氨是世界上产量最大的化工产品之一，在全球经济中占有重要地位。传统的Haber-Bosch合成氨工艺需要在高温高压下进行，并且氢的平衡转化率低、能耗高、污染严重。电化学方法因可实现氨的常温常压合成而成为备受关注的研究领域。电化学合成氨的关键在于选择合适的电解质、制备电极及电催化剂，并将其有机组合在一起构建成高效稳定的电解池体系。综述了液体电解质、质子导体陶瓷膜电解质、熔盐电解质、陶瓷膜-熔盐复合电解质和有机质子交换膜电解质5类电解质体系的电化学合成氨的研究进展，介绍了相应的电化学合成氨原理，分析了技术发展现状和存在的问题，展望了未来研究的发展方向。

纳米Fe₃O₄磁性材料在生物医学、环保、催化及电子信息等领域有巨大的应用潜力，但单独的纳米Fe₃O₄颗粒存在一些弊端，难以直接使用，在生物医药领域尤其如此。对Fe₃O₄磁性纳米粒子进行表面改性，可以改善其结构与性能，因此，备受科学界关注。对近年来Fe₃O₄磁性纳米颗粒的表面改性方法及其在生物医学、环境工程两大领域中的应用做了综述，并对今后发展趋势做了初步的展望。

缺少含AlCl₃、CaCl₂和FeCl₃的溶液相平衡，使通过蒸发结晶从粉煤灰盐酸浸取液中制备纯净的AlCl₃·6H₂O变得比较困难。采用等温溶解法研究了三元体系AlCl₃+CaCl₂+H₂O，AlCl₃+FeCl₃+H₂O和CaCl₂+FeCl₃+H₂O在35℃时的相平衡关系，测定了相应的溶解度及密度，并绘制了相应相图及密度-组成图。实验结果表明：三元体系AlCl₃+CaCl₂+H₂O和AlCl₃+FeCl₃+H₂O分别有两条溶解度曲线，两个单盐结晶区，无复盐和共溶体产生，同离子效应导致增加溶液中CaCl₂和FeCl₃浓度会有效降低AlCl₃的溶解度；CaCl₂+FeCl₃+H₂O体系会形成复盐CaCl₂·2FeCl₃·7H₂O；所得35℃相图与25℃相图相比，三元体系AlCl₃+CaCl₂+H₂O和AlCl₃+FeCl₃+H₂O中AlCl₃·6H₂O结晶区增大，CaCl₂·6H₂O结晶区转变成CaCl₂·4H₂O结晶区，CaCl₂+FeCl₃+H₂O体系中CaCl₂·2FeCl₃·8H₂O结晶区转变为CaCl₂·2FeCl₃·7H₂O结晶区。

热力学平衡态是系统能量最低状态，在没有外界作用的条件下任何非平衡态最终都会趋向平衡态，热力学系统只有在平衡态才能用统一的状态参量来描述。电磁场能够有效地强化传热传质过程，对电介质系统的平衡及其稳定性有明显的作用。利用热力学定律将电场能量引入热力学基本微分式，构建了电场作用下电介质系统的熵函数，利用平衡态及其稳定性的熵判据导出了静电场作用下电介质系统的平衡条件及稳定条件。相比没有电场作用，平衡条件要求系统各相的等效压强、等效化学势和平行极板间电场强度相等；稳定条件要求产生电场的电荷量与电势呈正比。电场作用下的等效压强包括了电场极化作用的力学效果，力学平衡由压强和电极化力共同决定；等效化学势包括了电场极化势能的效果，相平衡由浓度和电势能共同决定。热力学结论与电动力学及统计物理的结论一致，已被实验证实。

能量最小多尺度（energy-minimization multi-scale，EMMS）方法已经被应用于气液体系中群平衡（population balance model，PBM）模型的改进。EMMS模型可计算气泡破碎聚并过程的能量，进而获得聚并速率的修正因子。应用这一模型对高气速鼓泡塔进行了模拟计算，并进一步对比了均一尺径模型、CFD-PBM模型以及CFD-PBM-EMMS模型的模拟结果与实验数据。结果表明，在高表观气速条件下，基于EMMS方法的群平衡模型可以更加准确地预测鼓泡塔中不同高度的气泡尺径分布和轴向液速，同时提高了对整体气含率和局部气含率的模拟准确性。在表观气速为0.16 m·s^-1和0.25 m·s^-1时，CFD-PBM-EMMS模型对气泡尺径分布的预测精度更高，同时整体气含率模拟的相对误差下降为5%和15%，局部气含率模拟平均相对误差下降为8%和17%。

