化学工业生产过程中涉及众多液-液非均相反应体系，因其反应过程发生于两相界面，反应效果通常取决于相间传质效率及混合程度。由于大多数液-液非均相反应过程复杂，所用反应器的传质和混合性能对反应过程有很大影响。近年来，可通过强化液-液非均相反应进而提升产品质量，液-液非均相反应器的研发备受关注。综述了用于液-液非均相反应体系的传统反应器及过程强化反应器的研究进展，通过对比传统反应器及过程强化反应器的特性，总结了各类反应器的适用范围和优化策略，提出了采用过程强化技术助力液-液非均相反应安全性提升的可行途径。

采用硫化物电解质的全固态锂电池被视作解决传统液态锂电池安全问题与能量密度提升的最有效方案。正极材料作为锂电池的主要组成部分之一，很大程度上决定着全固态锂电池的基本性能。镍钴锰酸锂（NCM）三元体系正极材料因具备能量密度较高和成本较低的优点，以及与硫化物电解质的可兼容性而受到广泛关注。然而，NCM三元材料存在安全性低、循环稳定性差等缺点，与硫化物电解质接触界面仍存在许多问题亟待解决。因此，分析和研究NCM三元正极材料的结构组成和界面优化，对于提高全固态锂电池稳定性和安全性具有重要的意义。聚焦于当前主流三元正极材料以及与硫化物固态电解质界面问题的匹配性研究，阐述了NCM三元正极材料在全固态锂电池应用中所面临的挑战、解决策略和发展机遇，并对NCM三元正极的进一步发展和应用提出展望。

聚乳酸(PLA)是当前人工合成的生物可降解材料中商业化程度最高的一类，具有良好的力学性能和优异的生物相容性。由于亚锡类催化剂具有催化活性高、价格低且不易发生消旋反应等优点，被广泛应用于PLA的工业化生产。虽然亚锡类催化剂的用量较少，但催化剂的微量残留仍会促进PLA制品的热降解，极大地影响制品的性能和使用寿命。首先综述了亚锡类催化剂促进PLA热降解的机制，而后从亚锡离子的螯合、亚锡离子的氧化和链端基改性3个方面出发，详细总结了提高PLA热稳定性的研究进展，以期为扩大PLA产品的应用范围和延长PLA产品的使用寿命提供指导。

卧式捏合反应器具有大的反应体积，优异的混合性能、表面更新性能、传热性能和自清洁性能，因而在本体聚合、缩合聚合和聚合物脱挥等领域具有广阔的应用前景。综述了几种捏合反应器及其搅拌特性研究，以及在聚合工业中的应用研究，指出捏合反应器具有非常复杂的几何结构，实验测量技术具有很大的局限性，计算流体力学（CFD）模拟为主要的研究方法；进一步指出具有自清洁特性的捏合反应器是聚合物搅拌设备开发的主要方向，高效、集约化、绿色、环保的先进工艺与装置是促进我国聚合工业发展的关键。

工质准确的热物理性质是工业工艺计算及设备使用优化的基础，然而空气黏度在温度190 K以下的数据匮乏，影响了工业应用的工程设计、流程优化。采用低温振动弦法黏度计实验系统，在温度范围85~190 K、压力范围0.2~5 MPa的条件下对气态、液态、超临界态高纯空气开展了黏度测量实验研究，黏度实验测量结果的标准不确定度为2.64%。本文工作可为液态空气工业应用的相关技术优化设计提供基础数据支撑。

油气开发的井流物多以油气水混相形式存在。对于酸性油气田，还常伴有硫化氢或二氧化碳等酸性气体。为了避免水合物生成堵塞管道，加注醇类防冻剂是常用的方法。因而油气田井流物易于呈现含酸、含醇的多相烃水混输状态。含酸/醇烃水体系相平衡的准确计算，是预测其物性特征的基础，也是支持该复杂体系多相混输流动仿真的关键。但目前被广泛应用的基于经典立方型状态方程计算油气水体系相平衡的方法，存在对液烃及水相分布预测准确性不高的问题。为此，引入稳定性分析的方法，构建适用于含酸/醇烃水体系的稳定性检验方式，结合SRK-HV状态方程，建立了耦合稳定性分析的含酸/醇烃水多相多组分相平衡计算模型及算法。经多角度验证，本研究所提模型具有较高的准确性与稳定性。

