化学溶剂吸收法是最有应用潜力的燃烧后二氧化碳脱除技术之一，较高的溶剂再生能耗阻碍了其进一步的工业应用。液-液相变溶剂由于具有降低吸收再生能耗的潜力，成为新型吸收剂的研究热点。综述了液-液相变溶剂的研究现状，从溶剂组成及其相变机理角度出发，将液-液相变溶剂分为热致相变溶剂、有机胺-低吸收速率胺溶剂、化学-物理溶剂、有机胺-离子液体溶剂四类吸收剂，分别介绍各类溶剂的研究进展，重点阐述其吸收性能及相变机理，并分析比较了各溶剂的优缺点。分析表明液-液相变溶剂节能潜力较大，今后的研究工作应侧重于相变溶剂的设计原则及分层机理的深入探讨。

天然气的供需矛盾促使人们寻找新的天然气资源，其中利用生物质合成天然气（Bio-SNG）的替代技术受到了全世界的关注。在整个工艺过程中，生物质合成气制取甲烷是关键技术，而甲烷化催化剂是其核心要素。简述了近年来生物质合成气甲烷化机理及其催化体系的研究进展，重点讨论了合成气中CO甲烷化、CO₂甲烷化反应机理，以及甲烷化催化剂中活性金属、助剂和载体对CO甲烷化、CO₂甲烷化以及CO与CO₂共存条件下甲烷化反应性能的影响，分析了目前仍存在的主要问题，并指出了进一步研究的发展方向。

采用基于COSMO-SAC模型的分子筛选方法，对作为甲苯蒸气吸收剂的咪唑类离子液体进行了筛选。建立了100种常见的N，N'-二烷基咪唑阳离子与阴离子构成的咪唑类离子液体的s-谱图，在此基础上计算了303.15 K下离子液体对甲苯的吸收势，并以此为热力学评价标准对吸收剂进行筛选。选取6种离子液体进行甲苯蒸气的吸收实验，通过其饱和吸收量验证此方法的可行性。研究表明，实验和分子筛选结果相吻合。利用Gaussian 09软件进行微观结构分析，计算了离子液体阳离子与甲苯的相互作用能。对进气浓度和进气速度等动力学因素的影响进行探究，在条件为303.15 K、进气浓度为10000 mg·m^-3、进气速度为0.05 m³·h^-1情况下，离子液体对甲苯的初始吸收率高达96.2%。此外，实验验证了离子液体随着重复利用次数的增加，其吸收效果基本不变。

利用密度泛函理论分别研究了H₂O₂分子在Fe₃O₄（111）、（110）和（001）表面分解特性，并对单质汞在H₂O₂/Fe₃O₄体系的反应特性进行了研究。对比不同构型的结合能、Mulliken电荷转移和分态密度分析，详细讨论了H₂O₂分解产生羟基的规律以及Hg⁰的氧化态中间产物成键特性。结果表明：H₂O₂分子在Fe₃O₄（111）、（001） A和（110） A表面更容易分解产生羟基；不同表面产生的羟基对Hg⁰具有不同的氧化活性；Hg⁰在表面羟基的作用下可有效通过电荷转移实现氧化。对比分析了三种表面汞氧化态中间产物的脱附路径，HO—Hg—OH和Hg—OH的表面脱附是主要的反应路径。

自蔓延高温合成固化是一种利用氧化还原反应放热处理高放废物煅烧灰、污染土壤等固体放射性废物的方法，在密封容器内对放射性废物采用自蔓延高温合成固化技术可有效提高产物的致密度并控制有害气溶胶的扩散。通过分析自蔓延化学反应机理和过程，建立容器内自蔓延高温合成固化数值模拟模型，对固化过程容器内温度-压力变化特征进行分析。利用COMSOL有限元分析软件，确定模型尺寸、单元类型和边界条件，计算得到点火后7200 s的容器内温度和压力随时间变化曲线。与相同条件的容器内SHS固化实验测量结果对比分析，数值模拟与实测情况一致性较强，能够较好反映SHS固化过程点火、燃烧、熄火、保温的四阶段性特征；模拟结果可作为容器安全性设计的参考数据。

在大型冷模实验基础上，采用RNG k-ε湍流模型对一套φ572 mm×3000 mm的旋流快分系统（SVQS）装置上部气体引出空间加设消涡板前后的气相流场进行了模拟研究。结果表明：在旋流快分上部空间加设两种不同结构消涡板都可以有效缓解边壁处的高速旋涡区。通过对比发现：在沉降器内壁面加装消涡板可以有效降低压降，降低消涡板上方气流即螺旋程度。直型消涡板压降较小，优于加装弯型消涡板。

提出了一种耦合EMMS曳力的简化双流体模型，该模型忽略固相黏度，用简单的经验关联式来计算固相压力，并且耦合考虑了介尺度结构的EMMS曳力模型来计算气固相间作用力。采用简化双流体模型成功模拟一个三维实验室尺度鼓泡流化床，数值模拟结果与完整双流体模型以及实验测量结果进行了比较，结果表明耦合EMMS曳力的简化双流体模型模拟结果与完整双流体模型耦合EMMS曳力的模拟结果基本相当，并且都与实验结果吻合良好，然而简化双流体模型的计算速度是完整双流体模型的两倍以上。这表明曳力模型在气固模拟中起着主导作用，而固相应力的作用是其次的，耦合EMMS曳力的简化双流体模型在实现工业规模气固反应器快速模拟中具有巨大潜力。

气体干法净化旋流吸附耦合设备将旋流分离和移动床吸附/过滤分离有机结合，可适应较宽的温度范围，为高温气体净化提供了一种新思路。在不加尘及不同的移动床循环速率和旋风入口气速下对该设备进出口静压差进行了测量和分析。实验结果表明，设备静压差在整个运行过程中较为稳定，有较强的可预测性，无量纲标准偏差维持在0.4%以内；实验范围内，移动床循环量的大小对设备静压差没有影响；设备压降与旋风入口气速呈现出良好的二次方程（抛物线）关系；将设备实际压降划分为进口管路沿程摩擦损失、入口天圆地方摩擦损失、旋流体摩擦损失、内置移动床摩擦损失和出口管路沿程摩擦损失五个部分；获得了旋流体摩擦损失及设备实际压降与入口速度头的关联方程；该设备的阻力系数与普通旋风分离器相比，没有明显增大；初步加尘实验确认了旋风壳体与移动床之间旋流作用的存在，为进一步结构优化提供了参考。

将振动装置和气液两相流实验回路相结合，在起伏振动状态下对倾斜管内气液两相流进行实验研究，观察记录流型并使用多尺度熵方法对压差波动信号进行分析。研究结果表明振动条件下倾斜管内出现两种新流型为珠状流、起伏弹状流。同时对95种流动条件下的5种典型流型的差压波动信号进行多尺度熵分析。结果表明，不同流型在低尺度（前9个）下的熵值变化率有明显不同，高尺度下的熵值可以反映不同流型的动力学特性。