高效的热管理系统能极大提高电池使用寿命并保证电池安全运行。为提高能源利用效率，针对动力电池组散热问题设计了基于相变材料的被动式热管理系统。采用泡沫铜/石蜡构成复合相变材料以提高石蜡的导热性能，并对复合相变材料导热性能进了测试。通过改变孔隙率、加热功率及环境温度，对不同工况下基于复合相变材料的热管理系统性能进行了实验研究。实验结果表明，泡沫铜孔隙率分别为96%、95%以及93%的复合相变材料的热导率分别是纯石蜡的14.2倍、19.2倍和25.4倍。基于复合相变材料的热管理系统能显著降低热源温度，其冷却性能优于自然对流风冷热管理系统。当热源发热量及环境温度为定值，相同结构复合相变材料下，泡沫铜孔隙率越低，热管理系统性能越好。基于复合相变材料的热管理系统能显著减小由于加热功率和环境温度变化导致的温度波动，提高了热源温度稳定性。

现阶段用于建筑围护结构的相变构件在蓄热阶段存在蓄热速率较低的问题。为了提高相变构件在蓄热过程中的蓄热速率，将相变构件与机械通风相结合，搭建了相变构件热性能研究实验台，测试了不同送风温度和送风风速工况下相变构件的蓄热性能，采用了有限差分法通过Matlab软件对相变构件蓄热过程进行数值计算以拓展实验送风温度工况，将风机能耗考虑在内，对系统整体的节能效果进行了分析，提出了有效的送风方法。结果表明：提高送风温度或风速可缩短构件相变完成时间，同时可以提高构件表面蓄热热流，当送风风速为1.0 m·s^-1，送风温度由34℃提高到80℃时，液化过程的平均热流由23 W提高到322 W；同一送风风速工况下，最佳送风时间最终稳定在固定值；在送风温度80℃，送风风速2.0 m·s^-1条件下，送风1.6 h时，系统能达到最大节能量，为891.8 kJ。

应用适用于跨声速流动的湿蒸汽两相流模型对蒸汽喷射器内流体的流动进行了数值模拟研究。重点研究了蒸汽喷射器混合室内流体的流动过程，并比较了采用湿蒸汽模型和理想气体模型计算结果差异。研究结果表明，湿蒸汽模型中，蒸汽喷射器引射系数略高于理想气体模型的，混合室内喷嘴出口和引射蒸汽入口附近激波产生的局部高压明显小于理想气体模型的，工作蒸汽速度、温度的降低也要比理想气体模型的小。

针对煤直接液化反应器中的结焦问题，建立了多相流模型模拟了反应器内循环杯局部气-油煤浆两相的流动行为，得到了相含率等流体力学参数的空间分布情况。模拟结果表明，气液分离导致的泡沫聚并破碎以及雾沫夹带是形成结渣/结焦的主要原因。模拟研究了循环杯内堵塞程度与下降管中气含率的关系，表明随堵塞程度的提高，下降管中的气含率从0增加到34%，从而造成循环泵抽空。基于对结焦原因的分析，提出了优化的循环杯结构并进行了模拟分析。结果表明，改进后的循环杯结构可以有效强化气液分离，在极限条件下下降管中的气含率为14%，可以保证装置的稳定运行，为工业装置的改造提供了参考。

针对动力型热管内流动凝结传热过程中的特性复杂未知，搭建了动力型热管冷凝特性测试实验台。对不同流量及干度下的R134a管内流动凝结过程中的压降特性和传热特性进行了实验研究，实验结果表明：压降随着管内工质质量流量和气体干度的增加而增加，与文献中3种不同压降模型进行了比较，得出Muller-Steinhagen-Heck模型能更好地预测管内流动凝结过程中的压降特性。传热系数随着管内工质质量流量和气体干度的增加而增加，并且低干度区的增长斜率要明显大于高干度区的增长斜率，与文献中4种不同传热模型进行了比较，得出Chen模型能更好地预测管内流动凝结过程中的传热特性。该研究为泵的选择、换热器的设计、系统的优化以及两相流凝结相变过程的研究提供了理论参考。