采用Euler-Euler双流体模型对安装不同数量的水平多孔板的鼓泡塔内气液两相流动及传质特性进行数值模拟研究，并探究了不同表观气速条件对鼓泡塔内气含率、气泡直径分布和气液传质系数的影响。结果表明，不同数量的多孔板和不同位置的多孔板都会影响气含率的分布；随着多孔板的数目增加，鼓泡塔液相上方区域的气含率增加，但影响区域有限；安装多孔板后，鼓泡塔内径向位置的平均气含率变化明显，出现“M”形状的分布。不同表观气速下，未安装多孔板的鼓泡塔内直径为1~2 mm的微小气泡占比超过30%；安装多孔板后，微小气泡占比明显增加；气液传质系数在中心区域(径向无量纲为-0.5~0.5)较为平缓，波动不大。最后将模拟计算得到的气液体积传质系数与Akita的关联式计算值进行比较，本文计算结果略高。

混合澄清槽是重要的萃取分离设备，采用计算流体力学（CFD）方法研究了一种新型轴流泵式混合澄清槽内流体流动与剪切力，确定了搅拌桨型对混合室内的平均剪切速率、剪切速率空间分布、剪切速率概率分布的影响，结果表明：与传统泵轮式混合室相比，轴流泵式混合室内锥形泵及双桨叶的搭配可以大幅提高混合室的抽吸力与剪切力，搭配六叶半闭式涡轮桨后抽吸力可提升87%，混合室平均剪切速率提升90%，同时轴流泵式混合室内剪切力的分布更加均匀。

换热器结构拓扑优化可将传热强化设计问题转化为数学优化问题进行求解，对于设计新颖高效换热器具有重要价值。然而，拓扑优化数学模型难以直接解释优化结果的几何特征及相应强化机理。以传热量为目标，对微通道换热器进行拓扑优化设计，研究了不同参数对换热器强化结构特征和换热器性能的影响。结果表明，拓扑优化换热器的通道结构呈现多级分叉构型，分叉的数量随着入口Reynolds数、翅片传热效率和流体Prandtl数的增大而增多。在此基础上，采用耗散和边界层理论分析了拓扑优化分叉通道与流体边界层厚度的内在联系，为换热器结构强化设计提供了新的思路。

搅拌器内两相混合是化工生产中常见的现象，电容层析成像(ECT)技术主要对两相分布进行可视化重构，以达到监测的目的。受稀疏贝叶斯学习的启发，提出了一种非凸与不可分离正则化(NNR)算法重建ECT图像。在稀疏先验的基础上引入矩阵低秩特性，采用最大后验估计在潜在空间中提出一个新的优化问题，利用对偶变量将潜在空间的目标函数映射到原始空间进行迭代求解，用来恢复同时稀疏与低秩的矩阵。与凸近似L¹范数相比，NNR算法可获得更准确的重建图像，同时比非凸可分离方法更容易收敛到全局最优解。为验证NNR算法的重建效果，通过数值仿真与静态实验的方法分别与其他5种算法进行重建对比。结果表明：NNR算法可以有效减少重建伪影，提升中心物体的重建质量，为搅拌器内两相分布提供了高质量的重建算法。

在气液两相流的测量中，流型的准确识别是压降、换热等热工参数测量的基础。传统的两相流方法由于试验条件和数据的局限性使得在不同工况下的适用性有限。人工智能算法可以同时兼顾效率和精度，但特征提取方法仍是识别的难点。流型的准确识别对于解释数据，改进模型，以及提高应用效果方面具有重要意义。因此提出了一种基于卷积自编码器的无监督学习的特征提取方法，将特征提取后分别输入到随机森林，支持向量机以及前馈神经网络分类器中进行分类。实验结果表明，对四种流型的识别精度都达到了99%以上，说明卷积自编码器特征提取方法能显著地提高分类算法的准确率，对不同的分类器具有很好的兼容性，也为今后流型识别的特征提取方法提供了帮助。

