的演变规律。研究发现，随着煤的裂解及加氢反应的进行，煤及沥青类物质（PAA）收率不断减小，重质液化产物逐步向轻质液化产物转化。当反应温度为455℃、停留时间为90 min时，煤转化率为90.41%（质量分数（，油收率为61.28%（质量分数（。随着反应条件进一步苛刻，油收率下降。基于上湾煤直接液化反应特性及其产物收率变化规律建立了11集总煤直接液化反应动力学候选模型，以BFGS优化算法对实验数据搜索、选优，确定了动力学模型参数。检验结果表明所建立的动力学模型可用于恒温阶段直接液化行为的模拟计算。

利用结构导向集总与Monte Carlo模拟方法相结合构建了废弃油脂催化裂化反应的分子尺度动力学模型。模型选取17个结构向量表示废弃油脂分子，生成1000个原料分子表示废弃油脂原料，利用模拟退火算法对原料矩阵进行优化，同时针对废弃油脂体系的脱氧反应新增12条反应规则，利用Materials Studio 8.0软件求取其速率常数，完成动力学模型的构建。结果表明模型可以很好地对原料性质和产物分布进行预测，模拟值与实验值的绝对误差都在比较合理的范围内，说明求取的速率常数和编制的反应规则是合理的。

准东煤热解脱挥发分特性对其热加工利用过程具有重要影响，建立准东煤热解通用动力学模型对预测挥发分产率及反应性能具有重要意义。采用热重测量了不同升温速率条件下的准东煤脱挥发分失重特性，使用Friedman、Flynn-Wall-Ozawa（FWO）和Kissinger-Akahira-Sunose（KAS）3种等转化率模型来处理热重实验数据，仔细分析了不同模型参数的获得方法及不同模型中活化能及指前因子的差异。研究结果表明，准东煤活化能分布函数呈现单峰分布；相比其他模型，FWO模型能够较好地描述准东煤的热解过程。

由于热裂解存在反应时间短、自由基数量多、浓度小，且不同原料产生的不同自由基之间、反应深度较大时管壁处于高温和停留时间所生成的不同自由基与主流体间的相互作用会随时改变反应路径，并影响到产物分布，因此造成了用实验方法研究单体烃热裂解反应机理的困难。将Materials Studio软件与Aspen Plus软件相结合来研究单体烃热裂解的自由基反应机理，并通过对乙烷热裂解一次反应机理、乙烷和丙烷混合热裂解相互作用机理、动力学数据准确性对比及正已烷空间位阻的影响，对研究方法进行了论述。结果表明，数值模拟的理论方法与实验方法相比，可以深入了解实验研究不可能达到的一些机理细节问题，如果将实验研究和模拟研究相结合，可避免目前动力学模型研究中的各种假设，提高机理模型研究的准确性，为工业生产预测提供高精度的机理模型。

使用甲基环己基二甲氧基硅烷（C-donor）作为外给电子体，对聚丙烯DQC球形催化剂进行了预接触温度液相本体聚合研究。实验结果表明，预接触温度升高，DQC球形催化剂的聚合活性降低，得到聚合物的等规指数升高，熔融指数下降，得到的聚合物细粉含量增加。GPC测试结果表明，预接触温度升高，聚合物的分子量分布变宽，数均分子量和重均分子量降低。DSC测试结果表明，聚合物的熔融温度、熔融焓和结晶焓数值均有不同程度的提高，聚合物的结晶度提高。¹³C NMR测试结果表明，预接触温度升高，得到的聚合物全同立构三单元组mm序列结构和五单元组mmmm序列结构含量均增加。

在天然气净化、大型旋转机械曲轴箱通风和压缩空气过滤等领域，气液聚结过滤器具有广泛的应用。利用滤材过滤性能实验装置，分析了气液过滤过程中不同孔径梯度分布的亲油型滤材的压降、穿透率和饱和度变化，比较了其过滤性能、内部液体分布特性以及对液滴二次夹带现象的影响。结果表明：在气液过滤过程“通道压降”阶段，孔径递增滤材压降和0.8 μm以上液滴穿透率的变化曲线具有明显的分层特征。不同孔径梯度分布滤材的稳态过滤性能存在明显差异，主要原因是滤材内部存在液体运移通道的传递现象。通过与孔径递减和孔径均匀分布滤材的稳态过滤性能对比，发现孔径递增滤材在保证较低压降的同时具有最高的品质因子，有利于减少液滴二次夹带现象的发生，且对0.8 μm以上不同粒径液滴均具有最高的过滤效率，即孔径递增滤材在气液聚结过滤器设计中更具优势。