为了研究脉动热管对相变蓄热装置传热能力的优化，设计并搭建了脉动热管相变蓄热装置试验台，实验验证相变潜热蓄热量远大于显热蓄热量；在相同工况下改变加热流体流量，流量增大对传热优化有一定作用，但流量不宜过大；调整热源温度，温度越高，相变蓄热过程所需要的时间就越少；与常规铜管进行蓄热实验对比，脉动热管相变蓄热装置在蓄热过程中节省了47%的蓄热时间，同时优化了相变蓄热装置的传热均匀性。实验证明利用脉动热管技术对相变蓄热系统进行传热优化是可行的。

摸清桩基并联双螺旋型埋管换热器的传热特性是进行合理设计、确保其高效运行的前提。建立了包含回水立管在内的桩基并联双螺旋型埋管换热器三维动态传热的仿真模型，利用其对现场实验的仿真复现及实心圆柱源热源模型解析解的对比验证了模拟结果的正确性。对桩身和土壤温度的模拟结果进行了分析，给出了沿管程、桩基内部以及周围土壤的温度分布。对连续和3种间歇运行模式下桩基并联双螺旋型埋管换热器的运行情况进行了仿真，揭示了其出口水温和单位管长放热量等性能参数的动态变化规律以及桩壁和周围土壤温度沿桩深和桩径方向的分布特征，提出了桩壁温度恢复百分比指标，定量评价了其在间歇运行模式下的温度恢复程度。表明了运停比越小，桩壁温度恢复程度越显著，但随着间歇运行周期的增加，每一间歇期的温度恢复程度呈现下降趋势。

为了探索高效、稳定的草酸二甲酯（DMO）加氢制乙醇酸甲酯（MG）催化剂，采用水热合成法制备Cu-Ni/SiO₂催化剂，探索了不同Cu：Ni摩尔比对于催化剂活性的影响。通过XRD、TEM和XPS等表征，结果表明：利用二氧化硅微球作载体，铜镍物种的分散更加均匀。并且调变不同的Cu：Ni摩尔比，对Cu⁺在催化剂中的比例有一定的影响，从而影响乙醇酸甲酯的收率。在氢酯比为150、反应压力2 MPa、反应温度200℃和液时空速为0.5 h^-1的反应条件下，Cu：Ni摩尔比为1：1时的催化剂Cu₁Ni₁/SiO₂表现出了最好的催化性能，草酸二甲酯的转化率达到90%，乙醇酸甲酯的选择性达到了80%，催化剂能稳定运行100 h。上述结果可为研制催化活性高、选择性强、寿命长、易于生产乙醇酸甲酯的催化剂提供一定的参考。

通过高温焙烧和氢氟酸瞬间蚀刻修饰堇青石蜂窝陶瓷骨架和孔壁表面结构，采用XRD、SEM、TEM表征修饰前后结构和形貌变化，探究陶瓷结构对机械强度、碳纳米管形貌结构及复合载体性质的影响，考察Pd/CNTs@CHC-HFn催化剂催化聚苯乙烯（PS）加氢性能及催化剂用量与加氢度的关系。结果表明，高温焙烧消除了骨架内部孔道，陶瓷表面变得平整密实；瞬间蚀刻增大了表面粗糙度，易于CNTs在表面生长，但蚀刻次数增加，导致蚀刻由表面向骨架内部侵入、CNTs在骨架内部生长，降低载体的机械强度。CNTs@CHC-HFn载体表面的CNTs可显著提高复合催化剂的加氢性能，其中加氢活性位Pd分布均匀，平均粒径为3.6 nm，当催化剂用量为3.0 g cat·（g PS）^-1时，其中含0.378 g CNTs和0.054 g Pd，反应6 h加氢度可达100%。

采用自制线管式介质阻挡放电反应器，针对非热等离子体协同Mn-Ce/La/γ-Al₂O₃催化剂对低浓度甲苯的去除开展研究。研究中制备了Mn/γ-Al₂O₃、Mn-Ce/γ-Al₂O₃、Mn-La/γ-Al₂O₃催化剂，从甲苯去除率、产物O₃生成、CO_x选择性及其他副产物生成情况考察比较了空管放电、协同催化剂放电时催化降解甲苯性能，并对催化剂进行了BET、SEM、H₂-TPR和ICP-OES表征研究。结果表明：稀土助剂的加入有助于提高甲苯去除率及降低程度，且La催化性能优于Ce_.，当外加电压22 kV、气量6 L·min^-1、甲苯初始浓度600 mg·m^-3时，Mn-La/γ-Al₂O₃催化剂对甲苯去除率达到72.74%。H₂-TPR结果表明，稀土助剂的加入提高了催化剂低温活性及储氧能力，添加La的效果优于Ce。催化剂有助于抑制副产物O₃生成，提高CO₂和CO_x选择性。

