随着全球能源危机和环境污染问题日益加剧，电解水制氢作为一种清洁、高效的制氢技术备受关注。然而，传统电解水阳极析氧反应存在动力学迟缓、过电位高以及氧气副产物等问题，限制了技术的进一步发展。近年来，研究人员发展了利用电解水阳极生成的活性氧物种（ROS）（*OOH、*OH和*O等）实现有机物选择性氧化的系列策略，可以有效提升电解水的能量、原子利用率，减少能耗，提升生产附加值。电极界面作为电化学反应的场所，电极材料的多尺度结构、反应底物的吸附行为等，都影响着耦合电解水制氢的绿色有机氧化效率和选择性。因此，本文综述了利用活性氧物种氧化有机物耦合电解水制氢的电极表面调控策略，重点讨论了电极强化“界面-底物”过程的作用、电极控制荷质传递过程以及电极调控反应作用机理等三个方面。通过掺杂、构筑应变、引入空位和异质结等手段调控电极电子结构，能够促进ROS生成和反应底物吸附，提升反应选择性与效率；通过采用恒电位和脉冲电解等多种电化学方法，可以调控电极材料的金属价态和电子传递速率，优化反应动力学；通过引入介体或添加剂、开发双效催化剂以及表面插层等手段，可以有效调控电极表面对ROS的吸附与利用，同时调节电极对反应底物的吸附特性。未来研究将集中于电极表面催化形态精准调控、催化剂活性位点优化以及机理研究，推动电解水制氢与绿色有机电化学合成的协同发展，为新能源和绿色化学的应用提供新思路。

气液固流化床在化工等过程工业中有着广阔的应用前景。但是，由于流动的复杂性（多尺度、非稳态和非线性等）和测试方法以及机理模型的局限性，还难以对其进行科学设计和放大。基于计算流体力学的数值模拟是量化描述三相流动的有效途径。三相流数值模拟方法分为模型化方法和直接数值模拟方法。其中，直接数值模拟是在没有引入曳力模型等的条件下，从微观尺度解析气泡、颗粒和流体间的相互作用，可以揭示气液固三相间的相互作用机理，是重点关注的方法。综述了常用的多相流动直接数值模拟方法，包括流体体积法、水平集法、界面跟踪法、浸没边界法、虚拟区域法、格子玻尔兹曼法和光滑粒子动力学法等，并分析了各种模拟方法的优势和不足，之后对三相流直接数值模拟的研究进展进行了评述，最后给出了目前三相流数值模拟方法存在的问题以及今后进一步研究的方向。

化学品生物制造过程具有绿色低碳、环境友好和可持续性优势，在化学工业中的作用日益重要。然而，化学品生物制造过程受代谢调控和外源环境等诸多因素影响，其生物合成的监测、控制、优化及产物分离，都具有实时动态复杂性。机器学习在无须明确机理条件下即可捕捉动态过程数据中的复杂非线性关系，有助于掌握化学品生物制造过程的复杂规律，进行过程优化和预测。本文对机器学习范式、主流算法及其在生物合成过程优化、监测与控制、生物分离过程开发和生物燃料化学品生产中的研究进展进行了综述分析，探讨了未来机器学习用于化学品生物制造过程中的问题。

在全球气候变化加剧与能源结构转型的双重挑战下，发展高效清洁的氢能储运技术已成为实现碳中和目标的关键路径。液态有机氢载体（LOHCs）储氢技术因其高安全性、可利用现有基础设施等优势成为氢能储运领域的研究热点，但其产业化受制于脱氢动力学缓慢、催化剂依赖性强等问题。近年来机器学习（ML）在新材料设计、反应优化以及数据驱动建模中的突破为LOHCs技术注入了新动能。本文聚焦于ML在LOHCs分子设计与筛选、催化剂设计和反应条件优化等方面的最新研究，提出了目前研究的短板，并展望了未来发展方向。

固态金属二次电池虽然具有较高的能量密度和良好的安全性，但是当前普遍存在固态电解质离子电导率低、电极与固态电解质界面接触性差和金属负极枝晶生长等问题，这严重阻碍了其在大规模储能中的应用前景。压电材料能够实现机械能和电能的相互转换，具有极化产生内电场的特性，在固态电池中可以用于抑制空间电荷层、促进离子输运动力学、调控金属均匀沉积等。首先介绍了压电材料的基本概念、分类和工作原理，然后详细评述了近年来压电材料在固态金属二次电池中的研究现状，最后对压电材料应用于固态电池中存在的主要问题和未来发展前景进行了总结和展望。