采用分子动力学方法探索了水-富勒烯纳米流体在石墨烯纳米孔隙中Poiseuille流动特性。从富勒烯的微观运动及团簇行为的角度出发，考虑了驱动作用力、富勒烯体积分数和电场强度对纳米流体流动特性的影响机理。发现较大的压力驱动作用可以弱化纳米流体中富勒烯分子的团簇效应；富勒烯体积分数的增加会提高纳米流体剪切黏性，并促进富勒烯分子发生团簇，还会导致纳米流体边界滑移速度的增加；石墨烯壁面上的电场强度的增大，会使富勒烯纳米流体的边界滑移速度先减小后增大，阐明了电场强度对纳米流体边界滑移的影响是石墨烯-流体界面作用强度变化、疏水单分子层的形成和富勒烯团簇的运动行为三者协同作用的结果。

无机盐溶液的过冷度极大地影响了相变材料的蓄冷特性。实验以NH₄Cl溶液为例，研究了浓度与多孔介质对无机盐溶液的过冷度影响机理。通过改变无机盐溶液浓度与构建多孔介质小球的球径，探究无机盐溶液强化传热传质的方法。实验结果表明：浓度越高，无机盐溶液过冷度越低，离散程度越低，稳定性越高。当浓度达到15%时，溶液平均过冷度较5%浓度溶液可降低17.5%。构建多孔介质小球球径越小，无机盐溶液过冷度越低，离散程度越低，稳定性越高。当球径为5 mm时，溶液平均过冷度较无多孔介质情况下可降低21.7%。

气波制冷机气波管内的运动激波，在管内封闭末端将反射回行。若反射激波回到气波管开口端，会加热已膨胀制冷的开口端气体，严重降低制冷效率。考察分析已有高效的末端吸收腔式气波管，其衰减和阻止反射激波的效果还不理想，因此提出了一种中部阻波腔式气波管结构。通过对管内运动波系的对比分析，揭示了该中部阻波腔的综合作用机理：不只是对反射激波进行阻减，还能将其重新折回气波管后段，且将部分入射激波反射成膨胀波，与逃出阻波腔的反射激波相抵消，共同遏制反射激波回到气波管开口。CFD数值模拟表明，与已有广泛应用的末端吸收腔式气波管相比，新型气波管可使高于第二高效注气频率对应的制冷效率相对提升7%～11%，波谷提升约18%，使制冷效率曲线趋于平坦；而将中部阻波腔与已有的末端吸收腔共用，组成双腔式气波管，还能使低、中频注气时的制冷效率相对提高6%～8%，效率曲线更平。又以单管模型机实验测量对比三种型式气波管的制冷效率，证明了新型气波管的高效和效率曲线的平坦性能；实验三种气波管制冷效率幅度的差别和趋势，以及效率峰值、谷点所对应的注气频率，都与模拟结果相符。

气液两相环状流的相界面存在扰动波，波动频率是描述环状流界面扰动波特性的关键参数，对环状流的传质传热研究有重要参考价值。利用近红外光的吸收特性，设计了液膜检测装置，采用垂直对射光路设计，并通过置入式导光管屏蔽一侧液膜和气芯夹带液滴，实现了对环状流局部液膜的非接触式检测。在此基础上对界面扰动波进行了频域分析，运用功率谱密度估计，对50 mm管径竖直上升管环状流界面扰动波波动频率进行了定量研究，得到0.1～0.8 MPa不同压强条件下，共70个流动条件的环状流界面扰动波频率值。利用实验结果对现有模型进行验证分析，在此基础上利用Strouhal数描述液相流动条件的影响，利用Froude数描述气相流动条件的影响，建立了预测环状流界面扰动波波动频率的St-Fr模型，经实验数据验证预测的平均绝对误差（MAE）为11.42%。

针对喷动床内环隙区颗粒缺少横/径向运动的特点，通过实验将纵向涡流发生器及纵向涡流效应引入喷动床。采用粒子图像测速技术研究了在内径为152 mm的喷动床内纵向涡流及颗粒设计参数对喷动床内喷射区及环隙区颗粒相径向速度的影响，研究结果表明，纵向涡发生器在扰流元件上方横截面内颗粒相运动出现大量二次涡流，相比较于无纵向涡流扰流件情况，喷动床内的颗粒径向速度得到了显著增加，表明纵向涡发生器能够增强颗粒相在喷射区及环隙区的径向运动能力。在喷动床稳定喷动范围内，颗粒直径及颗粒密度越小，纵向涡流对颗粒相径向运动的强化效果越佳。

在高18 m、内径80 mm的循环流化床提升管内分别考察了三种入口结构对颗粒流动特性的影响。实验结果表明：入口结构主要影响提升管底部区域的颗粒流动特性，不同入口结构对颗粒流动影响不同。相同操作条件下，当采用多管式入口结构时，径向上提升管底部区域的颗粒浓度分布相对均匀，轴向上颗粒能够迅速达到充分发展状态，充分发展高度在9 m左右；当采用多孔板入口结构时，径向上提升管底部颗粒浓度差别较大，轴向上颗粒发展较慢，需要更高高度才能达到充分发展，充分发展高度约为11 m；当采用单管式入口结构时，径向上颗粒浓度分布和轴向上颗粒充分发展速度均处于前两者之间，底部颗粒浓度径向分布仍为中间稀、边壁浓的不均匀分布，颗粒浓度轴向充分发展高度约为10 m。

制冷剂的分配不均对平行流换热器的换热性能会产生重大影响。基于T型管的T-junction模型，联立质量方程和压力方程，设计合适的算法建立平行流换热器两相流流量分配的模型，该模型的优势在于无需已知分歧管流量可模拟分歧管的分配特性。在此基础上，将模型的计算结果与实验数据对比验证，验证了模型有效性，为平行流换热器的设计提供合理的依据。计算并分析了干度与质量流量对平行流换热器分配的影响，结果表明干度对平行流换热器分配的影响不大。在干度不变时，提高流体的质量流量可以对平行流换热器流量分配进行改善。

以回转窑表面余热回收用集热器为研究对象，采用实验研究和数值计算方法，分析了集热器的流动和传热特性及其在线运行规律。实验中选取了一种辐射型和两种耦合型结构的集热器进行研究，分析了出口水温、出口压力和工质流量的变化对集热器性能的影响，总结了三种结构类型的集热器在换热量上的变化规律。采用Matlab软件编程进行数值求解，将数值计算结果与实验结果对比，验证了数值计算的准确性。数值分析了入口空气温度、入口空气流速和窑体温度变化时对应的集热器内熵增、火积耗散以及有效度的变化规律。相关计算结果为集热器的优化设计和在线运行参数的选择提供了数据支持。

在系统压力P=412～850 kPa，过冷度△T_sub=4.7～15.0℃，热通量q"=0.11～10.90 kW·m^-2，质量流量G=147.5～443.7 kg·m^-2·s^-1的条件下，对立式和卧式螺旋管内R134a过冷流动沸腾起始点特性进行了实验研究。研究结果表明：当实验系统参数相同时，立式和卧式螺旋管内过冷沸腾起始点的热通量基本相同，但是立式螺旋管内过冷沸腾起始点壁面过热度小于卧式螺旋管；过冷沸腾起始点的热通量、壁面过热度随着过冷度和质量流量的增大而增大，但随着压力、螺旋直径的增大而减小。通过无量纲分析对实验数据进行非线性拟合，发展了适用于螺旋管过冷沸腾起始点的关联式。