氯化钾是我国化肥生产的重要原料，包含氯化钾的无机盐体系的分离过程综合研究具有重要理论意义和应用价值。以NaCl-KCl-H₂O体系为例，提出了一种同阴离子双盐体系分离过程的综合方法。该方法是通过分析同阴离子双盐体系的固液平衡关系，在温度的影响和同离子效应的基础上建立的。其利用图解法直接从相图中寻找可行的分离工艺流程，设计过程简便易行。分别给出NaCl-KCl-H₂O体系的两个和MgCl₂-KCl-H₂O体系的一个过程综合案例，并给出了相应的工艺流程。

针对高维化工过程中存在的非线性和动态特性，提出了一种基于动态单类随机森林（dynamic one-class random forest，DOCRF（的过程监控方法。对正常运行状态下的过程数据进行稀疏性分析，根据其反分布产生离群点数据。利用典型变量分析对正常数据进行相关性分析，分别将正常数据和离群点数据投影到典型变量空间，利用典型变量空间数据训练单类随机森林。基于单类随机森林模型根据待检测样本与正常数据的相似度构造监控统计量进行故障检测。在Tennessee Eastman过程的仿真结果表明，所提DOCRF方法总体优于单类支持向量机方法。

在非线性非高斯系统中，当状态转移模型存在有界失配时，采用粒子滤波往往无法获得理想的状态估计值。考虑有界失配对粒子的约束条件，提出一种基于MAP准则的扩展集员粒子滤波算法（MAP-ESMPF）。该算法采用扩展集员求取真实状态的可信域，并基于MAP密度函数的准则，定义优化方程，从而将可信域外的粒子映射到可信域内，保证了状态估计的精度。在数值仿真和连续搅拌反应釜（CSTR）过程中的仿真应用，验证了该算法的有效性。

为了满足污水处理过程出水水质排放达标的同时降低运行能耗，提出了一种基于多目标粒子群的污水处理多目标智能优化控制方法。首先，通过分析污水处理运行数据，建立了基于自适应回归核函数的污水处理能耗和出水水质模型；其次，设计出一种污水处理多目标优化方法，利用多目标粒子群优化算法同时对污水处理自适应能耗和出水水质模型进行优化，获得溶解氧和硝态氮浓度的优化设定值；最后，利用PID控制器对溶解氧和硝态氮浓度优化设定值进行跟踪控制，实现了污水处理过程的多目标优化控制。基于污水处理基准仿真平台BSM1的实验结果显示，该多目标优化控制方法不但能够保证出水水质达标，而且能有效降低污水处理过程的能耗。

基于塔总组合曲线（CGCC），提出了一种简化内部热耦合精馏塔（HIDiC）结构的图形设计方法。在完成精馏段（或提馏段）单塔段中间换热器优化设置的基础上，结合精馏段与提馏段CGCC的集成图，以HIDiC的可减小过程总（火用）损为目标，确定HIDiC热耦合中间换热器的最优设计。以苯乙烯-乙苯HIDiC为例，计算结果表明，设置中间换热器后，HIDiC可减小过程总（火用）损最大值为1.951 MW，HIDiC的冷凝器、再沸器负荷分别下降63.6%和68.4%；热耦合中间换热器分别设置于精馏段第2、12、和38块塔板，提馏段第20、28和36块塔板，热负荷依次为0.841、1.496和2.053 MW。

针对传统温度控制策略在水冷型质子交换膜燃料电池（proton exchange membrane fuel cell，PEMFC）工作中水泵和散热器风扇存在的强耦合性，并为了提高电堆的工作性能和寿命，提出一种流量跟随电流的温度控制策略，根据电堆电流变化调节冷却水流量来控制电堆冷却水进出口温差，通过PID控制器调节散热风扇控制电堆入口温度。在水冷PEMFC热管理平台上对传统控制策略、流量跟随控制策略做了实验对比。结果表明，流量跟随电流控制策略使冷却水出口温度最大超调量减少64.3%，冷却水出入口温差最大偏差减少46.7%，调整时间平均缩短73 s，达到了较高的控制精度和响应速度，削弱了水泵和散热风扇的强耦合作用，流量跟随电流控制策略能够满足PEMFC系统对温度控制的要求。