NdF₃-LiF熔盐的输运性质（如电导率、黏度）对稀土金属钕的电解制备过程及电解生产的电能消耗等技术经济指标影响很大。本研究采用分子动力学模拟，在温度为1323 K的条件下研究了NdF₃含量对NdF₃-LiF熔盐局域结构和输运性质的影响。结果表明，NdF₃含量增加时，[NdF₉]^6-和[NdF₈]^5-向[NdF₇]^4-和[NdF₆]^3-转变；氟离子连接类型中桥氟和端氟的占比均增加，其中桥氟占比上升幅度更大；[NdF₈]^5-多面体间的连接方式中，共顶角占比下降，共棱和共面的占比增加；离子的扩散能力排序为：Li⁺ > F^- > Nd³⁺。随着NdF₃摩尔含量从20%增加到55%，熔盐黏度从3.31 mPa·s增加到7.43 mPa·s，电导率由4.84 S·cm^-1降低到1.78 S·cm^-1。本研究明确了NdF₃-LiF熔盐的输运性质，并揭示了其变化的本质原因，为稀土金属钕的低碳、绿色、高效制备提供了科学指导。

为进一步掌握低温管路预冷过程中两相流动与沸腾换热的特性规律，以液氮传输管路为对象构建低温管路预冷过程热流耦合数值模型，基于一维漂移流模型重点考虑了气液相间滑移速度的影响，计算得到了预冷过程中管壁温度、含气率、热通量与气液相间滑移速度的变化规律，并对比分析了不同时刻、不同管路位置及不同管长下平均速度和质量流速的波动情况。结果表明，漂移流模型能够更为准确地预测预冷过程的两相流动换热特性，壁面降温结果较均相流模型误差降低3.9%；预冷过程大部分为两相流动区间，气液相间滑移速度不可忽略，且含气率越高平均气相滑移速度较均相流模型偏移越大；预冷过程平均速度和质量流速存在显著波动，针对0.572 m长的管路，平均速度波动幅度接近1.5 m/s，平均质量流速波动的最大幅度接近45 kg/(m²·s)；管长对于质量流速波动影响显著，管路越长平均质量流速波动幅度越大，对于同一根管道，下游位置处的质量流速波动幅度比上游更剧烈。研究成果对于深入理解和优化低温管路的预冷过程具有重要意义。

超细粉体在推动技术发展和提高各个行业的产品性能方面发挥着关键作用。但是，由于粒径小、比表面积大、颗粒间作用强等特点，超细粉体流动性较差，这对质量流料仓的设计提出了挑战。以两种超细粉体为实验物料，借助PT-X粉体综合特性测试仪和FT4粉体流变仪，通过休止角法、豪斯纳比率（HR）法、剪切测试法等对粉体流动性进行表征；开展了粉体料仓通气下料实验，探讨了料仓通气、出口直径、粉体物性等对下料流动的影响；最后，在Jenike理论基础上，开展通气作用下超细粉体应力演变分析与料仓设计研究，耦合通气作用修正了料仓内粉体临界流动方程，推导出质量流料仓临界出口直径与通气量/表观气速的函数关系。本研究提出的耦合通气作用的粉体质量流料仓设计方法，为超细粉体料仓设计提供了理论依据和实践指导。

为研究非共沸工质在小通道内的流动沸腾换热特性，基于VOF多相流模型并结合改进Lee相变模型，研究了非共沸工质（R134a/R245fa）在水平小通道内的流动沸腾换热特性。通过与实验数据对比，验证了模型的可靠性。进一步在恒定壁温条件下，分析了质量流密度[50~1100 kg/(m²·s)]、工质组分配比[R134a入口浓度（质量分数）为0.1~0.9]和加热壁温（32~70℃）对流动沸腾换热性能的影响。结果表明，低质量流密度对传热系数影响明显，在低质量流密度下，当质量流密度从50 kg/(m²·s)上升至400 kg/(m²·s)时，传热系数提高超过90%，在高质量流密度条件下，当质量流密度增大到1100 kg/(m²·s)时，传热系数降低约27%。同时，当低沸点组分R134a入口浓度从0.1升至0.3时，传热系数下降15%~45%；而在高浓度下，当壁温从32℃升到40℃时，传热系数显著提升，随后趋于平稳，最大值出现在40℃左右。研究结果为非共沸工质在小通道内的研究和应用提供支撑。