三角形转子作用下的腔内混合行为代表了典型的混合问题，具有广泛的工程应用潜力。为进一步改善分布混合，提出了增加转子边长、转子形状摄动变形以及改变转子拓扑结构等三种强化混合的方法。考虑转子运动的周期性，采用有限元叠加网格技术，建立了不同转子作用下的高黏度流体流动的数值模拟模型，求解得到瞬态速度场。采用自行开发的具有4阶精度的Runge-Kutta代码开展流体混合动力学研究。借助拉格朗日相干结构、示踪剂界面拉伸以及Poincaré 截面等对搅拌腔内的分布混合行为进行表征。当转子边长为40 mm时，腔内出现围绕左右转子的两个独立的Komogorov-Arnold-Moser （KAM）岛；当边长增加到45 mm时，腔内的混合机理发生了改变，KAM岛演变为1个，并且沿着联通双环准周期轨道扫掠左右腔，提升分布混合的效果最好。相比改变转子形状，改变拓扑结构更有利于提升分布混合，而且功率消耗更低，但混合机理与转子边长40 mm时相同。

为实现二硝基甲苯（DNT）的安全高效生产，采用微反应技术，以甲苯为原料、硝硫混酸为硝化剂，研究了甲苯连续二硝化反应过程基本规律。提高反应温度、增大硝酸与甲苯的摩尔比、降低混酸含水量、减小硝硫摩尔比、集成釜式搅拌操作有利于DNT的生成；降低反应温度、提高混酸含水量和硝硫摩尔比，有利于降低2，4-/2，6-DNT比值。针对80/20DNT产品进行了硝化工艺优化。在反应温度75℃、混酸含水量14%(质量分数)、硝硫摩尔比1/4或1/3、搅拌时间5 min条件下，产物中一硝基甲苯(MNT)含量小于0.2%，2，4-和2，6-DNT含量大于96%，2，4-/2，6-DNT比值小于4.25，其他DNT异构体含量均小于4%，符合行业标准。绝热条件下，室温进料，混酸含水量14%(质量分数)，硝硫摩尔比1/4，搅拌时间10 min，生产的产品质量符合行业标准。研究结果为甲苯连续二硝化工艺开发及80/20DNT产品的连续制备提供了基础。

以航天炉煤气化细渣为研究对象，以双酚A（BPA）为模型污染物，以过硫酸盐（PMS）为氧化剂，对煤气化渣进行酸、碱、盐改性处理，探究了改性煤气化渣活化PMS降解BPA的性能。研究表明，三种改性方式均可提升煤气化渣活化PMS降解BPA的性能，其中NaOH改性效果最佳。对NaOH改性浓度研究发现，5.5NaOH-FS/PMS/BPA体系中，在30℃，催化剂投加量2 g/L，PMS投加量10 mmol/L的条件下，15 mg/L BPA在60 min内可以实现完全去除。XRF、XRD、SEM-EDS、FTIR分析表明，NaOH改性煤气化渣中保留了活性Fe₂O₃组分，并且碳含量最高，达到52.7%，其存在加速了BPA的降解。自由基淬灭实验证明，5.5NaOH-FS/PMS降解BPA过程中，·O{}_{\mathrm{2}}^{-}与¹O₂为主要活性氧物种。研究成果为煤气化渣作为催化剂在污染物去除领域中的应用提供了一定的基础数据。

将染料弱酸性蓝AS(AS)生产排放的含盐废水喷雾干燥后制成废盐，再将其有机污染物煅烧制备成类活性炭吸附剂(LAC)，用于AS染料生产过程中产生的洗涤废水的吸附脱色净化，同时回收粗盐NaCl可循环用于AS工业生产的盐析过程。对LAC进行吸附过程动力学、热力学研究，并研究AS染料废水溶液初始浓度、温度及pH对吸附性能的影响。在40 mg/L的AS染料废水中，温度为318 K的条件下，平衡吸附量为29.22 mg/g。在酸性及温度较高时吸附能力较强。Langmuir等温线方程能更好拟合吸附实验结果。另外，采用一锅混合法，添加四水合乙酸镁对LAC进行改性，改性后的吸附剂LACMg0.75比表面积较LAC提升了近5倍，饱和吸附量能够达到550.02 mg/g，较LAC提升了接近20倍。

