深入探讨了原子尺度钼系加氢脱硫催化剂在加氢脱硫反应中的研究进展。重点关注了MoS₂和Co（Ni）MoS微观结构对催化性能的影响，以及活性氢原子生成、硫化条件对催化剂结构和活性的影响。探讨了不同类型MoS₂和Co（Ni）MoS边缘结构与加氢脱硫性能的构效关系，强调了MoS₂边缘的硫-氢基团在反应中的关键作用。此外，详细讨论了噻吩分子在催化剂表面的吸附方式，加深了对噻吩的加氢脱硫机理的了解。最后，强调了载体Al₂O₃表面氢溢流效应的重要性，通过调控氧化铝载体表面的羟基基团与钼酸根的相互作用，提高了催化活性。总体而言，这些研究结果突显了微观结构在催化活性调控中的关键作用，为提高工业加氢脱硫反应速率提供了有力的支持。

光辅助Li-CO₂电池具有理论能量密度高、环境友好等特点，是下一代高比能电池系统的重要发展方向。然而，正极处CO₂还原/析出反应存在动力学缓慢等问题，限制了Li-CO₂电池发展。光辅助技术利用正极负载的光催化剂吸收光能，产生电子和空穴以驱动化学反应，有利于提升电池性能。本文阐述了光辅助Li-CO₂电池的光化学原理及充放电反应机制，详细列举了正极光催化剂的设计策略及具体实例。通过深入探讨Li-CO₂电池的光催化反应机理，进一步理解了光催化剂结构对电池性能的影响机制。此外，还讨论了光辅助Li-CO₂电池的基本认识、当前面临的挑战以及对光催化剂发展前景的展望，可为新能源材料领域的技术研究提供参考，有助于推动Li-CO₂电池的实用化进程。

流动沸腾作为一种高效的换热方法，被广泛应用于高热流设备的冷却。在流动沸腾换热过程中可通过设置多孔疏水结构促进沸腾气泡脱离，为强化沸腾换热提供新思路。在截面为6 mm×4 mm的矩形通道顶部添加浸润角为140°的多孔泡沫铜；并在液相入口温度70、75和80℃，流速为6.94、10.42和13.89 cm/s的不同工况下，观测通道内沸腾两相流流型变化以及泡沫铜的吸气过程对流动沸腾换热性能的影响；基于气泡受力分析获得泡沫铜吸气强化流动沸腾的换热机理。结果显示，在本实验工况范围内添加脱气泡沫铜后，壁面过热度下降可达20.7%；泡沫铜的吸气率为0.81时，热通量可提高至152%；增大入口流速，泡沫铜强化效果显著增大，而入口温度对泡沫铜的吸气效果影响不明显。

随着信息技术进步，芯片向大面积、高功率方向发展，对热管理提出了严峻挑战。微通道液冷能够解决高功率芯片散热难题，但传统平直微通道热沉流阻大、温度均匀性差。提出了一种耦合歧管式进出液结构、分布式射流和微针翅的新型歧管式微通道散热器，在平均热通量高于330 W/cm²、总功率达到2500 W时，芯片平均温度低于70℃，实现了高效散热。通过数值模拟发现：降低散热器射流腔高度可显著强化传热，但整体压降也随之陡升，存在一个最佳射流腔高度；散热器底板的微针翅尺寸及其与射流腔的相对尺寸是新型歧管式微通道散热器的重要结构参数，微针翅的存在并不是绝对有益于传热强化。定义了微针翅与射流腔之间相对高度的无量纲参数——翅占比，存在临界翅占比使得阻碍效应和强化效应相抵消，当翅占比高于这一临界值时才能达到强化换热效果。本研究为新型歧管式微通道散热器的设计提供了指导。