三相流化床反应器具有复杂的非均匀动态结构，为了深入理解内构件设计参数对三相反应器性能的影响，基于欧拉-欧拉多流体模型，使用开源软件OpenFOAM对气液固三相流化床内构件进行数值模拟，考察了三种开孔率（0.866、0.219、0.072）的分布器和两种挡板高度（20 m，6.8 m）对颗粒、气体流动的影响。研究结果表明，三种开孔率的分布器在开孔率为0.219时总气泡体积密度最高，相较于0.866和0.072的总开孔率气泡体积密度分别增加了12.4%和22.6%。挡板位置从20 m降低到6.8 m使得更高的床层中有更多的气泡数量，在充分发展段其总气泡数增加了13.4%。研究结果为三相流化床内构件设计提供了依据。

为了改善碱性电解槽内气液两相分布均匀性，并提高制氢效率，考虑电化学与气液两相流的耦合作用，建立了电解槽的三维数值模型。研究表明，气液两相相互作用使电解槽内实际流动状态与理想单相流动状态存在明显差异，两种模型模拟流道内的电解液平均流速相差超过20%。此外，还探究了椭圆柱形乳突的结构参数对于电解槽性能的影响，随着乳突长轴尺寸逐渐增加，乳突下游形成的低速旋流区域面积先升高后降低。相比圆形乳突，椭圆形乳突可使电极表面的气相分布均匀性提高12.28%，氢气产量提高142.77%。

某石化企业气力输送系统弯管三通由三通和45°弯头连接组成，在运行过程中多次出现泄漏失效问题。采用CFD-DPM数值模拟方法研究了弯管三通的冲蚀规律，分析了流场对颗粒轨迹的影响及颗粒对靶材的冲蚀行为。结果表明，三通和弯头对颗粒轨迹的影响存在耦合。严重冲蚀区主要分布在弯头前壁，而且具有鲜明的弧形特征。支管气体对颗粒具有“聚集”效应，加剧了弯管三通的冲蚀损伤。最后，提出通过下移支管或采用小角度弯头，可以显著缓解冲蚀。

蒸汽冷凝以其高效换热效率，在动力发电、航空航天、核工业、空调制冷等领域发挥着重要作用。本研究设计制备星形亲水区组合表面，结合可视化研究阐释了四角、五角、六角星组合表面液滴脱落形态，对比分析了组合表面与纯疏水表面液滴脱落直径、液滴初始脱落时间、液滴脱落频率差异，计算统计了组合表面液滴脱落亲水区剩余凝液面积及其分布特性。结果表明，组合表面促进液滴以较大尺寸快速脱落，加速凝液排出，强化冷凝换热。

本文提出一种电场分散技术耦合管式填充床的新型气体分散方法，搭建了电分散器耦合管式填充床实验装置；并采用生物柴油-氮气上升流体系，通过高速摄像仪，开展气泡分散过程可视化研究，探究非均匀电场作用下荷电气泡的分散机制及其气泡群的分散特性。结果表明：在电场力作用下，气泡加速脱离，分散成多个粒径均一的荷电气泡；随着特征电场强度增加，气泡群的索特平均直径从1.80 mm减小到650 μm，呈现窄峰高斯分布。在此基础上，进一步将电分散器耦合管式填充床，考察特征电场强度、孔口气体流速、液体流速及填料类型对流经填充床前后荷电气泡群的二次分散影响规律。结果表明：电分散器的初始分散与填充床的二次分散具有较好的协同作用，填充床出口区的气泡单位体积数量密度基本稳定在（4.0 × 10⁷）~（8.0 × 10⁷）个/m³，气泡群的索特平均直径能够稳定在600~700 μm；此外，电分散管式填充床在不同工况下均具有良好的稳定性与适用性，在不改变气液比的条件下，通过改变特征电场强度可实现对荷电气泡的实时调控。研究结果为电分散耦合填充床技术在气液两相反应器中的应用与拓展提供了参考。

凝结现象是自然界中常见的相变过程，广泛应用于石油化工、核能发电、制冷等工业领域，具有广泛的应用前景。其中，表面液滴分布与冷凝液快速脱离是影响滴状冷凝传热效率的重要因素。本研究搭建了竖直壁面蒸汽凝结传热实验平台，在不同接触角表面、不同过冷度条件下进行蒸汽凝结传热实验，重点考察了蒸汽在不同接触角疏水表面的滴状凝结特性，并利用基于深度学习的Cellpose算法统计冷凝表面上液滴的尺寸与分布规律。实验发现表面接触角在120°左右时具有最优异的传热性能。针对该现象，重点分析了表面液滴分布密度、液滴脱离半径与生命周期对冷凝传热效率的影响，定量描述了不同接触角表面液滴在单位时间内清扫面积的差异及对传热效率的影响。