针对井下高气液比工况气液高效分离难度大的问题，提出了一种旋流-重力耦合式井下气液分离器结构。结合实验研究、数值模拟及实验设计方法，对气液分离器结构参数进行显著性分析和优化设计，建立显著性结构参数与气液分离效率间的数学关系模型，确立了结构参数的最佳匹配方案。分析了入口流量、压力及气液比对气液分离器性能的影响规律。结果表明，重力沉降与旋流分离的结合设计可以实现高气液比条件下的液相沉积，进而实现气液两相的高效分离。分离器的分离效率随着进液量升高而升高，增幅逐渐趋于平稳。随着气液比增大，分离效率呈现先增加后降低的趋势。得出该气液分离器的最佳进液量为42 m³/d，最佳入口压力2 MPa，最佳气液比为700∶1，在最佳工况下分离效率为97%，模拟结果与实验结果呈现出较好的一致性。研究结果将为高气液比条件下气液分离装备研发提供新的思路和参考。

针对传统胺洗脱硫工艺中有机硫脱除效率低，溶剂开发周期长、成本高等问题，利用7种机器学习算法建立了乙硫醇溶解度的定量构效关系模型，运用SHAP方法阐释了乙硫醇的吸收机理，对备选分子库进行了虚拟筛选，识别出高效吸收脱除乙硫醇的溶剂。基于COSMO-RS模型计算了14732种溶剂的乙硫醇溶解度，这些分子覆盖了广泛的化学空间；XGBoost算法在预测乙硫醇溶解度方面表现最佳，该算法的R_{\mathrm{t}\mathrm{e}\mathrm{s}\mathrm{t}}^{\mathrm{2}}为0.66，RMSE为1.22，MAE为0.84；分子结构的复杂程度、共价键分布、电荷分布是影响乙硫醇溶解能力的关键因素；确定了4种候选溶剂：3-乙氧基丙胺、3-二乙胺基丙胺、1,4-二甲基哌嗪和3-丁氧基丙胺；平衡溶解度测定实验的结果表明3-丁氧基丙胺的乙硫醇吸收性能最优，亨利常数为37.34 kPa。

提出了一种融合激光雷达料位测算的锅炉燃烧优化控制策略。该控制策略通过激光雷达对生物质的入炉给料量进行实时在线监测，并采用最大互信息系数(MIC)方法分析其对于主汽压力、燃烧室温度、出口烟气氧量等关键参数的时延长度，结合经过特征筛选的锅炉特征参数，构成模型样本集；通过粒子群优化(PSO)算法进行参数优化，获得燃烧过程外源自回归(ARX)模型，并采用模型预测控制的方法优化锅炉燃烧。以700 t/d生物质燃烧发电锅炉为测试对象，该控制策略在主汽压力与燃烧室温度约束下实现了烟气氧量优化。实验结果与对比分析表明：(1)该预测模型具有较高的精度与泛用性，能满足预测控制的要求；(2)相较于PID与模糊控制，该控制算法拥有更高的控制性能，在仿真结果中氧量与其设定值的平均偏移能控制在±25%以内。该控制策略理论上具有较好的实践意义，可为生物质发电锅炉的智能化稳定燃烧提供解决方案。