热管理系统结构的合理设计是提高电池冷却性能的关键。针对圆柱形电池包，设计了热管与导热元件复合散热结构，并建立了数值仿真模型。通过实验验证了仿真模型的准确性。模拟分析了导热元件对电池模块冷却性能的影响，结果表明：加入导热元件可增大电池与热管之间的接触面积，显著提高电池模块冷却性能；导热元件与电池接触面的圆周角越大，电池与导热元件的接触面积也越大，电池模块的冷却性能越好，而当圆周角大于95°时，圆周角对电池冷却效果的影响较小；增加导热元件厚度能降低电池模块的温度，但效果不明显，建议厚度控制在4 mm以下为宜。

对空气-水两相流在内径16 mm、弯曲半径100 mm的横向U形弯头单元内向上流动时的流型进行了实验研究。利用流动可视化技术及其相应压降波动规律实现了流型的客观识别。总结了不同流型的压降波动特性并据此提出了定量识别流型的新方法。实验范围内发现了分层-搅拌流、塞状-泡状流、段塞-波形流、环状-波形流和环状弥散流等5种与水平直管和垂直直管不同的流型。相比标准偏差，压降波动的功率谱（PSD）分布能更好地反映U形弯头单元内不同流型的流态演变特征与动力学特性。PSD分布的偏度或峰度与气液表观流速比的结合可以定量客观地识别U形弯头单元内的流型，流型转变时的气液表观流速比为1和13。

为了得到加热条件下润滑油对超临界二氧化碳换热特性的影响，利用Fluent软件建立CO₂/润滑油两相混合物流动传热模型，通过改变润滑油浓度、质量通量、热通量和压力进行换热特性分析。结果表明，润滑油的存在显著削弱超临界二氧化碳的对流换热过程，随着润滑油浓度的增加，对流换热进一步恶化。当油浓度小于1%时，不影响对流传热系数的变化趋势，当油浓度超过3%，温度高于二氧化碳拟临界温度时，传热恶化程度降低。热通量的增加使得对流换热进一步恶化，提高质量通量能有效改善对流换热恶化现象。二氧化碳在润滑油中的溶解度直接影响对流换热过程，提高运行压力可增加二氧化碳在润滑油中的溶解度以降低高润滑油浓度下的传热恶化程度。

以去离子水为工质，在质量流速G为96～224 kg·m^-2·s^-1，入口过冷度为20～50℃，有效热通量为10～240 W·cm^-2的范围内，对圆形、菱形、椭圆形微肋阵通道内流动沸腾临界热通量（critical heat flux，CHF）特性进行了实验研究。临界热通量是通道出口壁面干涸造成的，而出口壁面的干涸是由于流动沸腾向通道上游的反向流动。出口壁温的剧增和两相压降的剧减标志着CHF的发生。此外研究发现质量流速、入口过冷度、微肋形状等实验参数对CHF也有着很大的影响。实验结果表明：在相同的实验工况条件下，微肋片的存在大大减小了沸腾的反向流动和流动沸腾的不稳定性，微肋阵通道的CHF比光滑微通道更高，且椭圆形微肋阵的CHF最大，菱形微肋阵次之，圆形微肋阵最小；CHF随着质量流速和入口过冷度的增大而增大，但随着出口干度的增大而减小。最后将实验数据文献中的关联式进行了比较验证，结果表明该实验数据与关联式吻合良好。

采用分离涡模型，对错位六弯叶（6PBT）搅拌槽内流场结构和宏观不稳定性（MI）进行了数值模拟。工作介质分别选用去离子水和不同质量分数的黄原胶水溶液，并将水的速度场分布与PIV实验结果进行了比较。通过采集监测点的速度时间序列，结合MATLAB软件编程，计算得到流场宏观不稳定频率的变化。结果表明：流场结构和速度矢量的计算值与PIV实验数据吻合较好，分离涡模型的计算结果可靠；提高转速，槽内假塑性流体MI频率峰值增大，脉动强度提高，当转速达到225 r·min^-1时，MI频率特征消失，频谱图呈现谱带现象，意味着流场进入混沌；流体的流变性对MI没有影响，MI现象是流体流动的共有特征。

建立无填料热源塔热泵系统实验平台，研究不同进风位置、喷嘴位置、室外空气干球温度、相对湿度、风量、溶液入口温度下无填料热源塔吸热效率的变化规律。结果表明：进风位置和喷嘴位置对热源塔的吸热效率会产生影响，下喷式无填料热源塔吸热效率高于上喷式无填料热源塔；干球温度与吸热效率无明显相关性，但干球温度升高，热源塔从空气中吸收的总热量增加；相对湿度和风量升高，吸热效率提高；溶液入口温度升高，热源塔的吸热效率明显提高。与其他参数相比，溶液入口温度对热源塔的吸热效率影响最大。

针对现有喷雾冷却计算模型的不足，以质量、动量、能量守恒方程为基础，建立喷雾冷却非沸腾区的液膜流动与传热方程，并采用数量级分析的方法对方程简化，最后运用数值方法对模型进行求解。给定液滴速度及液体温度，由模型计算液膜厚度、平均热通量与液体流出温度，与实验测试结果对照。结果显示，液膜厚度的计算结果与实验结果相差6%以内；平均热通量和液体离开待冷却表面的最终温度计算结果与实验结果相差10%以内，且超过60%的计算结果偏差小于5%。计算结果与实验结果的高度匹配证明该模型可较好地反映喷雾冷却过程的流动与换热。由模型可以获取不同位置处液膜厚度与温度，从而加深对喷雾冷却传热机理的理解。

为了探索撞击流内液滴碰撞后续发展行为，设计搭建了由激光点光源和高速数码摄像机构成的高速数码摄像系统及气液两相撞击流实验平台。利用高速数码摄像系统记录下同轴对置气液两相撞击流中液滴碰撞导致的融合聚结或二次雾化过程，通过处理记录下的液滴运动过程图像，分析了进口液滴粒径、速度、黏度以及液滴碰撞角度等对撞击流中液滴碰撞结果的影响规律。结果表明：随着进口液滴粒径和速度的无限增大，液滴碰撞后最终发生炸裂；进口液滴黏度越小、表面张力越大、Ohnesorge数越小，液滴碰撞后越容易破碎；在本实验条件下，液滴同轴同向运动发生碰撞时，液滴碰撞后全部聚结，当液滴以一定角度发生斜碰时，碰撞后发生拉伸断裂，而当液滴同轴相向运动发生碰撞时，液滴碰撞后可能发生反射分离也可能炸裂。