针对冷水机组同类型不同等级故障的变量变化存在差异会造成误诊断的问题，提出一种基于多尺度主元分析-核熵成分分析（MSPCA-KECA）的故障诊断策略。MSPCA提取故障特征，其输出作为KECA分类器的输入，实现故障的实时监测与自动诊断。首先，改进的MSPCA算法通过将小波多尺度分析与主元分析相结合，筛选故障信息可能存在的尺度直接重构并采用PCA提取故障特征，获取不同类型故障之间差异的同时也保留了同类型但不同等级故障之间的相似性，提高故障诊断的可靠性。之后建立KECA非线性分类器并引入一种新的监测统计量——散度测度统计量，使降维后不同特征信息之间呈现显著的角度差异，易于分类。最后，采用支持向量数据描述（SVDD）算法确定新统计量的控制限，以克服无法获知统计量分布的问题。通过对冷水机组数据的仿真研究，验证了MSPCA-KECA方法的可行性及有效性。

传感器故障极易发生但不易察觉，其测量数据是制冷空调系统安全运行和优化节能的必要条件。分析了以Q统计量为故障检测边界的基于主元分析的传感器故障检测流程，建立了一种预测传感器故障检测能力的指标——故障检测盲区，用于预测训练数据集中各个传感器的故障检测能力，从而分析、评价和优化建模用训练数据的质量。采用工程数据、实验数据分别开展算法验证，结果表明故障检测盲区能有效预测选定数据集的相关传感器的故障检测结果。

针对活性污泥污水处理过程溶解氧浓度控制问题，提出一种基于自组织模糊神经网络（SOFNN）的控制方法。该神经网络控制器依据激活强度和互信息理论在线动态增长和修剪规则层神经元，以满足实际工况的动态变化。同时，采用梯度下降算法在线优化隶属函数层中心、宽度和输出权值，以保证SOFNN的收敛性。进一步通过Lyapunov稳定性理论对SOFNN学习率进行分析，给出控制系统稳定性证明。最后在国际基准仿真平台BSM1上进行实验验证。实验结果显示，与PID、模糊逻辑控制（FLC）和固定结构FNN等控制策略相比，SOFNN在跟踪精度、控制平稳性和自适应能力上更具有优势。

传统的主成分分析（principal component analysis，PCA（算法选取包含大部分方差信息的成分作为主元，并将其应用到过程监控中。但是故障信息不一定会投影到方差较大的成分上，使用方差贡献度挑选主元会导致严重的信息丢失和监控效果的恶化。因此使用ReliefF-PCA算法，其中ReliefF算法从故障角度出发，挑选出在区分正常样本和故障样本上权重更高，效果相对更好的成分作为主元。这样挑选出的主元避免了传统PCA算法在主元挑选过程中出现的主观性、盲目性以及重要信息的丢失。ReliefF-PCA算法在过程监控中主要有两个优势，第1，监控效果更好；第2，对原始数据降维效果更好。随后，基于ReliefF-PCA算法，提出一种加权的故障变量贡献图方法。最后，通过Tennessee Eastman（TE（仿真实验测试，ReliefF-PCA算法达到了预期效果。

建立动环-液膜-静环动压型机械密封双向流固耦合模型，针对逆流泵送状态，对密封环及液膜流场进行非定常耦合计算，分析了密封环变形和液膜压力的瞬态特性，并通过流固耦合前后流场对比，分析了密封环端面变形对液膜压力脉动的影响。研究结果表明：与未考虑变形时相比，双向流固耦合计算结果更加符合实际；静环端面变形随时间呈周期性变化，且越靠近内径出口处，变形量的波动程度越大；密封环端面变形对外径处压力脉动影响较小，但会明显增强内径处压力脉动，且转速越大，压力脉动增强的程度越大，介质压力在压力较低的工况下对变形后液膜压力脉动程度的影响不明显；密封环端面的变形只影响压力脉动的程度，不改变压力脉动的频率。

基于表面活性剂固-液界面吸附理论，在无搅拌条件下研究了十二烷基硫酸钠（SDS（、脂肪醇聚乙烯醚硫酸钠（AES（、脂肪醇聚乙烯醚（AEO（3种表面活性剂在不锈钢反应釜中对甲烷水合物生成的促进效果。结果表明：水合物的生成形态与表面活性剂吸附金属表面形态有良好的对应关系；SDS与AES在金属表面的吸附作用可使水合物成核速率提高，成核位置增多。由于AEO不能在金属壁面发生吸附，导致对水合物生成促进效果降低，在浓度为300 mg·L^-1的SDS、AES和AEO溶液中，水合物储气密度及平均储气速率分别为131.4、128.3、12.3（体积比（和5.8、7.6、0.07 mmol·min^-1；逐步提高SDS溶液浓度（80~1200 mg·L^-1（和AES溶液浓度（60~1350 mg·L^-1（，水合物储气密度首先增大然后减小，储气速率线性增大。因此，合理选择表面活性剂种类及浓度，可显著促进水合物生成。