基于任意拉格朗日-欧拉（ALE）方法，利用动网格技术和重叠网格技术数值模拟研究了不同Reynolds数、截面形状以及长径比下的肋柱-软尾结构在通道中的双向流固耦合换热问题。模拟工况为：Reynolds数Re = 200，275，351；肋柱截面形状：圆形和方形；长径比k = 2，3，4。研究表明：Re = 275时圆形截面肋柱-软尾结构的流动换热综合能力优于方形截面结构，k = 3时圆形截面肋柱-软尾结构的流动换热综合能力最佳，肋柱周围的局部换热能力方形截面结构好于圆形截面结构；k = 3时，随着Reynolds数的增大，不同截面形状的肋柱-软尾结构的流动换热综合能力逐渐升高，并且高Reynolds数、高长径比的圆形截面综合流动换热能力最佳；与不加软尾肋柱结构的流动换热能力进行对比发现，对于圆形截面形状的肋柱结构，增加软尾后综合换热能力增大了19.46%。

基于鱼类尾鳍在流动过程中的重要作用，仿生设计并建立了正形尾鳍结构微通道物理模型，研究了仿生尾鳍肋间距对微通道综合传热性能的影响，提取了尾鳍结构凹陷长轴相对长度D_{\mathrm{t}}/W_{\mathrm{c}\mathrm{h}}、决定尾鳍结构最大宽度的b_{\mathrm{t}}/W_{\mathrm{c}\mathrm{h}}以及决定尾鳍结构最大高度的张角{\alpha }_{\mathrm{t}}三个结构参数，数值分析了结构参数对仿生微通道平均摩擦因数、平均Nusselt数、综合性能因子以及热阻和泵功的影响规律；并通过均匀试验分析回归拟合和遗传算法多目标优化得到了正形尾鳍结构参数的最优解。结果表明，综合性能因子随着仿生肋间距的增大而减小，当间距为4 mm时，正形尾鳍结构微通道的综合性能因子变化范围为1.74~1.89，综合传热性能明显优于矩形光滑通道；随着D_{\mathrm{t}}/W_{\mathrm{c}\mathrm{h}}的增加、b_{\mathrm{t}}/W_{\mathrm{c}\mathrm{h}}的减小或{\alpha }_{\mathrm{t}}的增加，尾鳍结构微通道的综合传热性能提升，其中凹陷长轴相对长度D_{\mathrm{t}}/W_{\mathrm{c}\mathrm{h}}和高度张角{\alpha }_{\mathrm{t}}影响较大。结构参数为D_{\mathrm{t}}/W_{\mathrm{c}\mathrm{h}}=0.476、b_{\mathrm{t}}/W_{\mathrm{c}\mathrm{h}}=0.135、{\alpha }_{\mathrm{t}}=146.96°时，微通道性能有较大提升。

针对利用离心泵制备微气泡时叶轮内气泡尺寸较大且分布不均问题探究不同入口含气率（IGVF）和转速对离心泵叶轮内气泡直径和分布的影响，采用欧拉-欧拉非均匀双流体模型与群体平衡模型进行耦合，求解离心泵叶轮内气液两相旋转流场，并且结合涡识别方法、Luo破碎合并模型对离心泵叶轮内气泡分布规律进行分析。结果表明：①叶片前缘以及吸力面附近存在的涡旋导致气体聚集，引起流道内局部含气率增大，此处气泡合并效应占主导；②流量和转速一定时，随IGVF的增加，流道内湍流强度增加，旋涡后移导致气相聚集区域同样向后延伸，吸力面的高局部含气率区域增大面积显著高于压力面，因此吸力面气泡合并行为更为显著，气泡直径更大；③IGVF和流量一定时，小范围内提升转速可以使气泡破碎效应增强，获得更小直径的气泡。