基于Aspen Plus平台，结合Fortran编制的磷矿酸解反应和结晶动力学模型子程序完成了整个半水-二水湿法磷酸工艺流程的严格机理建模，并用工业数据进行了模型的校正；然后采用拟Monte Carlo随机模拟产生高质量样本数据集，并用机器学习算法建立了磷酸生产过程代理模型。结果表明，通过本方法获得的代理模型可实现磷酸生产过程关键参数的准确预测，如案例中随机森林代理模型的预测性能最好，大部分误差控制在2.5%以内，最大不超过10%。基于此代理模型，对生产过程的操作参数进行了优化计算，结果表明在成品磷酸P₂O₅浓度下限为37%，\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{2}-}浓度上限为5%的约束条件下，可获得最大磷收率98%，优化效果明显，且满足技术生产指标，可为生产的实时优化操作与设计改造提供方案和数据支持。

针对质子交换膜燃料电池（PEMFC）的故障诊断问题，提出了一种利用改进的瞬态搜索优化（TSO）算法优化Xception网络的故障通用诊断方法。首先，对故障数据进行线性判别分析降维和归一化处理，在保留主要特征的前提下降低计算复杂度；其次，引入Tent混沌映射和反向学习策略增强TSO算法的全局搜索能力，在训练阶段对Xception神经网络的超参数进行优化；最后，使用充分训练的Xception网络对PEMFC故障进行分类识别，并与经典的分类模型进行对比。在基于实验测量的水管理故障数据和仿真产生的多类故障数据上，Xception均取得了最高的分类准确率，分别为100%和98.08%，这表明Xception对数据特征的提取能力较强，且所提方法能作为一种PEMFC故障的通用诊断方法。

气体水合物技术在海水淡化、水合物蓄冷、CO₂封存等领域有着广阔的应用前景，水合物快速生成是制约水合物技术应用的关键问题之一。利用自主搭建的CO₂水合物可视化生成实验装置进行了纳米流体中CO₂水合物生成特性的实验研究，分析了纳米粒子对CO₂水合物生成特性的影响。结果表明，与纯水相比，纳米流体体系中气体消耗量增加了2.17 mmol/mol，且诱导时间缩短了277.5 min。对不同种类的纳米流体中CO₂水合物生成特性的研究发现，氧化铜纳米流体中水合物生成的诱导时间最短，只有179 min。氧化铜纳米流体对CO₂水合物的促进存在一个最佳浓度，CO₂水合物耗气量随着氧化铜纳米流体质量分数的增加先增加后减少。不同种类的纳米流体中CO₂水合物生成过程中形态学图像存在较大差异。

光热驱动的甲烷重整制氢技术，是将太阳能转化为燃料的主要技术路径之一。引入聚光集热技术，可实现太阳能的全光谱利用，有效提高太阳能到燃料化学能的转化效率，同时显著降低系统能耗及碳排放。将多孔碳化硅吸热体和La_1-x Sr _x Co_1-y Fe _y O_3-δ 钙钛矿透氧膜结合，提出一种光热驱动的膜反应制氢的设计思路，实现了连续、高效的制氢过程。完成了该反应过程的概念设计，建立考虑辐射-传热-膜分离-反应的数值模型并进行仿真模拟；重点评估了膜表面的温度均匀性，并分析温度对膜内反应及出口产物的影响规律。结果表明，该模型可以有效精准描述概念设计过程。研究成果可为光热驱动的高温膜反应器设计和放大提供理论依据以及初步设计方法。

为研究长期稳定运行条件下，工作电压对质子交换膜燃料电池膜电极衰退状况的影响，建立了包含碳腐蚀、Pt氧化与溶解以及离聚物降解的PEMFC多物理场耦合模型进行数值模拟。研究结果表明：随着工作电压增加，阴极催化层中Pt溶解与碳腐蚀速率加快，500 h后Pt表面氧化的区域大幅增加，阴极催化层中团聚体半径与质子交换膜中磺酸基团浓度剧烈减小，衰退区域主要集中在阴极入口处且高电压下衰退程度急剧增加。电池在0.8 V下运行500 h后，阴极入口处阴极催化层与膜厚度显著减小，分别降低13.62%与35.30%；阴极催化层电化学活性面积和膜的离子电导率分别减小59.9%与6.9%，膜的当量质量增加7.4%，且上述指标前100 h内衰退剧烈，随后逐渐趋于平缓。可为膜电极材料设计与控制策略的优化提供参考。