针对木材干燥中的不利工况，提高干燥系统的可靠性，根据两级压缩制冷循环原理，提出了低温热泵和干燥热泵的耦合应用方案。使用能量的（火用）损失模型，分别对干燥系统进行热量、干燥介质的质扩散和除湿过程的（火用）损失进行分析。在低温热泵20、22、24、26、28、30℃以及关闭低温热泵的供热情况下分别测试计算了干燥热泵压缩机的排气温度与能耗、热泵性能系数（COP）以及热力完善度，同时测得木材含水率下降1%，系统的干燥用时和能耗。结果表明：相比于关闭低温热泵，开启低温热泵后干燥热泵的排气温度最多减少了16℃，COP皆有所提高。由于主机室温度升高后，系统循环的不可逆程度增加，热力完善度随着供热温度增加逐渐降低。开启低温热泵后干燥热泵的供热量和用时比关闭低温热泵最大分别增加44%，减少46%。

有机朗肯循环（ORC）是一种利用低温余热进行发电的热电转换技术。由于热源温位低，导致其效率不高，设备投资成本高。因此，本文从降低系统成本和提高其热力性能角度出发，把分液冷凝技术运用于双压蒸发的非共沸ORC系统，利用NSGA-Ⅱ多目标算法对基本ORC（BORC），气液分离-双级蒸发ORC（DSORC），串联双级蒸发ORC（STORC）和分液冷凝-双级蒸发ORC（TLORC）四种系统的净输出功和比成本（SIC）进行优化对比。优化结果表明：在BORC系统中，多维偏好线性规划法（LINMAP）优化得出的点表明非共沸工质的净输出功分别要比纯R245fa和纯pentane高5.6%和14.0%。在DSORC系统中，LINMAP点表明非共沸工质的净输出功要比R245fa和pentane分别高1.2%和6.3%；在所研究的四种系统中，Pareto Front表明TLORC系统SIC最低，比BORC系统低5.4%，同时净输出功比BORC系统高4.86%。

对R717循环辅助过冷、R744主循环制冷压缩机排出的气体与R744过冷液直接接触冷凝的R717/R744-DCC制冷循环的热力性能进行分析，得出：R717/R744-DCC直接接触冷凝制冷循环存在最佳的R744主循环冷凝温度，并获得最优的性能系数和最低的R717冷凝器散热量。R744主循环过冷液体的过冷度增大，最优的性能系数降低，最低R717冷凝器散热量增大，对应的R744主循环冷凝温度升高，R744蒸发器的质量流量减少。与常规R717/R744复叠式制冷循环的热力性能比较，在相同的运行工况和最佳R744主循环冷凝温度下，R717/R744-DCC直接接触冷凝制冷循环最优性能系数提高了5.2%，最低R717冷凝器散热量减少了1.6%。R744主循环冷凝温度在-10～8℃范围内，R717/R744-DCC直接接触冷凝制冷循环R744蒸发器的制冷剂质量流量减少了1.75%～2.61%，R717冷凝器的制冷剂流量减少了0.51%～0.82%。

气固鼓泡床是一个流动、传热/传质和反应多尺度时空耦合的复杂系统。其中介尺度流动结构（如气泡）对于气固相间传递起着关键性的作用。为了准确描述气固流态化系统中的“三传一反”行为，需要在合理物理简化的基础上建立介尺度模型。提出了基于气泡结构的多流体反应模型，考虑了介尺度非均匀结构对于鼓泡床内气固相间反应的影响；定义了基于气泡的反应非均匀因子修正双流体（TFM）传质反应模型，从而使模型更加易用。通过鼓泡床内的臭氧催化分解反应模拟，对模型进行了初步验证，模拟结果与文献结果相符。

采用沉淀-浸渍法合成一系列Ni-Mo基双金属催化剂，在固定床反应器中对其催化活性和耐硫性能进行评价，并辅以不同的表征手段阐释其作用机理。实验结果表明，以MCM-41分子筛为载体的催化剂活性和稳定性优于以NaY、γ-Al₂O₃和拟薄水铝石（PB）为载体的催化剂；反应前后催化剂的表征结果则说明Ni-Mo分子间适宜的相互作用是决定催化剂性能的关键。MCM-41载体催化剂中适宜的Ni-Mo分子间相互作用使得此催化剂中活性组分与载体间的相互作用适中，还原后的活性金属Ni能够均匀分散在载体表面，从而提高了催化剂的耐硫稳定性和抗积炭能力。不同Ni-Mo比同样会影响Ni-Mo分子间的相互作用，通过考察确定20Ni-10Mo/MCM-41的活性和稳定性最优。

采用沉淀-水热法制备了系列不同Mg/Fe/Mn配比的MgFeMn-HTLcs类水滑石前体，经焙烧、浸渍法K改性用于CO加氢制烯烃反应。采用XRD、SEM、TG、N₂吸附-脱附、H₂-TPR、XPS等手段对催化剂进行了表征。结果表明，制备的Mg-Fe-Mn前体均具有类水滑石层状结构，Mn的添加使结晶度下降；焙烧后，Mg-Fe样品主要生成MgO，Mg-Fe-Mn样品生成Mg₂MnO₄、MgO和MgFe₂O₄物相；反应后主要为MgCO₃和FeCO₃混合物相，伴随FeO-MnO和Fe_xC_y的生成；与K/Mg-Fe样品相比，Mn的加入进一步促进了Fe的分散，使得Fe₂O₃到Fe₃O₄还原度增加，其供电子效应促使Fe电子结合能向低偏移。在CO加氢反应中，K/Mg-Fe-Mn催化剂均表现出较高的反应活性和烯烃选择性。其中，K/3Mg-1Fe-2Mn催化剂的效果较好，CH₄含量较低，O/P值达5.20，C₂⁼～C₄⁼质量分数为43.03%。

针对小直径水力旋流器，设计了不同内置挡板式的溢流管和底流管，实验研究了新型出口挡板结构对水力旋流器分离性能的影响。研究结果表明：内置挡板溢流管适用于处理量较大的工况，与传统溢流管相比，分离效率略有降低，但在高流量下其压降的降低幅度可达11.11%，挡板宜采用相对较窄、较短、三块120°间隔设计方式；底流管内置挡板采用十字交叉结构可稳定内旋流，使分离效率最大可提高5.96%；新型内置挡板的溢流口与底流口相耦合，可同时实现提高分离效率和降低压降的目标。此外，在相同情况下，发现溢流管内置挡板可消除水力旋流器内部的“空气柱”，据此推断“空气柱”并非由内部空气形成，而是其内部负压中心形成的某种湍流程度较高的强制旋流涡。

提出了一种带两股循环的三塔变压精馏结构用于分离乙醇（C₂H₅OH）/乙酸乙酯（C₄H₈O₂-3）/2-丁酮（C₄H₈O-3）三元混合物。由该三元混合物的剩余曲线图（RCM）可知，在大气压下该混合物的每一对组元均形成二元最低共沸物，且乙醇/乙酸乙酯二元共沸物组成随压力变化敏感。三个最低共沸物的同时存在形成了精馏边界线夹紧点现象，而通常压力下的精馏塔无法跨越，以至于传统变压精馏无法应用。通过对精馏塔压力的最优化克服了这一困难，提出了新的分离流程，并对过程进行严格稳态模拟。针对初分塔（T1）塔压不同的6种流程，采用序贯迭代法对各塔的塔板数、进料板位置、回流比等参数进行了优化。通过对比6种流程的经济评价和比较，得到了T1塔的最优压力，并经过能量集成使得过程的年度总费用降低了14.88%。