针对高度集成化和微型模块化高热载荷电子元器件温度控制问题，基于CFD两相求解器，采用数值实验研究了微肋板表面干冰升华喷雾冷却传热特性。结果表明微肋板表面和热源上表面的温度、传热系数、冷却热通量基本呈环形分布，越靠近中心干冰颗粒越多，温度越低，冷却性能越高。热源上表面中心线上中心温度最低，并且其冷却热通量和传热系数呈M形分布。当喷嘴入口速度和干冰占比增大时，模拟热源表面的传热系数和冷却热通量也随之增大，而温度则整体降低。在喷嘴入口速度为20 m/s，干冰占比为40%时得到相对最优的冷却热通量170 W/cm²和相对最优的传热系数12500 W/（m²·K）。

氨是一种具有高储氢密度的化学储氢材料，通过氨氢转换可以实现能源的高效利用。氨分解产氢是氨氢转换过程的重要一环，在氨分解的途径中电催化直接分解液氨理论上具有最低能耗，若能有效降低液氨直接电解阳极的过电位，电催化分解液氨在氢经济中将具有广阔的前景。依次使用铜、钴、铁、钼、钒、钛、碳纸和304不锈钢作为液氨电解过程阳极材料进行线性扫描伏安测试、循环伏安测试、电化学阻抗谱测试和计时电位测试，以研究这些材料在2.0 mol/L NH₄Cl的液氨溶液中的电催化活性和在高电流密度下的耐腐蚀性能。结果表明：钛作为液氨电解过程的阳极电催化活性很差；铜、钴和铁虽具有优异的电催化活性，但在正向电位下会发生严重腐蚀；304不锈钢虽具有优异的电催化活性，但在高电流密度下稳定性一般；碳纸电催化活性较差，但高电流密度下具有良好的稳定性，且活性表面积较大，适合作为液氨电解阳极催化剂基底材料；钼和钒电催化活性优于碳纸，在高电流密度下腐蚀率较低，可以作为液氨电解阳极材料。

正丁烷分子结构相对稳定，C－C键键能较高，难以有效利用，目前大部分作为低价值燃料，通过脱氢、裂解等反应将正丁烷转化为高附加值的轻烯烃研究具有重要的科学意义。采用分步浸渍法将Pt和Ga负载到CeO₂-ZrO₂-Al₂O₃ (CZA)载体制备PtGa/CZA催化剂，将Pt-Ga₂O₃引入作为脱氢位点进行脱氢反应(C₄H₁₀→C{}_{\mathrm{4}}^{=})，CZA作为酸位点进行裂解反应(C{}_{\mathrm{4}}^{=}→C{}_{\mathrm{3}}^{=}，C{}_{\mathrm{2}}^{=})，同时PtGa与CZA协同提高表面吸附氧含量降低正丁烷活化温度。结果表明，与负载单Pt或Ga催化剂相比，将Pt和Ga同时负载到CZA载体上，可极大提高反应的转化率和选择性，在500℃时，PtGa/CZA催化剂的正丁烷转化率为64.3%，比Pt/CZA和Ga/CZA催化剂分别高55.9%和53.9%，三者轻烯烃选择性均在95%以上。将PtGa/CZA催化剂制成涂层催化剂，提高了正丁烷转化率和催化剂稳定性。PtGa/CZA催化剂优异的活性归因于较低的Ce⁴⁺还原温度和表面吸附氧脱附温度、较多的表面吸附氧位点含量和强酸位点含量。

多级孔ZSM-5分子筛具有丰富的孔道结构，其独特的微-介复合孔道结构可显著促进油酸甲酯（OAME）等大分子反应的发生，但其在分子层面上的促进机制及构-效关系仍不明晰。本工作采用Monte Carlo模拟（MC）结合分子动力学（MD）方法，研究了OAME催化裂解反应中反应物和5种产物分子（丙烯、丁烯、苯、甲苯和二甲苯）在多级孔分子筛上的吸附和扩散行为。通过分析吸附等温线、吸附密度图和反应物种的扩散系数，发现升温不利于OAME的吸附，从而抑制了反应的发生，这与实验结果一致。同时，直孔道和多级孔道这两种吸附位点在催化裂解反应中起到的作用截然不同：直孔道提供芳构化反应活性中心，而多级孔道则主要促进BTX主产物分子的传质扩散。这种多孔道的协同催化作用使得多级孔分子筛相较于微孔分子筛展现出优异的催化性能。此外，发现多级孔ZSM-5分子筛能提高芳烃收率的主要原因是其能够加速BTX向介孔的快速扩散。以上模拟结果不仅有助于从微观角度优化脂肪酸酯催化裂解反应的实验条件，同时也丰富了对多级孔分子筛能多产芳烃微观机制的理解。