在气固两相流动中，悬浮在气体中的实际颗粒大多为非球形颗粒。基于气体动理论的方法，建立了一种较为简便的计算模型，推导得到了颗粒在自由分子区内所受热泳力的通用表达式，并进一步得到了球体、圆柱体颗粒所受热泳力的具体表达式。考虑到颗粒在自由分子区内的高速布朗旋转，在宏观时间尺度上可以认为颗粒在各个方向上为等概率分布，由此推导得到了任意形状颗粒所受均向热泳力的表达式，结果表明非球形颗粒的均向热泳力正比于颗粒表面积，且比例系数与颗粒形状无关。此结果得到了直接Monte Carlo模拟的验证，为简化颗粒输运特性研究及其应用提供了新思路。

固体推进剂的螺压成型过程具有工艺流程连续、产品质量稳定、自控性强等优点，所制备的推进剂药柱适合大面积推广应用。为了充分提高螺压推进剂的燃烧利用率，针对4种等弧厚复杂药型，设计了不同的螺压挤出模具结构，基于数值模拟的方法，对固体推进剂螺压成型过程进行模拟研究，分析了药料在不同模具结构挤出成型过程中的流场特性和挤出胀大现象，并与实验结果进行对比分析，探究了影响复杂药型精密挤出成型质量的主要因素。研究结果表明：模具出口药料的流动行为很大程度上由模具内的压力分布决定，不同模具结构能够改善药料在横截面内的不均匀流动；分析药料在螺压成型过程的流动平衡系数发现，匹配车轮型药柱的模具结构使药料出口处的流动平衡系数最小，低速区流速为最大流速的42%~56%，且挤出胀大比较小，为1.095，此时药柱成型质量最佳。

为探究声场作用下烟气中细颗粒的凝并过程和特性，采用直接模拟Monte Carlo方法，从声场引发颗粒运动与相互作用、颗粒间发生碰撞、碰撞颗粒继而发生凝并或反弹的动力学过程出发，建立了描述平面驻波声场中细颗粒凝并的随机模型。模型中综合考虑了同向相互作用、重力沉降、声尾流效应、互辐射压力效应、布朗扩散等颗粒间相互作用机制，将颗粒碰撞视为随机事件，通过随机算法判断碰撞是否发生。基于所建立的随机模型对烟气中细颗粒声凝并过程开展数值模拟，在利用实验数据验证模型的基础上，展示了颗粒参数随时间的演变规律，探讨了烟气温度和压力对声凝并效果的影响。结果表明，声凝并过程中，颗粒数目浓度峰值下降，总数目浓度降低，计算颗粒呈现粒径增大、权重降低的规律；烟气温度由315 K升高到1015 K的过程中，声凝并效果起初显著增强，当烟气温度高于415 K后，声凝并效果对温度的敏感性减弱；在声场强度保持不变时，随着烟气压力的升高，声凝并效果单调下降，特别是当压力升高到1 MPa时，声凝并效果很弱。

为了揭示亲-疏水复合结构表面对冷凝传热的增强作用和冷凝液滴的动态行为的影响，在滴状冷凝（dropwise condensation，DWC）和膜态冷凝（filmwise condensation，FWC）理论的基础上，结合冷凝液滴成核、合并、脱离和滑动清扫效应，建立了亲-疏水复合表面蒸汽冷凝传热特性试验系统和数学模型，分析了不同表面结构尺寸、蒸汽温度和过冷度下，液滴动态行为对冷凝传热特性的影响。复合表面圆形疏水区直径为W_DWC，亲水通道间隔为W_FWC。结果表明，在不同条件下，冷凝系数随W_DWC的增大先提高后减小，有唯一W_DWC与W_FWC对应，使得冷凝系数达到最高。并且，最佳W_DWC仅受W_FWC的影响明显，对其他因素的影响不敏感。复合表面加速了液滴的脱离，在接触角110°，过冷度为5℃，饱和蒸汽温度为70℃的工况下，最佳结构尺寸（W_DWC=1.5 mm，W_FWC=0.5 mm）相比完全疏水表面冷凝系数提高71.4%。