将榴莲壳碳化制备生物炭（BC），与硅钙渣混合作复合载体，在其表面浸渍负载五乙烯六胺（PEHA），并加入含水分的脱硫石膏（FGDG），得到胺功能化的含水CO₂固体吸附剂，与不含脱硫石膏的吸附剂相比吸附活性明显改善。通过FT-IR、TGA、SEM及N₂吸脱附等手段对吸附剂进行了表征，并在固定床反应器中考察了吸附剂脱硫石膏含量、吸附温度和CO₂浓度对吸附性能的影响。结果表明，脱硫石膏中水的存在改变了氨基与CO₂的相互作用机理。当脱硫石膏含量为30%、吸附温度为85℃时，CO₂最大吸附量为2.33 mmol/g。经12次循环再生后吸附量仅下降了4.2%，表现出良好的吸附稳定性。Clausius-Clapeyron方程计算的等量吸附热介于物理与化学吸附热之间，说明吸附过程中物理与化学作用同时进行。用多个动力学模型对实验数据进行拟合，pseudo-first-order与pseudo-second-order模型均不能准确拟合实验数据，而Avrami模型可较好地拟合整个吸附过程，进一步验证BC/SCS-PEHA-30% FGDG的CO₂吸附过程并非单纯的物理或化学吸附，而是两者同时发生。

为了探究相变现象对密封性能的影响规律，通过联立N-S方程与质量输运方程，建立了液膜密封相变模型，使用有限体积法对控制方程进行离散，对双列螺旋槽液膜密封相变现象进行了仿真模拟，获得了液膜流线及相态分布并分析了结构参数对相变区域与密封性能的影响。结果表明：液膜发生相变后物性参数发生变化，密封间隙内流场与端面压力分布发生明显改变。内侧螺旋槽可以提供稳定的开启力并保证密封端面处于较好的润滑状态，但同时导致密封泄漏增加。通过减小外侧螺旋槽槽面宽比、槽台宽比、螺旋角、槽深或增大外侧螺旋槽槽数均可降低密封泄漏量，提升密封性能。

为了考察磁处理与缓蚀剂2-巯基苯并噻唑（MBT）是否具有协同缓蚀作用，采用腐蚀失重法，测试了恒磁场、交变磁场、缓蚀剂MBT以及磁处理与MBT结合作用下紫铜挂片的腐蚀速率，并通过SEM、XRD、ATR-FTIR等分析方法研究了缓蚀作用机理。研究结果表明恒磁场缓蚀作用较小，而交变磁场具有一定缓蚀作用，其缓蚀机理是生成致密氧化物膜覆盖在金属表面。交变磁场能够降低水分子的极性，给水分子以能量和活性，从而增加了有机缓蚀剂MBT在水中的溶解度，在铜片上吸附的MBT量也相应增加了，因此，交变磁场与MBT具有协同缓蚀作用。达到同等缓蚀效能，协同作用可使得MBT用量减少60%。由于MBT是溶解在氢氧化钠溶液中，用量少则引入的碱含量随之降低，客观上降低了发电机内冷液的电导率。

L-赖氨酸经过氨解反应合成一种改性聚天冬氨酸衍生物（Lys-PASP），用FTIR红外谱图证明了Lys-PASP分子中同时含有羧基和酰胺基等基团。扫描电子显微镜（SEM）的分析结果可知：Lys-PASP的加入使溶液中CaCO₃和CaSO₄的钙垢晶体的生长过程和形态发生变化，使得钙垢疏松、细小，抑制了它们长成致密结构的钙垢，从而达到很好的阻垢效果；Lys-PASP的加入使钙垢晶型变化，减缓了试片表面点蚀的发生；另外通过化学和物理的吸附作用在试片表面形成一层吸附膜而达到较好的缓蚀效果。探讨了Lys-PASP接枝聚合物对CaCO₃和CaSO₄垢的阻垢能力与Lys-PASP的投加量、Ca²⁺的浓度和测试体系的温度之间的密切联系。当Lys-PASP的投加量为10 mg·L^-1时，对CaCO₃的阻垢率为98.7%，对CaSO₄阻垢率接近于100%，而在温度达到80℃、Ca²⁺分别达到500 mg·L^-1和7000 mg·L^-1的浓度时，Lys-PASP也表现出很好的阻垢效果。另外，用失重法研究了当Lys-PASP和PASP均为150 mg·L^-1时，Lys-PASP的缓蚀率比PASP高13%；用摇床实验法证明了Lys-PASP属于易生物降解的物质。

利用热重分析仪（TG）、气相色谱-质谱联用仪（GC/MS）与固定床反应器，考察了微藻、核桃壳及混合物主要热解阶段的需热量特性，以及混合比、温度、催化剂种类对二者混合热解制备芳烃的影响规律。结果表明：在不同升温速率下，核桃壳热解在180～270℃和380～485℃处存在两个吸热峰，整体表现为吸热效应（378.56～596.45 kJ·kg^-1）；微藻热解在280～450℃处存在一个放热峰，整体表现为放热效应（-814.76～-1191.52 kJ·kg^-1）。微藻/核桃壳热解呈现较低的放热效应（-99.05～-158.04 kJ·kg^-1），表明二者混合热解可以实现一定程度的热量耦合。微藻/核桃壳热解在制备芳烃上表现出明显的协同效应，且芳烃相对含量在600℃、混合比1：1下达到最大值，为20.51%；加入Cu/HZSM-5可进一步提高混合热解的芳烃相对含量，达到35.74%。为微藻与核桃壳的高值化利用提供了新思路。

采用自制恒温热重实验装置，测试了石灰石同时煅烧硫化反应的煅烧动力学特性和颗粒孔结构演变特性，探讨了孔结构演变机理。当煅烧环境中存在SO₂时，石灰石颗粒煅烧的同时发生硫化反应。煅烧环境中SO₂的存在降低了石灰石煅烧速率。与纯煅烧相比，同时煅烧硫化反应的比表面积和比孔容增长均较慢，比表面积和比孔容分布曲线均较低，且在反应后期直径2～8 nm内小孔的比表面积和比孔容随时间降低。提出了描述石灰石同时煅烧硫化反应过程中微观孔结构演变的模型：石灰石颗粒的煅烧由颗粒的表面向内进行，在煅烧前期（0～75 s），少量CaSO₄在CaO表面生成，小部分孔隙被CaSO₄堵塞，CaSO₄对煅烧速率和孔结构的影响较小；在煅烧中期（75～225 s），CaSO₄厚度和覆盖面积不断增加，堵塞孔体积增加，CO₂的扩散阻力增加，导致石灰石的煅烧速率下降；煅烧后期（225～300 s），由于CaSO₄的不断积累，孔隙堵塞加剧，且堵塞主要发生在小孔上。对煅烧过程堵塞孔体积的计算表明，在煅烧前期和中期孔堵塞现象已经发生，在反应后期孔堵塞体积快速增加。