提出了一种采用羧基磁性纳米粒子制备杂化磁响应交联酶聚集体（M-CLEAs）的方法。表面羧基修饰的约10 nm的磁性纳米粒子与酶分子表面的氨基位点通过静电相互作用，形成复合物，在磁场作用下可将磁性纳米粒子-酶复合物从溶液中分离，经戊二醛交联即形成M-CLEAs。传统的表面氨基修饰的磁性纳米粒子与酶需在沉淀剂作用下，从溶液中分离，而后采用戊二醛共交联，而本方法无须沉淀剂，过程更为简化。以糖化酶为对象，对该过程的影响因素（交联时间、pH、酶浓度、戊二醛浓度等条件）进行了探索，并对制得的M-CLEAs的酶学性质进行了较为详细考察。结果表明，最优制备条件为：酶浓度1 mg·ml^-1，磁流体浓度10 mg·ml^-1，戊二醛浓度0.25%（质量体积比），在pH 6.0下交联反应6 h，最终载酶量可达80 mg·g^-1、比活为50 U·mg^-1。制得的固定化酶pH稳定性、热稳定性和储存稳定性均显著改善，可实现糖化酶重复使用10次，仍保留接近60%的酶活。

选用不同种类的室温型离子液体（RTILs）与胆碱脯氨酸离子液体进行混合分别制得[Choline][Pro]/[EMIm][N（CN）₂]、[Choline][Pro]/[bmim][PF₆]以及[Choline][Pro]/[HMIm][NTf₂]混合离子液体，并将其应用于离子液体支撑液膜（SILMs）。考察操作温度、操作压差、RTILs种类和含量对SILMs分离CO₂/N₂性能的影响。结果表明胆碱脯氨酸/RTILs系列SILMs的CO₂通量在343.3～1936.9 barrer之间变化并且CO₂/N₂选择性为10.3～34.8。对CO₂膜过程内在机制探索表明随着[HMIm][NTf₂]离子液体在混合离子液体中比例的增加，总阻力1/K_m会呈现先降低后升高的趋势。与实验现象中随着[HMIm][NTf₂]离子液体在混合离子液体中比例的增加CO₂先升高后降低相符。

钒酸钠的后续产品转化是钒渣亚熔盐法钒铬共提清洁生产工艺的关键环节，针对钒酸钠产品转化提出了钒酸钠钙化-碳化铵沉法清洁制备钒氧化物新工艺，系统研究了钒酸钠钙化、钒酸钙碳化铵化、偏钒酸铵冷却结晶等几个重要工序。结果表明：通过钙化-碳化铵化-偏钒酸铵结晶可实现钒酸钠产品清洁制备钒氧化物，钒回收率达96.99%，所得钒氧化物产品V₂O₅质量分数达98.53%以上，且从源头避免了高盐氨氮废水的产生，工艺清洁环保。

首次设计并加工了一套加电三维螺旋板式微通道装置，微通道由具有双亲性的铜片与亲油性的聚四氟乙烯（PTFE）片构成，该装置利用电破乳与微通道破乳的双重耦合作用，可以实现微通道对W/O型乳状液的高效破乳过程。实验研究了该通道对W/O型乳状液的破乳效果，主要考察了微通道高度、微通道片数、微通道螺旋角度、直流电场强度以及乳状液流速等因素对破乳率的影响。实验结果表明：减小通道高度、增加通道长度、提高电场强度有助于提升微通道的破乳率；当微通道高度为110 μm、直流电场强度为250 V·cm^-1、微通道角度为180°、微通道片数为5片、流速为2 ml·min^-1时乳状液单次通过微通道的破乳率可以达到68%。实验结果表明加电三维螺旋微通道对W/O型乳状液的破乳过程具有过程强化作用。