双酚A（BPA）是含酚工业废水中代表性污染物，采用零价铁（ZVI）活化过氧乙酸（PAA）去除水中BPA，探究了ZVI和PAA投量、pH以及工业废水中典型共存阴离子对PAA活化和BPA降解的影响，并通过探究反应活性物种和活性位点解析了ZVI活化PAA的反应机制。在投加50 mg/L ZVI，1.00 mmol/L PAA和初始pH为3.4的最优工艺条件下，ZVI/PAA体系反应30 min可去除水中99.24%的BPA；HCO₃^-和SO₄^2-对BPA降解具有抑制作用，Cl^-（0~20.0 mmol/L）则加速BPA降解。反应中ZVI及其表面氧化层分别释放溶解性Fe（Ⅱ）和Fe（Ⅲ），溶出的Fe（Ⅱ）活化PAA贡献26.46%的BPA降解，非均相ZVI活化PAA对BPA降解起主要作用；淬灭实验表明，ZVI/PAA体系存在CH₃C（O）OO·、CH₃C（O）O·、·OH和Fe^ⅣO²⁺，其中CH₃C（O）OO·和Fe^ⅣO²⁺是降解BPA的主要活性物种。本研究可为工业废水中双酚A的有效去除提供理论和数据支撑。

浸没燃烧技术在处理高盐高化学需氧量(COD)废水方面具有传热效率高、不易结晶结垢、处理范围广等优势。针对此技术，首先自主设计搭建了实验平台，研究了常规浸没燃烧过程中的气液两相流动换热特性，分析了浸没燃烧关键操作参数对不同浓度高盐高COD废水的处理能力。在此基础上，为了进一步提高能效，对比了不同浸没管结构下的蒸发性能。实验结果表明：增大燃气流量与浸没深度有利于提高温升速率，缩短蒸发时间；随着有机溶液流量和有机溶液初始COD值的增大，COD去除率有所降低，其中有机溶液流量对COD的去除效率作用更加明显；采用平板多孔板与锥形多孔板浸没管结构能改善高温烟气分布情况，提高蒸发效率与热效率，但不利于浸没管背压稳定，导致液面波动程度增大；与传统单效蒸发结晶能耗对比，浸没燃烧装置运行能耗下降，总运行费用降低28.3%，经济性能得到提升。

聚合铝钛基絮凝剂是一种新型的高分子聚合絮凝剂，研究证明其具有铝盐絮凝剂有机物去除效率高、成本低的优点，也具有钛盐混凝剂低毒性、生物相容性和沉降性能好的优点。研究通过慢速滴碱法与电渗析法制备了两种聚合氯化铝钛絮凝剂（PATC），对两种不同制备方法的PATC进行了絮凝剂结构、絮凝效果以及絮凝动力学三个方面的研究。实验结果表明E-PATC的中、高聚体比S-PATC多3.89%，Zeta电位高8.9 mV。对两者的絮凝动力学进行了对比，发现E-PATC的生长速度快，絮体粒径大，易沉降。综上，E-PATC与S-PATC的絮凝效果相差不大，但E-PATC絮凝产生的絮体粒径大，不易破碎，具有更好的沉降性。

硬炭作为钠离子电池(SIBs)最具有应用前景的负极材料，其形貌的可控调节和结构优化被广泛研究和关注。以煤沥青为原料，采用柠檬酸钾(C₆H₅K₃O₇·H₂O)作为双功能活化剂：(1)气体分解产物可消耗过量的氢，实现沥青的固态热解，阻碍有序微晶的生成；(2)固态分解产物钾盐进行活化造孔，从而在高温碳化过程中形成丰富的封闭纳米孔。基于此，成功制备了具有高度无序、多孔片状结构的沥青基硬炭材料，并应用于SIBs负极，探究其电化学性能。研究发现，通过调控活化剂用量可以实现沥青基硬炭微观结构的优化，在适宜质量比条件下制备的硬炭(HC-2-1300)首次库仑效率高达81.5%，在0.1 A·g^-1的电流密度下，其可逆比容量为214.2 mAh·g^-1，明显优于直接碳化的样品(DC-1300)。同时，在5 A·g^-1的高电流密度下，HC-2-1300样品仍有116.7 mAh·g^-1的可逆比容量，且在1 A·g^-1电流密度下充放电循环2000圈后，容量保持率达75.1%，显现出优异的倍率性能和循环稳定性，具有广阔的应用前景。