在3台配备了炉内脱硫+静电除尘器（ESP）/布袋除尘器（FF）+湿法脱硫装置（WFGD）的410 t·h^-1循环流化床（CFB）锅炉进行了硫污染物排放特性研究。在3个测点采用US EPA Method 8对烟气中不同形态硫污染物进行了平行取样，并同时采集了相应工况下入炉燃料、石灰石、底渣、飞灰、石膏和废水等，考察了污染物控制装置对硫污染物的影响以及硫在电厂的迁移和分布特性。结果表明，锅炉出口烟气中硫主要以颗粒态硫和SO₂的形式存在，占比分别为48.94%～55.05%和44.14%～49.07%。ESP和FF能高效脱除颗粒态硫，脱除效率均达95%以上；WFGD对SO₃/硫酸雾、颗粒态硫的脱除效率分别达62.66%～67.82%和53.06%～60.89%。燃料中硫经过燃烧和污染物控制装置脱除之后绝大部分迁移至灰渣（底渣+飞灰）和湿法脱硫产物（石膏+废水）中，分别占硫总输出的56.79%～70.12%和29.25%～41.70%，只有0.63%～1.51%的硫排放到大气环境中。

在公斤级回转窑中研究了共热解过程不同液化残渣与褐煤质量配比及粒度配比因素对抑制褐煤粉化效果的影响。结果表明：550℃共热解条件下，随液化残渣的添加比例由10%升至40%，共热解半焦的粉化率β由7.55%降至1.98%，造粒率λ由2.73%升至4.90%，液化残渣添加量的提升有效促进了对粉化的抑制及混合造粒；3～1 mm液化残渣与3～1 mm褐煤的共热解半焦β为2.82%，较与6～3/13～6/25～13 mm褐煤颗粒热解后的产物粉化率均低，而λ则达到24.99%，远高于其他粒度配比下的产物造粒率。灰色关联分析显示，粒度配比因素对β和λ的影响权重均大于质量配比因素。结合分析上述配比因素影响粉化抑制作用的内在诱因（强化粘连捕集颗粒行为，促进孔隙充填补强作用，颗粒穿层行为影响），形成了回转窑热解过程配比因素对抑制褐煤粉化的影响过程模型。

考察了过硫酸盐（PS）强化零价铁（ZVI）对水中硝基苯去除的性能。结果表明在单纯利用ZVI还原去除硝基苯过程中，初始pH 3.0时初期去除硝基苯速率较快，初始pH 4.0～7.0时随pH的升高反应速率减慢，而ZVI投量的增加对去除速率有较大提升作用。向体系中投加PS能显著促进零价铁去除硝基苯的速率，在达到相同去除效果的情况下，外加PS的成本远远小于提升ZVI投量所引起的成本增加。综合固体产物的XRD表征得知，PS提高ZVI去除硝基苯的效果主要是通过促进ZVI的腐蚀和改变ZVI腐蚀产物的种类来实现。通过FTIR表征可知，外加PS仅对硝基苯去除过程起加速作用，而不改变其还原路径。GC-MS的结果则验证了硝基苯被ZVI/ZVI-PS降解的主要产物为苯胺。

采用单热电偶在线观察系统（SHTT）、图像分析程序等研究等温过程中温度和连续冷却过程中冷却速率对于人工配制灰渣结晶行为的影响，通过计算结晶动力学参数分析其析晶机理，并采用FactSage软件预测晶体类型。实验结果表明，等温过程中，温度降低，结晶所需时间先减小后增大，晶体尺寸减小，结晶比例先增大再稳定最后减小，不同温度区间生成晶体类型不同，导致结晶比例在某些温度出现较大的变化。连续冷却过程中，冷却速率增大，初始结晶温度降低，晶体由块状向颗粒状转变，结晶比例先稳定后减小，由于析出的晶体类型不同，结晶比例出现多个稳定区间，达到临界冷却速率后熔渣全部凝固为玻璃态，无晶体析出。由DSC得到的熔渣结晶放热曲线与SHTT得到的结果吻合较好。

热解作为一种生物质能源利用技术，有望为草浆黑液的碱回收提供新途径。利用10 kg·h^-1搅拌热解实验装置对麦草浆黑液开展了研究，分析热解半焦浸取与燃烧熔融物溶解两种绿液制备方式在总碱回收及硅元素分布方面的差异。结果表明：热解浸取法所获得绿液中包括碳酸钠和硅酸钠在内的总碱量与燃烧溶解法相比基本相等或稍高；浸取完成后有30%～40%的硅元素未溶入绿液而留存于固相即炭粉之中，主要赋存形态为Al、Ca、Fe和Mn等非过程元素的复合硅酸盐；由于数量可观的硅元素留存于固相，因此热解浸取法相比燃烧溶解法绿液硅含量较低，也因此碳酸钠与硅酸钠之比较高。热解浸取法的硅元素分布特性有利于后续的石灰苛化操作。

利用激波管与CHEMKIN软件研究了不同初始条件下乙烷和丙烷的掺混对甲烷着火延迟时间的影响规律，并从化学动力学角度分析了掺混乙烷和丙烷对甲烷着火延迟时间造成影响的原因。实验与模拟研究表明乙烷和丙烷的掺混会造成甲烷着火延迟时间的大幅度缩短，但随着温度的升高，其对甲烷着火延迟时间的影响逐渐变小。通过敏感性分析发现无论是甲烷/乙烷混合燃料还是甲烷/丙烷混合燃料，对着火促进最大的基元反应都是H+O₂=O+OH（R1），在甲烷/乙烷和甲烷/丙烷混合燃料的着火反应中对着火抑制最大的两个基元反应是CH₄+H=CH₃+H₂（R128）和CH₄+OH=CH₃+H₂O（R129）。通过路径分析发现在甲烷/乙烷与甲烷/丙烷混合燃料中，随着混合燃料中乙烷与丙烷比例的增加，甲烷的主要反应路径基本不发生变化，主要影响了CH₃的消耗速率。

使用工业分析、元素分析、固体核磁（¹³C NMR）、X射线光电子能谱（XPS）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）对宁东红石湾（HSW）煤样进行表征，获得煤样中元素赋存的种类、价态、化学键环境等物质微观结构的关键参数。结果表明HSW煤结构以芳香族为主，占75.96%，桥接芳碳与周碳比为0.315，可知其结构中以萘为主，苯和蒽为辅。氧原子主要以醚氧基（C—O）、羰基（C=O）和羧基（—COO）的形式存在，其中C—O占53.57%。氮原子以吡啶和吡咯的形式存在。苯环的连接方式以三、四取代为主，分别占47.77%、32.97%，脂肪族中环烷烃或脂肪烃—CH₃占优势。确定HSW煤的分子式为C₂₂₁H₁₄₈O₂₈N₂，分子量为3142.32。在此基础上结合计算机辅助实现了二维和三维大分子模型构筑。应用量子化学计算对HSW煤大分子模型进行了优化及核磁共振、红外光谱模拟，验证了所建模型的合理性。最终实现了HSW煤的微观分子结构的实验与量子化学描述。