通过化学共沉淀法结合高锰酸钾氧化制备羧基化Fe₃O₄磁性微球，以该磁性微球作为载体，固定化谷氨酸脱羧酶。利用热重分析（TGA（、透射电镜（TEM（及振动样品磁强计（VSM（对羧基化磁性微球进行表征，结果表明该磁性微球磁含量约为95.1%，粒径均一，呈近似球形且具有超顺磁性。通过对固定化酶进行傅里叶红外光谱（FT-IR（、VSM和X射线衍射（XRD（分析，确定磁性微球载体与谷氨酸脱羧酶分子间形成酰胺键，实现共价结合且固定化酶前后粒子晶形完整，均具有良好的磁响应能力和超顺磁性。与游离谷氨酸脱羧酶相比，固定化酶的热稳定性和酸碱耐受性均有不同程度的提高，且制备的固定化酶重复使用10批后相对酶活力仍大于90%。

在高温沉降炉上，进行了高氯高碱准东煤、低氯低碱准东煤和由低氯准东煤处理制得的调质准东煤在含不同浓度HCl的模拟空气中的燃烧实验。利用DLPI进行了颗粒物的分级收集，对其质量粒径分布和矿物元素分布特性进行了讨论分析。结果表明，高氯高碱准东煤的超细模态颗粒物生成量和峰值粒径均明显大于其他两种煤，其主要成分为Na和Cl。Ca的迁移特性与其形态密切相关，原煤中的Ca主要以无机矿物形式存在，主要迁移进入粗颗粒物而对超细颗粒物生成贡献较小。气氛中加入不同浓度HCl气体后，低钠煤和调质煤产生细颗粒物中Cl含量均升高，但生成量无显著变化。表明HCl并未显著促进矿物的气化，但会促进NaCl形式矿物蒸气的形成，进而促进成核形成超细颗粒物。

在连续进料量为1.2 kg·h^-1的输送床反应器中考察了热解温度和反应气氛对不连沟次烟煤快速热解的影响。N₂气氛下，随着煤热解温度升高，焦油产率先增加后减小，600℃时达到最大值10.3%；对应的半焦产率下降，气体产率以及气油比增加。高温促进了煤挥发分的释放以及挥发分在气相中的二次反应，部分产物从固相和液相产品转化为气相产品，氢气、甲烷和乙烯等气体组分的产率明显增加。700℃下，H₂气氛能够抑制挥发分二次反应的发生，起到稳定自由基和加氢的作用，显著提高焦油产率和油品品质，同时有利于甲烷的生成。CO气氛在一定程度上同时提高了轻质和重质焦油产率。CO₂和水蒸气能够促进焦油的二次反应，特别是重质焦油的裂解，具有一定的提质作用，但会导致焦油产率下降。CH₄气氛促进了重质焦油组分的生成，使得热解焦油产率提高。

从重金属污染土壤中筛选出1株对Cd²⁺具有高耐受能力和高吸附容量的菌株HB-4，经16S rDNA序列分析鉴定为粘质沙雷氏菌（Serratia marcescens）。该菌株能在Cd²⁺浓度为300 mg·L^-1的条件下正常生长；对Cd²⁺的最大吸附量为（154.7±0.9（ mg·g^-1。考察了Cd²⁺初始浓度、pH、盐浓度以及共存离子对HB-4吸附Cd²⁺的影响，结果表明：pH=3.0~8.0时，对吸附效果无影响；NaCl含量为8.0%时，菌株对Cd²⁺的去除率仍可达到49.9%±0.1%；Pb²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺与Cd²⁺共存时，几种重金属离子的去除率分别为98.7%±0.2%（Pb²⁺）、44.6%±0.6%（Zn²⁺）、52.7%±0.1%（Cu²⁺）和64.2%±0.3%（Cd²⁺）。解吸实验证明了HB-4对Cd²⁺极强的吸附能力，洗脱液pH=7.0时，解吸率小于2%。检测了细胞内外镉的分布情况，并利用SEM、XPS和FTIR对吸附机理进行了研究，推断HB-4对Cd²⁺的吸附机理为胞外吸附和胞内摄取。