讨论了反应时间、pH、温度、搅拌速率以及pH调节剂种类和投加量对Mn回收率的影响，确定了利用二氧化碳从含锰废水中选择性分离回收锰的最佳工艺条件。结果表明：在反应时间90 min，pH 6.6，反应温度45℃，搅拌速率600 r·min^-1，NaOH投加量2 g·L^-1的条件下，锰的回收率为99.79%，出水锰的浓度低于5 mg·L^-1，达到《污水综合排放标准》（GB 8978-1996）中总锰的三级排放要求，沉淀物符合《工业碳酸锰标准》（HG/T 4203-2011）合格品技术要求。

基于Russell反应机理检测液相体系·OH浓度的分光光度法具有费用低、操作简单等优点，但测试精度低、重复性差是该方法面临的主要问题。分析了该方法精度低的主要原因，提出改进型方法，分析了常见阴阳离子对萃取剂萃取坚牢蓝BB盐（FBBs）的影响，确定了改进型方法的关键检测条件，在此基础上重新建立了·OH浓度与重氮砜产物吸光度之间的函数关系。结果表明：FBBs的干扰是造成检测精度低的根本原因；FeSO₄对抑制萃取剂萃取FBBs作用明显，从而大幅度削弱FBBs的干扰；Na⁺、K⁺、NO₃^-几乎对重氮砜产物的吸收峰不产生影响，Cl^-对测试结果的影响与其浓度有直接关系；改进型方法的合理萃取时间为300 s，FBBs与甲基亚磺酸（MSIA）摩尔比为50；并得到了·OH浓度与吸光度之间的函数关系式。

用52.40 nm的PMMA纳米微球作模板，用配制好的前驱液进行填充，并通过程序升温焙烧的方法去除模板，合成多孔掺杂型的Li₄Ti_4.98Zr_0.02O₁₂离子筛；用0.100 mol·L^-1的盐酸对离子筛进行酸改型，并用XRD、SEM、饱和交换容量、pH滴定曲线等进行表征，考察离子筛的结构以及选择吸附性能。结果表明：制备的离子筛为尖晶石结构，平均孔径约为50 nm；酸改型后其尖晶石结构未被破坏；离子筛对Li⁺的饱和交换容量为6.43 mmol Li⁺·g^-1，对Li⁺有较高的选择吸附性。

研究了钛白水解废酸中钪的回收及钪与钛的分离。在P204-TBP萃取体系中进行了钛白水解废酸提钪实验研究，在此基础上绘制了钪的萃取等温线，并进行了串级逆流萃取实验。针对萃取后含钪钛的有机相，提出了用洗脱剂EL洗脱负载有机相中的钛，并进行了相应的实验研究。对除钛后的有机相，考察了钪反萃的影响因素。实验结果表明：P204-TBP萃取体系基本可以实现钪的回收富集，经洗脱剂EL三级逆流洗脱，钛的洗脱率可达到98%，而钪的损失率仅为4%，钪钛的分离效果明显。洗脱钛后的有机相用氢氧化钠反萃，钪的单级反萃率能达到97%以上。钛白水解废酸经一次萃取、洗脱、反萃后得到的粗钪产品纯度可达到85%。

针对间歇过程点对点跟踪控制问题，在轨迹更新的迭代学习控制算法框架下，针对非理想初始状态情况下3种不同的初始误差，通过2D Roesser模型对其进行描述并分析其收敛性。给出了不同的情况下系统相对参考轨迹的零误差跟踪或者收敛到特定邻域的条件，在零误差跟踪不能实现的情况下给出了邻域的范围。通过数值模型仿真验证了给出的收敛条件和收敛边界，并分析了不同因素对收敛边界的影响。

化工过程一般为多变量系统，其中输出变量个数多于输入变量个数的非方多变量系统称为瘦系统，现有的非方系统控制结构设计一般采用方形化处理方法，只能形成一个输入变量与一个输出变量配对的单回路控制，要么作为工艺控制指标的重要变量不能成为被控变量，要么次要变量未纳入反馈控制，无法满足控制要求。本文介绍了非方系统的平均频域相对增益阵，对瘦系统进行了变量配对分析，提出了一种瘦系统串级控制系统结构设计方法。这种方法在不添加输入变量的同时有效利用了所有的输出变量反馈，使系统反馈信息更完备，构造了重要变量与次要变量结合的串级控制系统。最后通过实例分析说明了瘦系统的串级控制系统结构设计方法不仅能够得到合理的变量配对，而且系统控制性能良好，尤其在进行干扰抑制的过程中体现出了快速性和高效性。