采用共沉淀-光还原法制备了系列Ag@AgCl-BiOCl可见光催化剂，利用N₂吸附-脱附、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、紫外-可见漫反射光谱（DRS）、X射线光电子能谱（XPS）和电子自旋共振（ESR）等技术对光催化剂进行物化结构表征，在湿法脱汞装置上考察了荧光灯辐照下AgCl负载量、溶液pH、反应温度、SO₂和NO对单质汞（Hg⁰）脱除性能的影响。结果表明，在荧光灯辐照下，当Ag/Bi物质的量比为0.2时，光催化剂的脱汞效率最高。随着pH和反应温度的升高，脱汞效率逐渐降低。与SO₂相比，NO对脱汞效率的影响较大。在光催化氧化脱汞过程中，阴离子超氧自由基（^·O₂^-）、空穴（h⁺）、羟基自由基（^·OH）和氯自由基（^·Cl）等均可能发挥作用，但^·O₂^–作用较大。

针对热源塔热泵系统冬季运行时存在的溶液稀释问题，提出了一种基于真空沸腾冷凝的新型热源塔溶液再生系统，并构建了相应的实验台。实验测试结果表明：随着溶液浓度的增加，溶液再生速率和再生效率存在先增加后降低的趋势，在乙二醇质量浓度为26%时达到最大；系统真空压力的增加可以极大提高溶液再生效率和再生速率，但其运行可靠性受到影响；进口溶液温度在36℃且电加热出口阀门开启时间为12 s时存在溶液再生效率的最大值。该溶液浓缩装置正常运行时溶液再生效率可达到3.40 kg/（kW·h）以上，溶液再生速率可达到550 kg/d，与传统的溶液再生相比，具有很好的节能性。

提出了一种应用钙基脱硫剂脱除冶炼烟道气中高浓度SO₂并回收硫单质的方法。通过热力学模拟多种硫化物与SO₂之间的反应，筛选得出硫化钙（CaS）适合作为化学链脱硫技术的脱硫剂，它在400～650℃范围内可将SO₂还原为单质硫，生成的固相产物为CaSO₄而非CaO。通过固定床反应器内的脱硫实验，发现温度对脱硫率和硫单质回收率影响较大。在400～650℃范围内温度越高，脱硫率和硫单质回收率越大；当温度高于600℃时，脱硫率和硫单质回收率基本相等。提高空速，则会降低脱硫率和硫单质回收率，但两者的差值随空速增大逐渐减小。当烟气中SO₂浓度小于1%时，脱硫率维持在99.8%基本不变；SO₂浓度升至3.45%后，平均脱硫率急剧下降至92.1%；SO₂浓度越高，平均脱硫率越低。硫单质回收率随SO₂浓度增大存在一最佳范围。在脱硫反应后期，粒径较大的脱硫剂颗粒脱硫性能较低。SEM照片表明了脱硫剂颗粒随反应温度的升高团聚现象更为明显，XRD表征证明了反应中SO₂气体被还原为升华硫颗粒。

微生物燃料电池（MFC）以产电和代谢的方式利用系统能量实现有机物降解。针对运行过程中能量的不同分配需求，以pH、有机负荷、溶解氧、电导率和外电阻为工艺因子，采用正交实验方法优选最佳工艺条件，从而实现MFC能量流调控的目的。研究表明：在实验工况下，最高产电能量转化效率和生物代谢能量利用效率分别为8.74%和66.03%，负荷和外电阻对产电能量转化效率有显著影响，负荷和pH对能量利用效率有显著影响，系统能量主要以生物代谢方式被利用。由此可见，在同等负荷条件下，若将MFC作为电转化单元时应主要控制其外电阻，若需提高MFC的有机物降解能力时pH则是首要控制因素。

H₂O₂利用率低是Fe （Ⅱ）/H₂O₂氧化体系应用的瓶颈，自由基无效消耗是H₂O₂利用率低的主要原因之一。本文以烟气中NO氧化为技术背景，实验研究了Fe （Ⅱ）/H₂O₂体系内H₂O₂及各种自由基在氧化NO中的作用及自由基无效消耗路径。结果表明：H₂O₂直接氧化NO能力很弱；虽然·OH及HO₂·均可以氧化NO，但·OH的氧化作用大于HO₂·。氧化NO同时，绝大多数·OH及HO₂·通过两者的快速复合反应而无效消耗，严重影响了H₂O₂利用率。因此，使用Fe （Ⅱ）/H₂O₂体系降解污染物过程中，应尽量避免·OH及HO₂·两种自由基同时大量存在。

均相条件下，通过环氧氯丙烷将聚乙烯亚胺（PEI）接枝于甲壳素（CT）分子上，制备CT基Cr （Ⅵ）生物吸附剂（CTP）。采用FT-IR、XRD、SEM、EDS和Zeta电位表征CTP的结构与形貌。考察了溶液的pH、吸附时间、Cr （Ⅵ）的初始浓度、处理温度和共存离子对吸附的影响。结果表明，PEI与CT质量比为4：1的条件下所制备的CTP₄，在pH为2.0和温度为25℃的条件下，根据Langmuir模型计算的最大吸附量为330.4 mg·g^–1；吸附过程经过约60 min达到平衡，符合准二级动力学模型，是一个自发、吸热的过程；CTP₄可重复使用，经过6次吸附-解吸循环后，其吸附量保持初次吸附量的89.5%。

以聚丙烯腈纤维（PANF）为基体与盐酸羟胺反应制得偕胺肟基改性纤维（AO-PANF），并通过扫描电镜、红外光谱和批次吸附，探究了AO-PANF对高氟高氯含铀废水中铀的螯合行为。结果表明，偕胺肟化反应将PANF中的氰基成功转化为偕胺肟基团，转化率随盐酸羟胺浓度增加而增大，氰基转化率为22.34%时，AO-PANF对铀的吸附量最大。随废水pH增加，AO-PANF对铀的吸附量先增大后减小，pH为5时，其值最大。F^-和Cl^-浓度变化对AO-PANF的吸附量影响较小。当处理100 ml铀初始浓度为100 mg·L^-1，pH为5的废水，温度为45℃，吸附剂投加量为0.40 g时，转化率为22.34%的AO-PANF对铀的吸附量为19.53 mg·g^-1，3 h左右吸附达到平衡。AO-PANF通过偕胺肟基团中—NH₂与废水中UO₂F₄^2-螯合实现对铀的吸附。该吸附过程符合Freundlich等温吸附模型和准二级动力学方程。研究表明AO-PANF可以有效地螯合高氟高氯含铀废水中的铀，具有良好的应用前景。