通过逐级酸洗脱除新疆太姥油页岩中的碳酸盐和硅酸盐矿物，采用铝甑炉对油页岩原样和脱矿样进行热解，分析油气产物的组成性质，基于产物产率和性质考察了固有矿物质对油页岩热解的影响。结果表明，碳酸盐能促进热解生油，且使页岩油中含氮、氧化合物含量增大，硅酸盐则抑制热解生油，并抑制含氧化合物的生成，二者均使页岩油的H/C降低。硅酸盐可促进烷基自由基与氢自由基的结合，使页岩油中烷烃含量升高、烯烃含量降低，且使H₂产率减小，并能催化长链脂肪烃的裂解，使页岩油中长链烃含量降低、短链烃含量升高，且使烃类气体产率增大，而碳酸盐则抑制自由基的结合和长链脂肪烃的裂解。

利用热重-质谱联用仪（TG-MS（在线检测添加不同比例木质素的污泥热解和主要含氮气体释放特性，并利用傅里叶红外光谱仪（FTIR（在线检测热解过程固体残焦表面官能团的变化规律，分析木质素对污泥热解过程氮转化的影响，从而揭示氮的迁移机理。结果表明：污泥热解过程NH₃的生成主要来自蛋白质的脱氨作用，加入木质素后热解过程中产生了大量羰基，抑制了氨基酸的分子内环化和分子间缩聚反应，而促进了直链酰胺的生成，最终在OH自由基攻击下转化成HNCO和HCN；NH₃的增加并非来自HCN和OH的反应，而是由未缩合的氨基脱除生成；另外，添加40%左右的木质素对于减少污泥热解过程中NO_x前驱物的排放有积极意义。

为了解高含K玉米秸秆在不同热解温度下碱金属的析出规律，建立了一维水平管式炉，利用FTIR、SEM-EDX、XRD等测试手段及化学分馏法对碱金属的释放规律及热解半焦中赋存形式进行深入实验研究。结果表明：K是玉米秸秆的主要碱金属元素，且91%的K以无机K的形式存在；300~600℃主要为有机K的分解、释放阶段，大于600℃主要为KCl、K₂SO₄等无机K分解、释放。K元素由颗粒内部向表面迁移，并在700℃出现表面K盐富集，继续升温富集程度降低；Na和K析出规律相似，Ca和Mg热稳定性强，热解过程多以稳定的化合物形式存在于热解半焦中，不易析出到气相。

污水厂污泥量日益增加，所含的有机物可用于厌氧发酵产甲烷，但目前多数污水处理厂多为低有机质污泥。本文围绕低有机质污泥投加不同药剂联合低温热水解对污泥溶解性物质变化及厌氧发酵规律的影响情况进行研究。结果表明，投加药剂联合低温热水解不仅有助于有机物[可溶糖、可溶蛋白和TVFA（挥发性有机酸（]的溶出与生成，而且有助于后续厌氧发酵产甲烷。在本实验所研究的低温热水解（污泥含固率为8%，热水解处理温度为90℃，处理时间为24 h）及药剂投加量[NaOH：0.018 g·（g DS（^-1、Ca（OH（₂：0.016 g·（g DS（^-1、CaCl₂：0.0375g·（g DS（^-1]的条件下，有机物溶出与生成的效果为NaOH> Ca（OH（₂> CaCl₂，其中热水解联合NaOH中可溶糖、可溶蛋白和TVFA浓度分别达到3051 mg·L^-1、10686 mg·L^-1和5740 mg·L^-1。对于产甲烷促进效果为NaOH> CaCl₂> Ca（OH（₂，其中投加NaOH后最大累积产甲烷量可达到101.9 ml·（g VS（^-1。

将适量四乙基氯化铵（TEAC）和三氟乙酸（TFA）通过简单搅拌加热（70℃）的方式合成一系列新型低共熔溶剂TEAC/nTFA（n=0.5，1，1.5，2），并对其结构进行红外光谱和核磁共振氢谱表征分析。以TEAC/nTFA为催化剂和萃取剂，H₂O₂为氧化剂研究其对模拟油中硫化物的脱除效果。并考察了n_（TEAC（/n_（TFA（、温度、O/S、不同硫化物等反应条件对脱硫效率的影响。在最佳反应条件下，TEAC/TFA对二苯并噻吩（DBT（，苯并噻吩（BT（和噻吩（TH（的脱除率分别达到95.4%，56.2%和23.4%。基于一级动力学和Arrhenius方程，估算出氧化脱除DBT所需的活化能约为56.8 kJ·mol^-1。反应活化能较低，氧化反应较易进行。TEAC/TFA回收利用5次之后活性无明显降低。