利用Fe-MOF-74和g-C₃N₄前体制备了复合材料铁-碳/氮(记为Fe-MOF-C/N)，并研究了其活化过硫酸氢钾（PMS)的性能。XRD、SEM和XPS分析表明，Fe-MOF-C/N呈多孔状结构，主要由物相Fe₃N、C_0.08Fe_1.92和石墨组成。利用Fe-MOF-C/N活化PMS降解双酚A (BPA)结果表明，与前期的Fe-C/N-0.5∶1(由FeC₂O₄和g-C₃N₄制备)相比，Fe-MOF-C/N具有更优异的催化性能，相同条件下Fe-MOF-C/N/PMS对BPA的降解率达95.21% (6 min)，比Fe-C/N-0.5∶1/PMS高30.4%。优化相应的实验条件后，6 min内BPA的化学需氧量(COD)去除率达59.72%。自由基猝灭实验表明，Fe-MOF-C/N/PMS的活性物种主要是¹O₂。稳定性实验表明Fe-MOF-C/N稳定性较好，使用5次后，BPA的降解率仅下降9.0%，应用前景良好。

NH₃-SCR催化剂同时去除NO _x 和挥发性有机物（VOCs）引起了人们的广泛关注，然而，VOCs的存在会对脱硝反应产生负面影响，尤其在低温条件下。本研究选定水滑石衍生复合氧化物（Cu）MgFe-LDO催化剂探索协同脱除NO _x 和甲醇性能，着重考察Cu的引入以及CuO _x 和FeO _x 相互作用对协同反应的影响，并对所制备的催化剂进行表征测试。结果表明，含Cu催化剂的脱硝活性均高于MgFe-LDO催化剂，最佳催化剂Cu_0.5MgFe-LDO在230~300℃温窗内具有较好的脱硝活性和甲醇氧化性能。适量引入Cu加强了Cu、Fe物种间的相互作用，有利于氧化还原循环，从而产生更多的氧缺陷及活性氧，过量Cu掺杂会破坏催化剂结构，降低表面酸性，引入Cu可以减缓甲醇对SCR反应的抑制作用。这些结果可为实际应用SCR催化剂协同去除VOCs提供指导。

针对单抗电荷异质体分离，采用离子交换层析机理模型，预测洗脱分离行为，辅助工艺条件优化。设计了校准实验，拟合得到模型参数，模型计算与实验吻合良好，具有良好的预测能力。利用模型分析比较了不同洗脱方式，得到最优的两步阶跃洗脱方案，具有较高的收率，但发现该分离过程对盐浓度极为敏感。进一步针对第一步洗脱盐浓度进行过程稳健性约束的过程优化，发现盐浓度为108.5 mmol/L时过程稳健性增强。经实验验证，两步阶跃洗脱收率最高可达到85.3%，稳健约束优化后第一步等度洗脱盐浓度操作区间增大为98.9~117.5 mmol/L。结果表明，模型辅助的工艺优化可以进行复杂条件分析，促进难分离体系的分离过程优化，并能够针对过程稳健性给出合理解决方案。