利用电能辅助的太阳能驱动界面蒸发技术是提高淡水产量的一个有效途径，但是如何绿色高效地获取淡水仍是一个挑战。利用带有孔洞的亚克力板作为支撑装置，在碳布上喷涂碳纳米管（CNT）和无水乙醇的混合溶液作为光热电热膜（CNT/PVA@碳布），与隔热装置和供水通道组成一个高效的界面蒸发系统。蒸发性能测试结果表明，该蒸发系统在1个标准太阳光照射下净蒸发速率达到1.5 kg·m^-2·h^-1，而在与 2 A电流的联合作用下，净蒸发速率高达5.08 kg·m^-2·h^-1，比仅在1个标准太阳光照射下和仅提供2 A电流的蒸发速率之和高出0.6 kg·m^-2·h^-1。此外，这种蒸发系统构造简单易于规模化，为绿色高效地提高淡水产量提供了一个新的思路。

具有可调控气体渗透的薄膜对包装保鲜领域发展具有重要意义，而设计具有pH响应性渗透和高力学性能的薄膜仍然是一个挑战。设计琥珀酸酐酯化与二乙烯三胺酰胺化的两步取代反应，实现纤维素纳米晶表面胺基（A-CNC）与羧基（S-CNC）功能化修饰，进一步与聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯（PBAT）复合，制备具有互反pH响应性气体渗透的复合薄膜。结果表明，通过扫描电镜（SEM）、红外光谱（FTIR）和核磁共振¹³C谱（¹³C NMR）对纤维素纳米晶及其功能化修饰进行表征，证实改性成功。对复合薄膜性能表征：在力学性能方面，S-CNC/PBAT（3/97）与A-CNC/PBAT（5/95）复合薄膜拉伸强度达到最高，比PBAT分别增加40.44%与50.56%，但断裂伸长率下降，断裂模式由韧性向脆性断裂转变。在气体渗透性方面，复合薄膜展现出互反pH响应渗透特征。S-CNC/PBAT（5/95）复合薄膜渗透性出现正响应变化趋势，随着缓冲液pH（3~12）升高，CO₂与O₂渗透性分别增加67.98%和48.34%，水蒸气渗透性从2.467×10^-13变化到3.039×10^-13 g·cm/（cm²·s·Pa）；而A-CNC/PBAT（5/95）复合薄膜渗透出现pH负响应性现象，CO₂与O₂渗透性分别降低63.00%与54.61%，水蒸气渗透性从2.747×10^-13变化到2.043×10^-13 g·cm/（cm²·s·Pa）。这种具有pH响应性渗透的复合薄膜在智能包装领域具有广阔的前景。

随着“绿色化学”和“可持续发展”概念以及“碳达峰、碳中和”（双碳）目标的相继提出与推进，化学工业逐步进入绿色化、高端化、智能化发展新阶段。对于包含反应的化工过程有非常经典的“三传一反”理论，以反应动力学为核心，以动量传递、热量传递与质量传递为基础，揭示了物质、能量传递与化学反应的协同强化规律，对化工领域的发展具有重要和深远意义。近年来，由于光能、电能等清洁能源以及绿色生物制造、光电化学工程等新学科引入化工反应过程中，以电子传递、质子传递和分子传递为代表的三类传递现象得到了广泛关注和大量研究，为“三传一反”理论注入了新的活力。在此背景下，尝试将电子传递、质子传递和分子传递三类现象进行分析和介绍，针对不同化学反应的特点，初步总结了通过电子传递、质子传递和分子传递过程的单独或协同强化，以实现传递过程与化学反应过程的高度匹配，进而实现化学反应效率的显著提升。