因子分析（factor analysis，FA）将噪声因素加入到建模过程中，可通过最大期望（expectation maximum，EM）算法建立模型。传统的FA（ST）指标仅利用了变量的期望信息而忽略了更能代表不确定性的方差信息，这可能会导致故障的漏报。通过对过程变量的概率分析，从本质上揭示了FA（ST）的这一缺陷。建模过程中的另一个重要因素是确定因子个数，使得在降维的同时能最大程度地保留对过程有用的信息。针对传统监控指标信息不足的问题，提出的负对数似然概率（negative log likelihood probability，NLLP）指标整合了更全面的概率信息；针对因子个数给定的问题，提出了一种整体-局部因子数确定法，使得因子和变量对于过程的信息解释率都达到收敛。最后通过数值例子和Tennessee Eastman（TE）过程验证了所提方法的有效性和优越性。

过程监控技术是保证现代流程工业安全平稳运行及产品质量的有效手段。传统的过程监控方法大多采用维度约简方法提取数据特征，且要求过程数据必须服从高斯分布、线性等限制条件，对复杂工况条件下发生的故障难以取得较好的检测效果。因此，提出了混合D-vine copulas故障诊断模型，在不降维的情况下直接刻画数据中存在的复杂相关关系，构建过程变量的统计模型实现对存在非线性与非高斯性过程的精确描述。通过EM算法和伪极大似然估计优化混合模型参数，然后结合高密度区域（HDR）与密度分位数法等理论，构建广义贝叶斯概率（GBIP）指标实现对过程的实时监测。数值例子及在TE过程上的仿真结果说明了该混合模型的有效性及在故障检测中的良好性能。

针对一类较长周期的间歇过程操作优化问题，提出了一种基于正常运行批次的数据驱动型操作曲线递推优化方法。首先采用分段离散化方法将原非线性优化问题转化为线性优化问题，再利用主元分析对离散化后的高维时段变量进行降维处理，然后在降维后的主元平面中，基于时段变量与最终产品指标间的余弦相似度，实现对原操作曲线的摄动优化。考虑到时段变量方差和相似度随批次会发生变化，建立了递推算法以实现操作曲线的递推更新。最后将该方法应用于某化工产品的间歇结晶过程中，结果验证了所提方法的有效性。

间歇过程不等长时段数据直接影响数据驱动的多元统计分析时段建模精度，导致间歇过程的监控性能降低。针对间歇过程不等长时段数据问题，提出一种基于提升小波包变换（LWPT）和动态时间规整（DTW）算法的间歇过程不等长时段数据同步化方法。该方法引入LWPT对间歇过程不等长时段数据轨迹进行高低频的多级分解，充分提取数据轨迹的所有时频域信息；采用DTW算法对不同频段的系数矩阵进行同步化，并利用提升小波包逆变换对同步化后的系数矩阵进行合成，降低吉布斯现象对数据轨迹合成的影响，获得等长的时段轨迹，实现了间歇过程不等长时段数据同步化。青霉素发酵过程仿真实验表明，所提出的方法运算速度快、稳定，不等长时段数据的同步化结果具有较高的准确性，为间歇过程时段建模提供了可靠的过程数据。

针对湿法冶金浸出过程中存在的多变量、非线性和多工况等问题，采用基于即时学习算法的最小二乘支持向量机建立浸出率的预测模型。将时间有序性引入到即时学习算法学习集的选取规则中以确定系统当前工作点的建模邻域，从而提高模型精度；引入累计相似因子以提高所建模型的实时性，并利用自适应相似度阈值来判定是否需要重新建立当前工作点的局部模型。将改进的建模方法应用到湿法冶金浸出过程浸出率的预测中，仿真结果表明，所建模型具有较高的精度和实时性，可用于湿法冶金工业生产过程。

在超临界态CO₂封存于深部盐水层过程中，温度、压强等控制条件是影响封存效率和封存量的重要因素。应用分子动力学模拟的方法对343～373 K和6～35 MPa范围内的CO₂-NaCl盐水系统进行了界面张力（IFT）及界面特性的研究，分析了IFT随温度及压强的变化关系，并观测到了压力平衡点p_plateau；从分子尺度（物质密度、界面过余量、界面水合物密度）分析了IFT随压强、温度的变化，以及p_plateau产生的原因。结果表明，p_plateau前压强升高或温度降低将导致CO₂密度升高，IFT下降，而p_plateau后IFT趋于稳定且受温度影响较小；CO₂的界面过余量及界面处水合物数量随压强及温度变化，与IFT的变化相反；高压下界面水合物密度的饱和现象可能是p_plateau产生的重要原因。