Rayleigh方程是描述与时间相关的简单蒸馏的基础方程，广泛应用于同位素分馏等多个学科领域，但在化工分离的领域却鲜见报道。针对上述问题，基于组分净摩尔量建立了简单蒸馏的Rayleigh方程和平衡蒸馏的数学模型，并利用数学积分和差分关系，以N级串联平衡蒸馏建立了描述简单蒸馏的计算模型，从而揭示了简单蒸馏与平衡蒸馏间的理论关系。最后利用N级串联平衡蒸馏的数学模型，在N趋于无穷条件下推导出Rayleigh方程。结果表明：Rayleigh蒸馏是简单蒸馏的一种特殊操作工况，其特征为汽化率和加热速率趋于无穷小，蒸馏所需时间无限长。因此，Rayleigh蒸馏更适用于同位素分馏过程。

以锆基金属-有机骨架材料(MOFs) UiO-66作为研究对象，制备了三种不同粒径的UiO-66纳米颗粒，并将其混掺到薄层复合膜(TFC)的聚酰胺(PA)层内，研究了UiO-66纳米颗粒的粒径对薄层复合纳米正渗透(TFN-FO)膜性能的影响。通过扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、水接触角(WCA)测量仪、X射线光电子能谱仪(XPS)等表征手段，探究了TFN-FO膜的性质变化。结果表明，减小UiO-66的粒径不会影响TFN-FO膜的高亲水性，并且随着UiO-66粒径的减小，TFN-FO膜的粗糙度降低、交联度升高。通过以去离子水和2 mol/L氯化钠溶液作为进料液和汲取液的实验室自制的正渗透系统对膜性能进行评价，发现混掺小粒径(50 nm) UiO-66的TFN-FO膜可以在保持较低反向盐通量的同时实现35%的水通量提升。有机污染实验表明，TFN-FO膜具有良好的抗污染性能。

随着油气工业的大规模发展，含油污水引发的环境问题日益严重，气浮旋流技术作为一种高效的分离方法得到广泛应用。为了进一步提高该技术的分离效果，利用实验方法对微气泡密度、旋转角速度、絮凝剂种类与浓度进行了单因素实验，利用响应面法对几种因素的组合进行了优化。单因素研究发现最优条件为：微气泡密度2.88×10⁴个/ml、旋转角速度460 r/min，絮凝剂PAFC的分离效果较好。响应面法分析结论是X₁、X₃与3个变量的交互作用影响显著，最优组合：微气泡密度为2.47×10⁴个/ml，旋转角速度为440 r/min，絮凝剂PAFC浓度为40 mg/L。

在随机重构法的采样过程中，每个结构特征需要的采样数量是不相等且变化的。为了将拉丁超立方采样用于降低随机重构模型的方差，基于随机重构法采样过程的特征和拉丁超立方采样原理，提出了适用于随机重构法的新型拉丁超立方采样方法，探究了在多种分子数量设定情况下应用该方法对随机重构模型的方差和精度的影响。结果表明，应用该方法能够显著降低随机重构模型的方差，提高模型的精度，在分子数量为1000~50000范围内，新模型的标准差相较传统模型降低了71.36%~74.53%，目标函数值降低了1.69%~13.82%。综合模型精度和模拟过程的运算开销，选择4000~6000作为新模型最优的分子数量设定。

当前环境法规日益严格，炼厂为提高产品质量需要深化加氢处理深度，但会显著增加氢气消耗。此外，当加氢装置处理量调整以及原油切换引起杂质含量波动时，加氢装置工况将会产生偏移，若不及时对新工况下的氢气使用进行优化，可能导致产品质量下降或造成氢气浪费。针对于此，提出耦合加氢装置优化的多周期氢网络集成方法。该方法第一阶段通过使用加氢精制装置操作参数优化模型获得不同场景下各装置的最佳操作参数，第二阶段综合多个优化后的操作场景集成氢网络。通过实例计算表明，基于所提出的优化方法能获得满足不同场景下的加氢精制装置的加氢需求、以更低的成本获得合格产品的氢气网络运行策略。