细水雾除尘技术因具有环保、安全、经济等优势被广泛应用，但尘-雾碰撞时的反弹现象导致降尘效果不佳，且目前对其反弹动力学机制认识不足，缺乏理论指导。本研究针对生产性粉尘及大颗粒烟尘（直径1~125 μm），通过数值模拟分析其与相近直径雾滴碰撞时的反弹行为，并构建了考虑接触角、液滴-颗粒直径比、碰撞速度、液滴黏度、表面张力等多因素的反弹预测模型，得出了反弹临界条件。结果表明，反弹现象主要发生在液滴低速碰撞疏水颗粒时，且雾滴粒径越小，反弹临界速度越大；降低接触角可有效抑制反弹，当接触角小于90°时，反弹现象消失。本研究揭示了影响反弹行为的多重因素，可定量预测尘-雾碰撞反弹行为，为水雾降尘系统的设计优化提供理论依据。

基于相变结霜本质为热质传递的原理，进一步考虑霜层孔隙率逐渐降低和热阻增大分别致使水蒸气扩散能力和换热效果下降的实际情况，进而引入有效扩散系数D_eff和当量传热系数h_eq。同时，修正了传质因子j_m和传热因子j_h的计算式，将无量纲参数J（j_m/j_h）耦合至准稳态结霜模型中，从而对霜层特性参数进行了合理修正。为验证改进模型的预测准确性，与Lee模型、Lenic模型和Wong模型的计算结果以及7个典型实验工况的38组测量数据进行了对比验证。结果表明，该模型预测精度相较上述模型分别提升了31.81%、64.57%和50.64%。此外，模型预测值与典型工况下的实验数据吻合较好，所有工况下霜层厚度的平均误差小于6.57%，霜层密度的平均误差不足7.10%，霜层表面温度及结霜量的平均误差分别为8.41%和9.59%。

针对目前微通道节流制冷器通道数量少、制冷量小的特点，研究开发了一款多层、多流道并行印刷电路板式微通道节流制冷器。该制冷器内不同截面尺寸的微槽道相搭配以实现不同功能，在当量直径为0.46 mm的换热通道内回热预冷，在当量直径0.12 mm的节流通道内分布式节流降温与回热预冷耦合。以氩气为工质，分析2.01~8.02 MPa不同入口压力下制冷器的制冷性能。结果表明，各工况下，回热装置换热较充分，分布式节流部件具有显著的降温能力。当入口压力为8.02 MPa时，可达到158.5 K的最低温度，回热段与节流段温降梯度分别达到0.79和1.04 K/mm；当入口压力为6.00 MPa时，冷端温度为196.7 K，并伴随有2.73 W的寄生制冷量；在219.8 K的冷端温度下具有6.08 W的总制冷量，相较于相似特征尺寸的节流制冷器，有了显著提高。对比氩气和氮气在微通道节流制冷器中的实验结果，氩气所能达到的冷端温度总是低于相似工况下的氮气；但在相同出口压力下，氮气具有达到更低极限温度的潜力。另外，通过J-T效应分析分布式节流的运行特征，换热与J-T效应的耦合作用，热力和传热过程有不同规律，相较于绝热节流，节流过程系统完成度更高，J-T效率增加，可以缓解节流前预冷机构的换热压力。

丙酸甲酯（MP）作为医药、香料合成等领域的关键有机中间体，其现有生产工艺面临分离能耗高、生产效率低等挑战。基于此，本研究提出一种以甲醇与乙酸甲酯为原料，在原料高分压（60 kPa）条件下在固定床反应器内连续合成MP的新路线。通过Ti改性策略构筑了一系列高性能Ti-Cs/SiO₂催化剂，并采用XRD、BET、TEM、XPS、CO₂/NH₃-TPD和UV-Vis测试对其物理化学特性进行了表征。结果表明，Ti的引入显著调节了催化剂的酸碱特性，弱酸占总酸位点与弱碱占总碱位点比例对羟醛缩合反应活性有重要影响。在一步法制MP的关键步骤（甲醛和乙酸甲酯羟醛缩合反应）中，乙酸甲酯的转化率随Ti的负载量呈火山型趋势变化，当Ti的负载量为4%（质量分数）时，转化率最高（29.4%）。相应地，在甲醇和乙酸甲酯一步法制MP的串联反应中，该催化剂表现出最高的催化活性，MP的收率达23.6%。本研究揭示了Ti改性对催化剂酸碱特性及反应性能的影响机制，为甲醇和乙酸甲酯一步法合成MP的催化剂设计及工艺放大提供了理论依据和技术支撑。