采用高温热台显微镜原位研究了气化温度和颗粒粒度对石油焦气化反应的影响，并对比了神府烟煤和石油焦的反应特性。研究发现，石油焦在气化过程中颗粒收缩，表面结构发生变化，反应速率的改变由低温下逐渐减小，到高温下1300℃时先增大后减小。相同转化率下，反应时间随温度的升高而减少，随颗粒粒度的减小而减少。对比神府煤焦和石油焦的气化反应发现，石油焦反应活性低，为神府烟煤焦平均气化反应速率的1/6。

为探究不同化学形态的钠盐对准东煤CO₂吸附能力及气化特性影响，对酸洗后的准东煤采用溶液浸渍法负载钠盐。利用热重分析仪研究了4种负载钠盐的煤样和酸洗煤样的气化反应性和CO₂吸附能力，并对5种煤样的反应动力学模型进行了分析和计算。结果表明：负载钠盐可显著降低煤样起始气化温度和气化所需活化能，提高气化反应活性指数和吸附CO₂的能力。实验选用的4种钠盐对准东煤CO₂气化反应催化作用强弱依次是：Na₂CO₃> NaHCO₃> Na₂SO₄> NaCl。煤样的CO₂强化学吸附能力可反映出煤样的CO₂气化反应活性。随机孔模型可以较好地描述酸洗煤的CO₂气化过程，而修正的随机孔模型则能更好地反映负载钠盐煤样的CO₂气化过程。

拟通过蒸汽活化实现多次循环后机械成型、水泥支撑钙基吸收剂的活性再生，在鼓泡床上研究了活化前后活性，在颗粒碰撞装置上研究活化前后强度及过热处理的影响，并分析了微观结构。结果表明，失活水泥支撑颗粒活化后活性提升幅度大，950℃煅烧下活化后钙转化率由0.113升至0.419，石灰石仅由0.089增至0.278。碰撞实验显示活化后成型颗粒强度下降明显。石灰石活化后出现大量裂缝，可增加活性和削弱强度；而成型颗粒活化后未出现裂缝，但其孔隙提升更佳且表面松散，活性提升显著，强度下降也明显。对活化后颗粒进行过热处理明显改善了强度，由于其可消除晶格内空穴及缺陷。对失活水泥支撑颗粒蒸汽活化并过热处理可同时提升活性并改善强度。

采用零价铝（ZVAl）在碱性条件下直接还原吡虫啉，考察了NaOH浓度、反应时间、温度对吡虫啉降解的影响。使用高效液相色谱仪（HPLC）检测。加入过量ZVAl和NaOH的水溶液中，吡虫啉的降解率随NaOH浓度的升高而增大，随反应时间的增长和温度的升高，吡虫啉的降解率增大。采用高效液相色谱-质谱联用仪（HPLC-MS）检测，结果表明吡虫啉的可能降解产物为1-（6-氯吡啶-3-甲基（-2-亚硝基亚氨基吡咯烷、1-（6-氯-3-吡啶甲基（-2-咪唑、2-氯-5-乙基吡啶和2-氯-5-甲基吡啶，并对产物的降解途径进行了分析。

采用高温固相法合成锂离子电池富镍三元材料LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂，对其工艺条件进行优化，对产物进行X射线衍射（XRD（，扫描电镜（SEM（以及电化学性能分析。结果表明：在氧气气氛下，锂与金属元素摩尔比为1.05:1、烧结时间15 h、烧结温度750℃为最佳合成工艺条件。按最佳工艺合成的样品在1C首次放电容量高达174.9 mA·h·g^-1，50次循环后比容量为158.5 mA·h·g^-1，容量保持率为90.62%，表现出良好的循环稳定性。XRD和SEM表征表明，在氧气气氛下烧结的样品有良好的层状结构，阳离子混排程度小，具有较好的类球形，粒径均匀分布在10~20 μm。循环伏安（CV（和电化学阻抗（EIS（结果表明，工艺条件的优化有助于提高正极材料的电化学性能。

采用循环伏安法（CV（、恒电位电解法和计时电流法研究了对丙烯基茴香醚（p-PA）在乙腈-水混合溶液中的直接电氧化行为，考察了水的含量、扫描速度、温度、反应底物浓度、电解电位、电极等因素对p-PA中C═C电氧化活化的影响。实验结果表明，p-PA在乙腈-水混合溶液中的电氧化过程是不可逆的，且该过程受扩散步骤控制，扩散系数D=2.53×10^-6cm²·s^-1。通过GC-MS检测，p-PA直接电氧化的主要产物为对甲氧基苯甲醛（p-MBA）。在一室型无隔膜电解槽中，以石墨棒为工作电极，25℃下，乙腈-水混合溶液中水的含量为20%时，反应底物几乎全部转化，p-MBA的产率可达93%。