为研究干气密封用密封材料的摩擦学特性，采用销盘旋转试验台研究3种浸锑石墨在干摩擦条件下分别与无压烧结SiC和3D打印SiC配对时的摩擦磨损特性，探讨了速度、载荷对密封材料摩擦磨损特性的影响，揭示了配对副材料表面的磨损机理。结果表明：随着载荷p与速度v的乘积（pv值）的增大，摩擦因数和磨损率均呈现逐渐减小趋势；在pv值较小时磨损机理为严重的磨粒磨损和轻微的黏着磨损，在pv值较高时磨损主要发生在碳化硅摩擦表面黏附的石墨转移层间，磨损机理主要表现为黏着磨损；在研究pv值变化对浸锑石墨与SiC密封材料配对副摩擦磨损特性的影响时，首选定载荷变速度试验方法。

通过有机硅化合物γ-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）自水解缩合制得有机-无机杂化材料笼型倍半硅氧烷（POSS），将其接枝到氧化石墨烯（graphene oxide，GO）上以克服GO的聚集，利用Boehm滴定法测定接枝率为98.3%，进一步负载锌离子制得复合纳米粒子POSS/GO/Zn。通过FT-IR、XRD、Raman、NMR和SEM对POSS/GO/Zn结构及微观形貌进行了表征，并将其应用在水性环氧树脂（WEP）涂层材料中，电化学阻抗谱（EIS）和水接触角测试结果表明，所制得的纳米粒子的复合涂层具有优异的防腐和疏水性能，在3.5%氯化钠溶液中浸泡40 d后POSS/GO/Zn/WEP的阻抗值为8.33×10⁵ Ω·cm²，大于空白环氧涂层浸泡第一天的初始值1.46×10⁵ Ω·cm²，水接触角由48.42°增大至98.11°，涂层由亲水转为疏水特性，表明该材料在涂层材料中具有良好的应用潜能。

管道中水合物再生与粉砂沉积堵塞是影响可燃冰开采的关键问题，而且管道中海水具有一定矿化度。利用高压环路开展了水-粉砂-NaCl-CH₄体系水合物生成与水合物-粉砂沉积实验，揭示水合物生成到稳定固相沉积的四阶段演变过程。研究发现，在含有粉砂的盐水体系中甲烷水合物的诱导期相较于纯水体系可显著延长2~3倍，特别是在低含砂浓度(质量分数0.1%)和高流量(1600 kg/h)条件下，诱导期延长至3.3倍。分析认为NaCl和粉砂对水分子簇结构的扰乱是抑制水合物成核的关键机理，此外NaCl通过压缩颗粒双电层厚度削弱砂粒亲水性，通过纳米气泡桥接促使固相颗粒聚集并黏附于管壁，加速水合物-砂沉积层的形成。研究成果有助于保障可燃冰开发排采系统中多相流动的安全与稳定。

对发电厂等大型点源释放的CO₂捕集是减少人为CO₂排放的一种选择，水合物法作为一种新型气体分离提纯技术，形成速率和水转化为水合物比率的强化是该技术关键。利用自主开发的喷雾水合物反应器进行了大水量（640 ml）和小水量（160 ml）碳捕集实验，考察了喷嘴孔径（0.1 mm和0.8 mm）、不同浓度十二烷基硫酸钠 （SDS）和L-蛋氨酸（L-Met）动力学促进剂对碳捕集效率及水合物生长特性的影响。实验结果表明：0.1 mm孔径喷嘴有利于CO₂捕集。L-Met和SDS体系每摩尔水最终圈闭的CO₂较纯水体系均提升1个数量级，而且低浓度（质量分数0.1%）促进剂效率优于高浓度（质量分数1%）。大水量实验SDS体系最终气体消耗量最高为0.0848 mol /mol H₂O，为L-Met体系的1.4倍，但捕集速率L-Met体系优于SDS体系。小水量实验L-Met体系气体捕获量与捕集速率均优于SDS体系。促进剂浓度为0.1%（质量分数）时水合物爬壁生长角度是1%（质量分数）的1.8倍。综合评估，0.1%（质量分数）L-Met、0.1 mm喷嘴和小水量（3.33 ml/min）的注液方式共同作用，碳捕集性能最佳。上述实验结果为强化喷雾反应器中水合物法捕集烟道气中CO₂提供参考与基础实验数据。