CO₂加氢制甲醇是缓解全球气候变暖、实现碳资源再利用的有效途径。Cu/CeO₂催化剂是CO₂加氢制甲醇的一类重要催化剂，但其甲醇选择性仍有待进一步提高。本文通过引入不同含量的Ga₂O₃制备了xGaCuCeO催化剂，以调控其甲醇选择性。研究结果显示，Ga₂O₃增强了催化剂表面CO₂的吸附强度，提高了催化剂表面氧空位含量，从而提高了xGaCuCeO催化剂的甲醇选择性。在260℃和3.0 MPa条件下，与CuCeO催化剂相比，Ga含量为1.1% （质量分数）的0.07GaCuCeO催化剂的甲醇选择性提高了47%，时空产率提高了26% （22.4 g·kg^-1·h^-1）。

为了探究气泡扰动强化撞击流反应器制备碳酸钙（CaCO₃）粉体机制，通过撞击流共沉淀法，制备了具有不同晶体结构和含量的CaCO₃粉体，考察了气泡扰动下反应温度对CaCO₃晶体析出形式和转化过程的影响，研究了不同气液流量比下CaCO₃晶体的晶相含量、成核速率及粒径尺寸。实验结果表明，反应温度是影响晶体形貌的关键因素，随着温度升高，CaCO₃晶体析出形式依次为方解石、球霰石、文石。气泡扰动可有效调控CaCO₃晶体含量和粒径尺寸。随着气液流量比增大，球霰石型CaCO₃含量先降低后升高，成核速率先增大后减小，平均粒径先减小后增大。当气液流量比r=1.00时，产物中球霰石的含量达到最高水平，且平均粒径最小。为撞击流反应器可控制备CaCO₃提供了参考。

低温催化水解羰基硫（COS）是推动煤气洁净转化利用的关键技术之一。现代合成气经高温净化后COS含量低，但工业气源（如高炉和焦炉煤气）中COS含量较高（75~400 mg·m^-3）。因此，研究COS水解技术对工业煤气净化及未来合成气高效制备意义重大。前期研究发现，γ-Al₂O₃负载稀土金属在低浓度COS条件下表现出较强的催化水解活性，但其在低温和高浓度COS气氛下的催化水解行为尚不明确。本研究探讨了不同稀土金属氧化物（La₂O₃、Sm₂O₃和CeO₂）对γ-Al₂O₃催化水解行为的提升作用；并基于气体组成影响规律及多种结构表征，剖析了优选稀土金属与γ-Al₂O₃间的相互作用。结果表明：在70℃、1000 mg·m^-3 COS、3%（体积分数）H₂O及0.5%（体积分数）O₂条件下，负载Sm₂O₃（质量分数为5%）的改性催化剂（Sm₂O₃/γ-Al₂O₃）表现出最佳性能，反应8 h后H₂S选择性为86.3%，且COS转化率保持在90%以上，高于未改性γ-Al₂O₃（65.3%）。此外，Sm掺杂提高了抗H₂S中毒能力，归因于Sm改性增加了γ-Al₂O₃表面的碱性位点。CO₂的存在显著削弱了Sm₂O₃/γ-Al₂O₃对COS转化率的提升作用（降低39.6%），这是由于CO₂的竞争吸附导致催化剂失活，且该过程可逆。另外，在H₂S和CO₂共存条件下，CO₂优先吸附在催化剂表面，占据碱性位点使催化剂快速失活。

采用二次晶化法对MTW分子筛进行改性，并深入探究其在苯和环己烯烷基化反应中的催化性能和机理。通过XRD、ICP-OES、N₂吸附-脱附等温线、SEM 以及Py-IR等多种表征手段，系统探究了所制备MTW分子筛样品的结构参数以及酸性位点浓度，同时，采用固定床反应器对MTW分子筛样品在苯和环己烯烷基化反应中的催化性能展开评价。表征结果表明，二次晶化法成功为MTW分子筛引入介孔结构，在不改变晶体构型的前提下，显著提高了总B酸量及外表面B酸量。苯和环己烯烷基化反应的催化性能结果表明，经二次晶化处理后的MTW分子筛的活性得到显著提高，其中MTW-Ⅱ表现出最优异的转化率，达到41.74%。同时，改性后的MTW分子筛在选择性方面表现出色，均维持在75%以上。此外，通过对反应混合物成分的明确分析，推测出了苯和环己烯烷基化反应的反应网络，为环己基苯工业化生产提供了理论支撑。