选择低毒、无致癌毒性的材料，创新性地使用冰浴手段，在相对温和的反应条件下制备出氯甲基化聚砜（CMPSF），并采用响应面法优化了CMPSF的制备条件。结果表明，当冰浴温度3.3℃、三甲基氯硅烷用量15.63 ml、反应温度35℃、溶剂量500 ml、搅拌速度200 r·min^-1、催化剂用量1.52 ml、反应时间40 h时，CMPSF的氯甲基化程度可达最大值1.443 mmol·g^-1。进一步将优化后的CMPSF原料季铵化，最终制得聚砜阴离子交换膜（PSFAEM（。利用FT-IR、¹H NMR和XPS对各产物的化学结构进行了表征，并测定了阴离子交换膜的主要性能，结果表明所制阴膜的离子交换容量为1.2 mmol·g^-1、面电阻为1.05 Ω·cm²、含水量为0.42 g·g^-1、溶胀率为25.47%，由热重分析结果可知季铵基团脱落温度为140℃，所制阴膜的性能满足实际应用中对阴离子交换膜的要求。

采用涂覆法将磺化聚醚砜（SPES（浓度为0.7%（质量（的铸膜液制备成膜，并使用钛酸四丁酯（TBT（和TiO₂纳米颗粒作为添加剂来对比改善膜性能。通过对纳滤膜的微观结构表征，以及膜对NaCl与染料的分离性能等方面来分析其性能。当钛酸四丁酯的含量为0.35%（质量（时，膜的通量从27.3 L·m^-2·h^-1提升至38.9 L·m^-2·h^-1，而截留率则有91.2%降至82.5%。与纯SPES膜相比，改性纳滤膜的平均孔径更大，由1.51 nm增大为2.28 nm。TBT改性膜表面有TiO₂纳米颗粒形成，而且随着TBT的浓度增大，颗粒逐渐增大，而直接添加TiO₂纳米颗粒的纳滤膜的表面呈现明显的团聚现象。使用钛酸四丁酯代替TiO₂纳米颗粒作为添加剂，在增加膜通量的同时也能降低纳米颗粒团聚而导致的膜缺陷。由钛酸四丁酯水解生成的正丁醇的致孔作用对膜的性能具有很大的影响。

采用熔体法制备天然橡胶/有机黏土纳米复合材料（NRCNs），重点考察黏土片层结构及其含量对拉伸结晶型橡胶拉伸诱导结晶行为的影响。并通过XRD、TEM等测试表征NRCNs的微观相态结构。实验结果表明：随着拉伸形变的增加，NRCNs的定伸应力逐渐增加；当达到某一临界应变值ε₀时，NRCNs的定伸应力快速增加——拉伸诱导结晶行为产生；随着有机黏土含量的增加，NRCNs拉伸诱导结晶行为在较低的应变下产生，这主要是因为纳米分散的有机黏土具有较大的形状系数，对橡胶分子链具有较强的限制作用，刚性平行黏土片层结构有利于促进柔性橡胶分子链在拉伸形变过程中快速取向。

采用水热反应法，在合成过程中通过向反应体系中添加Cr（NO₃（₃·9H₂O，制备出了Cr掺杂的VO₂（B（。结合XRD、XPS、FESEM、EDS和FTIR等表征手段，研究了不同掺杂量对目标产物物相、结构和形貌的影响。电化学性能研究表明，当掺杂量（原子百分比，下同）为0.49%时，VO₂（B（正极材料具有最佳的可逆容量和循环稳定性，其在电流倍率为0.1C时，样品的首次放电比容量为282 mA·h·g^-1，较未掺杂样品高出36 mA·h·g^-1，50次循环后，其放电比容量仍高达189 mA·h·g^-1，容量保持率为67%，明显优于未掺杂样品（60.6%）。EIS和CV研究显示，当掺杂量为0.49%时，VO₂（B（电荷转移电阻和电化学反应极化明显降低，此进一步诠释了其优异的电化学性能。