利用落滴法对比了三种咪唑二氰胺离子液体分别掺混糠醇的自燃特性，使用高速摄相机和红外摄相机同步获得了燃料自燃过程的宏观、微观及红外图像；从液面下方拍摄了液滴与液池的混合反应过程。实验观察到了典型的三阶段自燃现象：铺展混合、气相产物生成及火核出现-火焰传播，使用着火延迟时间对燃料的自燃活性进行了定量表征，并计算了糠醇比例对混合燃料推进性能的影响。结果表明，糠醇添加可以显著降低混合燃料黏度，促进燃料与氧化剂的混合，加速自燃过程高温气雾产物的出现。混合燃料的着火延迟时间随糠醇添加比例非单调变化，着火延迟最短的掺混比随液滴速度的增加而增大；混合燃料推进性能受糠醇添加的影响较小。本研究可为自燃离子液体推进剂的开发及利用提供参考。

通过建立高温质子交换膜燃料电池数学模型，模拟了冷却表面存在不同温差时燃料电池内热-电-质的传输特性，分析了温差对电池内温度分布、氧浓度分布、极化曲线、膜质子电导率和电流密度的影响。结果表明：膜内温度和质子电导率随着冷却表面温度的降低而降低；催化层内的局部氧浓度随着冷却表面温差（即温度梯度）的增大而增大，但电流密度受温度及反应物浓度双重因素影响，电流密度及功率密度随着温度梯度的增大而下降。当冷却表面温度梯度从0增加至0.82 K/cm时，峰值功率密度从0.578 W/cm²下降到0.523 W/cm²，下降了9.52%。控制工作电压大于0.5 V、温度梯度小于0.20 K/cm时可获得较好的电流密度均匀性。当工作电压为0.5 V，冷却表面温度梯度为0.20 K/cm时，电流密度均匀性为92.71%。

汞（Hg）在低气压地区污水处理系统中的存在可能会降低污水处理效率。在实验室规模下以SBR为例，通过研究Hg对低气压条件下污水处理系统的影响发现，Hg显著降低了氨氮（NH₄⁺-N）的去除率，尤其是高浓度Hg的影响更显著，NH₄⁺-N去除率从89.73%下降至38.71%。Hg对SBR周期内的氮转化过程产生了负面影响，当进水Hg浓度为250 µg/L时，活性污泥氨氧化速率（SAOR）和亚硝酸盐还原速率（SNIR）分别下降96.74%和96.91%，与之相关的功能酶活性分别降低100.00%和97.87%。此外，Hg改变了活性污泥的形态和结构，导致污泥整体结构的瓦解和表面特征的变化，同时对EPS的生成产生抑制作用，特别是蛋白质含量受到影响。在微生物群落方面，Hg的加入使活性污泥群落结构发生了显著变化，尤其是和硝化过程相关的功能菌属Nitrosomonas和Nitrospira。因此，低气压条件下需对污水处理系统中Hg存在带来的影响给予关注。

为了改善新能源发电波动对电网的影响，提出了一种光热-跨临界压缩二氧化碳储能（transcritical compressed carbon dioxide energy storage，TC-CCES）循环集成热力系统，采用模块化机理建模方法，基于能质平衡关系分别建立TC-CCES系统与光热系统的动态数学模型，获取TC-CCES系统在储释能阶段关键参数的动态响应曲线。研究结果表明，系统的储能密度达到28.43 kW/m³，储能效率与循环效率分别为58.01%和60.85%，动态数学模型的最大误差均小于5%。此外，太阳直射辐射变化促使系统热源温度变化，而系统负荷对热源温度变化非常敏感，热源温度升高2.29%，换热器负荷升高3.36%，而且在某地区四季典型日冬季比秋季机组负荷低了23.9%。提出的动态数学模型可用于分析太阳能发电的动态特性，可为控制系统的设计提供理论参考。