采用模板碳化和水热法将塑料矿泉水瓶转化为氮掺杂多孔碳材料（PNAC），然后在此基础上利用水热法和退火法成功制备了负载在塑料衍生氮掺杂碳上的CoMoO₄纳米颗粒（CoMoO₄@PNAC）复合材料，并用于电解水析氢催化剂。合成的CoMoO₄@PNAC复合材料在1 mol/L KOH的碱性电解液中表现出良好的析氢催化活性，仅需要162 mV的过电位就可以达到10 mA/cm²的电流密度，并表现出良好的稳定性。PNAC提供了良好的电子转移通道，其卷曲的纳米片形状可以对CoMoO₄纳米颗粒附近的电解液产生扰动，加快电解液与活性位点之间的质量交换，促进气泡产物的快速脱离。DFT计算表明，与CoMoO₄相比，CoMoO₄@PNAC具有更低的ΔG_H*，DOS曲线显示，PNAC的引入填充了纯CoMoO₄之中的态密度间隙，重新调整了电子分布，费米能级附近的态密度增加，提高了可用电子数量，释放出CoMoO₄的析氢催化潜力，进而使得CoMoO₄@PNAC具有良好的析氢催化性能。

本研究旨在评估纳滤膜技术在稀土浸出液膜法提浓过程中的应用潜力。从稀土离子截留与抗污染性能方面，对商业膜进行了筛选，发现提高硫酸钙饱和溶解度是提高浓缩倍率的关键。进一步深入研究了硫酸钙溶解度与纳滤膜过程的关系，并对纳滤膜的分离工艺进行了优化。通过调节溶液的pH，有效控制了硫酸钙在膜表面的沉积现象，进而提高了膜处理的效率以及稀土离子的浓缩倍率。此外，应用Hermia模型分析了不同运行条件下膜污染的影响，为膜清洗和延长使用寿命提供了理论依据。本研究为稀土浸出液的提浓提供了一种高效且环保的解决方案，具有显著的应用前景。

氢气驱动的电化学捕碳系统（HECCS）是一种新型的低浓度CO₂捕集与分离方法。受大面积膜制备、膜性能和电极性能等限制，HECCS系统的单模块捕碳能力有限。为了提高HECCS系统捕碳性能和系统经济性，本文提出HECCS系统的模块化设计与优化方法，在分析HECCS系统单模块操作性能基础上，研究了模块化HECCS系统的捕碳策略及优化操作方法，阐明了模块化HECCS系统结构特性及单元模块之间的协调匹配特性。研究表明，在特定的低浓度CO₂捕获场景中，在模块化捕碳系统中，不同单元模块组合方式的HECCS模块化系统结构显著影响捕碳性能和经济性。在相同操作条件下，串联结构比并联结构具有更优的除碳效果，多级结构有助于降低系统氢气消耗；HECCS系统的最优级数受进出口CO₂浓度、氢气价格和HECCS模块价格影响显著，取决于系统操作费用和投资费用权衡。本研究可为模块化HECCS系统性能优化和经济性提升提供优化设计方法。

在高性能三元正极材料的制备过程中，三元前体作为核心原料，其品质尤其是粒度分布对正极烧结产物的理化性能具有决定性影响。三元前体的制备涉及多种工艺参数，氨水浓度、反应温度、反应过程pH、搅拌速率和反应时间均对粒径产生显著影响，其中反应时间对三元前体的粒径影响最为显著。提出了一种基于粒数衡算方程的三元前体结晶过程粒度分布动态预测模型。首先，针对三元前体共沉淀过程的生长特性，建立了基于粒数衡算方程的粒径预测模型，分别考虑了符合ASL方程的生长速率和具有普适性的生长速率表达式。其次，运用配点法对粒数衡算方程进行空间和时间维度的离散化求解，并通过构建优化问题对模型中的未知参数进行辨识。最终，仿真结果表明，所提出的预测方法能够准确模拟不同初始粒径的三元前体在结晶过程中的粒径变化，实现对粒度分布的精确预测，为优化三元正极材料的烧结工艺提供了重要的理论依据和参考。