以三聚氯氰和吗啉、苯酚为原料合成了两种无硫磷的三嗪含氮杂环衍生物2，4，6-三吗啉基-均三嗪（CMMM）和2，4，6-三苯酚基-均三嗪（CPPP）润滑油添加剂，并采用FT-IR和元素分析对其结构进行了表征。考察了CPPP和CMMM的热稳定性和油溶性。采用四球摩擦磨损试验机研究了CMMM和CPPP在菜籽油中的极压、抗磨及减摩性能；并测试了CMMM和CPPP分别与T202进行复配后的摩擦学性能。采用SEM和EDS观察摩擦表面的形貌特征和元素。结果表明，合成了目标产物CMMM和CPPP；CMMM和CPPP在菜籽油中具有良好的溶解性；在相同实验条件下，CMMM和CPPP的分解温度范围分别为270.16~347.58℃和285.26~478.45℃。两者具有良好的热稳定性，且CPPP的热稳定性优于CMMM；在不同的载荷、添加比例等条件下，CPPP的摩擦学性能优于CMMM。CPPP优异的摩擦学性能得益于分子中含的苯酚环比吗啉环更加紧密，在摩擦过程中，添加剂与摩擦副表面发生化学反应，生成了含氮的复合边界润滑膜，起到减摩抗磨的作用。复配性能测试发现，在不同的载荷、添加比例等条件下，CMMM与T202的最佳复配比为5:5，CPPP与T202的最佳复配比为3:7。

基于改进Hummers法，调控氧化剂KMnO₄用量制备了不同含氧官能团含量的氧化石墨烯（GOs）。采用XRD、XPS、AFM和FTIR分析了KMnO₄用量对GOs的结构特征、含氧官能团类型及含量的影响，研究了氧化程度对GOs吸附亚甲基蓝（MB）性能的影响。结果表明：KMnO₄用量对GOs-n（n=2，3，4（的含氧官能团类型和含量有显著影响；MB最大饱和吸附量依次为728.44、965.63和807.29 mg·g^-1，与Langmuir模型单分子层饱和吸附量的标准差为3.6%、3.7%和4.2%，吸附动力学过程符合准二级动力学模型，R²> 0.99。以GOs结构层上去质子化的羟基（-C-O^-）和羧基（-COO^-）为主要活性位点与MB发生化学控速的单分子层放热吸附，吸附热在20~27 kJ·mol^-1之间；低氧化程度的GOs以离子交换吸附为主导，吸附性能与GOs结构中-C-O（H（和-COO（H（的总量呈正相关。随氧化程度加深，GOs结构中环氧基（C-O-C）和羰基（C═O）以氢键作用吸附MB对吸附量的影响凸显。

为了研究铝粉粒度对乳化炸药水下爆炸能量输出的影响，在相同乳化炸药中分别添加3种不同粒度的铝粉制得含铝乳化炸药。利用水下爆炸实验，获得冲击波压力时程曲线，经分析计算得到峰值压力、冲击波冲量、比冲击波能、比气泡能、总能量等水下爆炸能量参数。并运用DSC-TG联用技术测试添加不同粒度铝粉的乳化炸药在不同升温速率下的热安定性。结果表明：铝粉粒度对乳化炸药水下爆炸的能量有较大的影响，添加了中粒度（平均粒度为177.2 μm）铝粉的乳化炸药各能量参数均达到最大值，而3组样品的热安定性则随着铝粉粒度的减小而降低，活化能的最大降幅达3.7%。

随着现代化工工业的发展，安全越来越受重视，改善可燃气体与液体管道输送和存储的本质安全化程度，保证阻火器的阻燃阻爆性能，提高其使用过程中的可靠性，对化工生产安全具有重要意义。与此同时，建立健全完善的阻火器性能检测评价体系尤为关键。在国内相关研究的基础上，依据相关标准建立了以不同点火方式，进行阻火器阻爆性能检测的新型测试系统，并设计了两种检测方式，根据检测系统获得的压力分布，建立相应的判据，定量地对阻火器阻燃、阻爆燃或阻爆轰性能等级进行分类。并以此方法和系统为基础，成功对某型阻火器进行了两种方式检测，检测结果一致性较好，证明此系统具有可行性和可靠性。

为了提高乳化炸药的爆炸威力，研制出了一种MgH₂型复合敏化储氢乳化炸药。该乳化炸药采用包覆后的MgH₂与玻璃微球复合敏化，两种材料分别起到含能添加剂和敏化剂的作用。通过研究“热点”数量和包覆材料对炸药爆轰性能的影响，确定了MgH₂型复合敏化储氢乳化炸药的配方。利用水下爆炸实验和猛度实验，研究了MgH₂型复合敏化储氢乳化炸药的爆轰特征参数和水下爆炸特性。实验结果表明，MgH₂型复合敏化储氢乳化炸药的铅柱压缩量为24.3 mm，达到军用炸药的猛度；与传统玻璃微球型乳化炸药相比，其水下爆炸峰值压力虽然下降了4.90%，但比冲击波能、比气泡能和总能量分别提高了7.83%、22.94%和18.32%。MgH₂型复合敏化储氢乳化炸药的猛度和做功能力得到了显著提高。