以3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）、水杨醛和锌离子为改性剂，通过共缩聚法合成席夫碱锌配合物改性MCM-41（Zn-MCM-41），并以毒死蜱为模型药物，制备了毒死蜱/席夫碱锌配合物改性MCM-41缓释体系。利用XRD、N₂吸附-脱附、FTIR、DSC和XPS对MCM-41、氨基改性MCM-41（NH₂-MCM-41）、水杨醛席夫碱改性MCM-41（SA-MCM-41）的结构、毒死蜱的分布形态和Zn-MCM-41的配位情况进行了表征，考察了MCM-41在改性前后对毒死蜱的吸附量，并着重探究了其对毒死蜱的吸附动力学、吸附热力学以及缓释性能。结果表明，APTES和水杨醛席夫碱改性后的MCM-41仍具有较为有序的介孔结构。MCM-41对毒死蜱的吸附量为54 mg·g^-1，Zn-MCM-41的吸附量为186 mg·g^-1，相对于MCM-41，其吸附量增加了244%。改性前后的MCM-41对毒死蜱的吸附动力学和吸附热力学分别符合准一级动力学模型和Freundlich模型。毒死蜱/席夫碱锌配合物改性MCM-41缓释体系的释药行为可用Riger-Peppas动力学模型来描述，其药物释放由Fick扩散控制。

通过自由基聚合合成了四种基于乙烯基对苯二甲酸类甲壳型液晶高分子（PBPCS，PMPCS，PDCHVT，PbiPCS）。TGA和DMA表征结果表明，这四种甲壳型液晶高分子均具有较好的热稳定性，其侧基末端基团刚性越大，相对应的片材在30～80℃温度区间刚性越大。形状记忆弯角回复测试表明：四种聚合物热压成型的片材都具有很好的形状记忆固定率，均接近100%。形状记忆回复效果与聚合物侧基的末端基团有关，侧基末端基团分别为对丁氧基苯基和环己基（对应聚合物分别为PBPCS和PDCHVT）时，片材显示出较好的形状记忆性能，形状记忆回复率分别为87%和100%。将PDCHVT通过熔融纺丝制成纤维，采用形状记忆循环DMA测试表征其形状记忆性能，结果表明PDCHVT纤维具有稳定的优异的形状记忆性能。

以凹凸棒为载体，四氯化钛为钛源，通过溶胶-凝胶法结合超临界干燥法制备TiO₂/凹凸棒复合光催化材料。采用XRD、SEM、TEM、BET、XPS等方法对材料的结构、形貌及催化性能进行表征。研究结果表明：超临界干燥可增大复合材料的比表面积，抑制TiO₂发生晶型转变。凹凸棒吸附特性良好，增加了材料表面的活性位点，显著提高催化剂的光催化活性。不同煅烧温度下的TiO₂均为锐钛矿型，粒径约为20 nm，呈不规则短棒状，成功负载于凹凸棒上。在400℃煅烧2 h条件下，催化剂3 h后对亚甲基蓝的降解率可达98.4%。

通过脱醇法在凹凸棒土（ATP）表面接枝γ-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）实现氨基化（ATP-APTES），再经酰胺化反应接枝α-溴代异丁酰溴，从而在ATP表面固载ATRP引发基团（ATP-Br）；最后以2，2-偶氮二异丁腈（AIBN）和ATP-Br为双组分引发体系进行正反向同时引发原子转移自由基聚合（SR&NI ATRP）制备ATP接枝聚苯乙烯杂化粒子（ATP@PS）。结果表明AIBN结合ATP-Br引发体系进行SR&NI ATRP具有活性/可控聚合的特征，随催化剂用量增大，体系过早偏离一级动力学行为。聚合温度在80℃，投料比为单体/催化剂/AIBN/ATP-Br=200/0.3/0.05/0.5的条件下，接枝聚合物和游离聚合物分子量差异随转化率（c）增大逐渐增加，转化率为31.1%时，两者分子量分布（PDI）均保持在1.54以下，ATP-Br表面ATRP引发基团的引发效率为6.3%。杂化粒子在PS基体中分散得到明显改善。

通过RAFT聚合，制备了低分子量的聚乙烯基苯磺酸钠（PSS）；其次以低分子量的聚乙烯基苯磺酸钠为模板制备了聚3，4-二氧乙烯噻吩（PEDOT）：聚乙烯基苯磺酸钠（PSS）水分散体，研究了作为模板的聚乙烯基苯磺酸钠的不同分子量对PEDOT：PSS水分散体结构和性能的影响。结果显示：通过核磁氢谱（¹H NMR）表征，证明成功制备了分子量为3900，4900，9600和18300的聚乙烯基苯磺酸钠。用荧光探针法发现低分子量PSS在水中能形成胶束，临界胶束浓度在10^-6g·ml^-1左右。用四探针表面电阻测试发现，低分子量PSS为模板可明显提高PEDOT薄膜的导电性，最大提高了近3倍。用紫外可见分光光度计（UV）研究发现，以低分子量PSS为模板使PEDOT的透明性有一定的下降，这主要是由于RAFT试剂部分和PEDOT：PSS的相分离造成的。热稳定性的测试表明，低分子量PSS为模板对PEDOT的热稳定性没有明显的影响。

采用过滤涂敷法将多壁碳纳米管（MWCNTs）负载于氧化铝微滤（MF）膜表面，构建了一种新型复合膜。通过系统考察碳管投加量、外形尺寸对表面碳层结构的影响，建立了其与复合膜分离性能的响应关系，为传统MF膜的改进提供了重要参考。结果表明，借助高分子表面活性剂和超声波辅助技术，可以实现碳管在水溶液中的充分分散，这有利于在膜表面形成相对均匀的碳负载层。对于同类型碳管而言，增大负载量对碳层孔径分布和过滤比阻（r_c）的影响较小。相比之下，使用低长径比（L/D）的碳管可以有效压缩负载碳层中的孔隙尺寸，导致复合膜渗透率降低。而高L/D比碳管在膜表面形成了高度缠绕的蓬松结构，对应的r_c值最小。利用负载碳层的吸附作用，复合膜对小分子富里酸（FA）的截留能力与碳管负载量和比表面积呈现正相关，同时，碳层结构的致密程度也是影响FA截留率的重要因素。

为研究障碍物位置和油气浓度对油气爆炸特性影响，选取1.3%（低）、1.7%（危险浓度）和2.1%（高）三种初始浓度，进行了多工况油气泄压爆炸对比实验，主要结果为：（1）泄压爆炸超压曲线存在三个典型峰值，其中，泄压峰值p_v大小与障碍物位置无关，负压峰值p_neg的最大绝对值在障碍物与点火头的无量纲距离L_i/L=0.4取得；最大超压峰值p_max最大值在L_i/L=0.4取得（1.7%和2.1%工况），而1.3%工况在L_i/L=0.6取得；（2）平均升压速率（dp/dt）_ave、爆炸威力指数E_max、最大升压速率（dp/dt）_max和最大爆炸指数K_max的最大值均在L_i/L=0.4取得；（3）在传播初期，火焰呈现较规则的“指尖形”形状，受障碍物扰动后，火焰锋面产生不规则变形，并在管道外部形成“蘑菇状”火焰，当L_i/L=0.2时，“蘑菇状”火焰最明显；（4）最大火焰传播速度S_fmax在L_i/L=0.2取得，并随着L_i/L从0.2升至0.8时，单调递减。上述观测结果表明，障碍物位置和油气浓度对内置障碍物管道中油气爆炸特征参数均具有影响。