为得到发泡及稳定性能优异的三相泡沫，响应曲面法优化设计三相泡沫灭火剂基础配方。通过单因素实验确定表面活性剂及固相粉体为SDS、Fc-134、6501、2000目（6.91 μm）合成云母粉，以发泡高度及稳定时间为响应值，研究其交互作用。利用Box-Behnken方法，建立的二次回归模型显著可靠，该模型预测SDS、Fc-134、6501浓度分别为2.64%，0.096%，3%，合成云母添加量为10 g时，为最优组合，预测发泡高度1533.86 ml，稳定时间12.8792 min，实验得到发泡高度为1550 ml，稳定时间为12 min，误差分别为1.05%，6.82%。与未优化三相泡沫比较在发泡高度及稳定时间分别提高14.8%、26.3%。结果表明，经优化设计三相泡沫发泡及稳定性能较未优化三相泡沫有明显提高且响应曲面法建立的预测模型误差较小，因此，该模型可用于提升三相泡沫灭火剂的发泡及稳定性能，为三相泡沫灭火剂配方设计提供参考。

燃煤锅炉烟气中SO₃能对锅炉设备、大气环境造成包括低温腐蚀、粘污和蓝烟等一系列的危害。因而，对烟气中SO₃主要影响因素及其影响规律的研究对于预测和控制烟气中SO₃浓度以满足不断增长的节能减排标准有重要意义。基于文献中的C/H/O/N/S化学动力学模型的优化、整合建立了化学动力学模型，对烟气中SO₃主要影响因素及其影响规律进行计算研究。还基于自主设计搭建了全混流反应器测量装置，对上述计算工况中的SO₃浓度进行测量。研究发现，烟气中SO₃浓度主要受SO₂、O₂和H₂O的浓度，以及温度和反应停留时间等影响。SO₃浓度受烟气中CO、NO的影响也较为显著，但是受CO₂的影响不大。另外，随着反应停留时间的增加，烟气中SO₃浓度先后经历了3个不同阶段：急剧增加，增长趋势逐渐减缓和逐渐减少。

燃煤电厂痕量元素的排放已经引起了世界的广泛关注。在一台配置选择性催化还原（SCR）+静电除尘器（ESP）+湿法脱硫装置（WFGD）的320MW燃煤电厂上进行了12种痕量元素（Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、As、Mo、Cd、Sb、Ba、Pb）排放特性的实验研究，使用了US EPA Method 29对4个测点烟气痕量元素进行同时取样，考察了痕量元素在电厂中的分布、协同脱除以及在烟囱中的排放。结果表明：锅炉、SCR、ESP、WFGD和整个系统的痕量元素质量平衡率均在可接受的范围内。这12种痕量元素主要分布在底渣和飞灰中，分别占据底渣、ESP灰、WFGD脱除及烟囱排放痕量元素总量的1.90%～27.6%和72.3%～98.0%，然而，它们在烟囱和被WFGD脱除的部分所占比例较少，两者之和仅占0.11%～0.66%。ESP和WFGD对烟气痕量元素的脱除率分别为99.39%～99.95%和40.39%～78.98%，SCR+ESP+WFGD对烟气痕量元素的总体脱除率为99.79%～99.99%。ESP对痕量元素较高的脱除效率是APCDs系统具有较高的协同脱除效率的主要原因。烟囱排放的痕量元素浓度及排放因子分别为0.01～12.88 μg·m^-3和（0.002～4.57）×10^-12 g·J^-1。应进行更多的燃煤电厂痕量元素排放的研究，以便为中国燃煤电厂痕量元素的排放预测模型的建立以及相关标准的制定提供参考。

以生物质法国梧桐枯叶为原料，将炭化的枯叶通过KOH化学活化处理，制备法国梧桐枯叶基活性炭（PLAC）。采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线能量色散谱（EDS）、X射线光电子能谱（XPS）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、氮气吸脱附对法国梧桐基枯叶活性炭的形貌、成分、比表面积、孔径分布等进行表征；运用三电极电化学体系，通过循环伏安，恒流充放电，循环稳定性测试，电化学阻抗谱分析法国梧桐枯叶基活性炭的超级电容器电极性能。结果显示，在800℃下碳化，通过KOH活化处理的法国梧桐基活性炭制备的电极，在1 A·g^-1电流密度下，比电容达到266 F·g^-1。电极在5 A·g^-1的电流密度下循环2000次后，比容量仍保留 97.0%，展示出良好的电极性能。