利用多微管反应器，采用结晶致孔与低温聚合方法可实现纳米纤维素嵌合型晶胶微球的规模化制备。该过程中内嵌纳米纤维素的甲基丙烯酸羟乙酯单体溶液经多微管反应器的成形是首要条件，研究其成形过程的动力学特性具有重要意义。利用高速成像和计算流体力学（CFD）模拟方法对不同入口流速（6、8、10 mm·s^-1）下内嵌不同比例（单体质量的1%、3%、5%）纳米纤维素的甲基丙烯酸羟乙酯液滴形成过程进行可视化研究，考察了纳米纤维素含量对液滴成形、液滴直径分布、颈缩线长度、液滴下落速度等因素的影响规律。结果表明，内嵌纳米纤维素的甲基丙烯酸羟乙酯液滴经多微管反应器的成形及滴落，会经历拉伸与压缩过程，最后稳定为球状，测得液滴直径和颈缩线长度与纤维素浓度呈正相关，纤维素含量的增加使得单体溶液黏度和表面张力系数增加，从而增大液滴尺寸和颈缩线长度，模拟得到的结果与实验基本一致，液滴直径差异为2.1%~6.3%，颈缩线长度差异为7.2%~11.9%；在对液滴成形的放大模拟中，10 mm·s^-1的入口流速下液滴平均直径为3.98 mm，平均颈缩线长为4.14 mm。最终，利用多微管反应器成功制备了纳米纤维素嵌合型晶胶微球，微球有效孔隙率可达80%以上，绝干孔隙率接近90%，是生物分离领域与微生物贴壁生长的理想载体。

利用自主搭建的2 m长气流输运管道实验装置开展了不同气流速度下玉米淀粉爆炸实验，通过高速摄影和压力传感器获得火焰信息和压力参数。基于实验结果分析了气流输运工况气流速度对玉米淀粉爆炸火焰传播行为和爆炸特性的影响规律。结果表明：随着气流速度的增加，粉尘爆炸火焰亮度、火焰传播速度及最大爆炸压力呈先增大后减小的趋势，存在火焰呈螺旋状向管道末端传播的现象。气流速度从5 m/s升至10 m/s，火焰最大传播速度从74.07 m/s增加到89.51 m/s，最大爆炸压力由17.08 kPa增至23.42 kPa。气流速度提高到15 m/s时，火焰最大传播速度和爆炸压力均有所下降，质量浓度为300 g/m³时受影响最大，爆炸压力降低41%，500 g/m³时受影响最小，爆炸压力下降7.4%。

部分预混火焰的稳定性对燃烧装置的安全、高效、低排放运行影响重大。以带有凹腔/无凹腔的微型圆柱燃烧器为目标模型，以正丁烷为目标燃料，通过实验和数值模拟相结合的方法，研究了在典型一次空气系数条件下，部分预混火焰在这两种燃烧器中的可燃极限范围。结果表明，第一，凹腔燃烧器的火焰稳定范围要远大于无凹腔燃烧器（相差约2个数量级），特别是对于吹熄极限的影响更为显著，这主要得益于凹腔燃烧器特有的双火焰结构（驻涡火焰+外火焰）；第二，凹腔燃烧器在外火焰发生回火或脱火后，凹腔内的驻涡火焰仍可以在一定的范围内继续存在；第三，驻涡火焰对壁面的加热是外火焰稳定的关键。上述结论对部分预混燃烧装置的设计有一定的指导意义。