通过添加不同含量的造孔剂聚乙二醇2000（PEG2000），在二氧化钛反蛋白石结构（TiO₂反opal）光阳极骨架结构中引入介孔结构，制备出了三维有序大/介孔TiO₂反opal光阳极。用SEM和TEM表征了该光阳极的表面形貌，应用紫外可见光谱表征了其染料吸附-脱附性能，测试了基于该光阳极结构的染料敏化太阳能电池的光电转换特性和阻抗特性。结果表明，介孔结构的引入使TiO₂反opal光阳极染料吸附能力增强，组装为染料敏化太阳能电池（DSSCs）后光电转换效率提高，电池交流阻抗降低。同时，随着PEG2000含量的增加，光电转换性能呈现先增加后减小的趋势，这可能来源于过量的PEG2000可造成宏孔骨架结构的破坏。

研究了硬化铝酸钙材料在不同煅烧温度（700，800，900，1000，1100，1200，1300，1400和1500℃）下的吸波能力、抗压强度、体积收缩率和质量损失率，采用XRF和XRD对不同煅烧温度（800，1000，1300和1500℃）下的试样进行表征，利用铝酸钙材料制备一种简易杯状容器并对其进行微波冲击特性测试。结果表明：硬化铝酸钙材料的吸波能力随煅烧温度的升高而降低，超过1000℃后，吸波能力趋于稳定；材料抗压强度随煅烧温度的升高先升高，在800℃左右达到最高，然后逐渐降低，并在1300℃达到最低，再经过小幅地升高后趋于稳定；同时，材料煅烧后体积收缩率和质量损失率都随着温度的升高而增加；微波冲击特性测试表明硬化铝酸钙材料在长时间微波辐照下强度基本不发生变化，微波-金属放电试验证明该胶凝材料硬化后的高温稳定性好，具有优异的抗高温冲击能力。综上所述，1000℃煅烧后的硬化铝酸钙材料具有透波性能好、力学性能优异、高温稳定性好的特点，非常适用于微波加热领域。

针对乳化炸药基质在储存过程中出现的析晶破乳现象，基于逾渗理论，建立了乳胶基质老化过程的逾渗模型。采用高低温循环法加速乳胶基质老化，并使用光学显微镜及激光粒度仪对乳胶基质进行观测。结果表明，所建逾渗模型符合实际，其中逾渗阈值p_c可以合理地解释乳胶基质的老化程度。将该模型用于先前的实验研究，分析了乳化炸药在老化过程中电导率出现变化的原因。该模型为研究乳胶基质的微观结构与宏观稳定性能之间的关系提供了一种新方法。

为了研究障碍物数量对油气泄压爆炸传播特性的影响，选取了高（2.1%）、中（1.7%）、低（1.3%）3种初始油气浓度，在半开口全透明有机玻璃管道内进行了一系列油气泄压爆炸对比实验。结果表明：①半开口管道内油气爆炸超压曲线存在3个典型的压力峰值p_v、p_max、p_neg；其中p_v的大小只与封口材料破裂常数有关，与障碍物数量无关，而p_max的数值大小和p_neg的绝对值大小随着障碍物数量的增大而增大，但是到达p_max的时间长短不完全由障碍物数量决定；②火焰在传播初期以比较规则的“指尖形”火焰传播，当受到障碍物的扰动之后火焰锋面的规则形状会受到破坏，加快火焰形态从层流到湍流的转捩，并最终在管道外部形成“蘑菇状”火焰，并且管道内障碍物数量越多，这种“蘑菇状”火焰越明显；③障碍物对油气爆炸火焰传播具有显著的加速效应，而且随障碍物数量的增大，这种加速效应越明显，获得的最大火焰速度越大；④油气爆炸过程的爆炸超压和和火焰传播具有正反馈激励的耦合关系，二者在爆炸演变过程中互相促进，这种耦合关系随着障碍物数量的增大体现得越明显。⑤障碍物数量对油气爆炸p_max和火焰传播速度的增大作用在高浓度（2.1%）和低浓度（1.3%）工况下比中间浓度（1.7%）时体现得更加显著。