针对SOEC电堆内部温度、电流不均匀性对系统制氢效率、安全稳定运行及寿命造成的影响，首先根据SOEC电堆的几何结构建立能精准分析SOEC电荷传输过程、流体流动、物质传输过程、热能传递过程的多物理场耦合的3D模型，其次为优化模型仿真过程对模型进行边界约束并将其结构网格化，得到满足约束条件的自适应增量Kriging代理模型优化方式，印证该模型优化的精准性并减少了仿真时间与计算资源总量，最后通过分析电堆内部温度、物料分布、电流密度、电压等不均匀分布特性及原因提出考虑增加电解制氢效率及改善不均匀性的SOEC电堆稳态运行多目标优化算法，并通过算例仿真和实验验证，考虑电堆内部温度、电流均匀性分布的优化方式，可大大提高电堆安全稳定运行及产氢量。

针对化学工业过程中存在的强非线性和时变特性等问题，提出了一种基于牛顿-拉夫逊优化算法（Newton-Raphson based optimizer，NRBO）驱动的堆叠长短期记忆网络（stacked long short-term memory network，SLSTM）的运行状态评价方法。该方法通过堆叠多层LSTM网络并引入Dropout层，增强了时序数据的表达能力。同时利用 NRBO 算法的二阶导数优化特性，有效提高了模型的收敛速度和分类精度，避免了传统LSTM评价方法在高维参数空间中易陷入局部最优的问题。在Tennessee Eastman（TE）过程的实验验证中，所提方法的预测准确率达到了99.31%，显著优于其他几种对比方法。针对非优状态，提出了基于主元分析和组套索正则化贡献（principal component analysis and group lasso regularization contribution，PCA-GLC）相结合的非优因素识别方法，该方法能够有效识别关键变量，减少误判和干扰，为工业过程的实时调整提供准确依据。在TE过程的实验验证中，所提方法相对于基于PCA的图贡献法，对关键变量的识别更加准确，并且降低了其他变量对结果的干扰。

复杂化工过程中监测变量存在自相关与互相关的时空耦合关系，导致在故障传播路径识别过程中容易出现冗余信息，造成路径的错误识别。为此，提出一种融合监测数据与过程知识的故障传播路径回溯方法，以基于k近邻的故障传播路径分析方法为框架，引入分布式交互监测以确定故障潜在区域并剔除冗余变量，从工艺过程中提取基于无向邻接矩阵的连通性模型，给故障路径回溯提供逻辑指导。通过Tennessee Eastman过程与合成氨工艺流程的故障案例，与传统传递熵方法、基于k近邻的故障传播路径分析方法相比，验证了所提方法有效地提高了故障路径识别精度和效率，同时减少了冗余备选路径。

干气密封端面过度摩擦磨损是其常见失效形式之一，为研究微织构尺寸和面密度对织构化碳化硅（SiC）干气密封环摩擦学性能的影响，采用激光加工技术在SiC陶瓷表面制造45°椭圆微织构，探究织构尺寸和面密度对摩擦学性能影响规律。试验结果表明：随织构尺寸和面密度增加，摩擦系数和磨损率均呈现先降低后升高的趋势，在等效直径80 μm、面密度10%时摩擦学性能最好。织构尺寸过小，织构刮擦损伤严重；织构尺寸过大，摩擦副间剪切力增大。织构面密度过小，改形效果不显著；织构面密度过大，易引发应力集中和加剧磨粒磨损。尺寸和面密度均适宜的织构才可以发挥其收容磨屑、减小接触面积、减轻磨粒磨损与黏着磨损的效果，提升SiC的摩擦学性能。

为研究全氟支化短链氟碳表面活性剂复配体系性能，以全氟支化短链季铵盐氟碳表面活性剂（BQSF-IEt）和己烷磺酸钠（SHS）为研究对象，针对BQSF-IEt/SHS复配体系的临界胶束浓度（CMC）、临界表面张力（γ_CMC）、聚集行为、相互作用参数以及润湿性能进行了研究。结果表明：SHS可显著提升BQSF-IEt溶液的表面活性，当复配比（BQSF-IEt/SHS）为1∶2时溶液的表面活性最强：γ_CMC和CMC分别为16.23 mN/m和0.0065 mmol/L。同时，SHS的加入也会改变溶液中BQSF-IEt囊泡的尺寸。并且，通过Clint模型和Rubingh模型的相关计算，证明了BQSF-IEt和SHS之间存在较强的相互作用。值得注意的是，该复配体系在0.1667 mmol/L的低浓度下即实现聚四氟乙烯（PTFE）基材的完全润湿（接触角<5°），展现出作为低表面能材料高效清洗剂的潜力。

表面张力是液体重要的物性参数，是影响各种化学反应和生物反应的关键因素之一，也是化学工程计算中必不可少的基础物性参数。振荡座滴法是一种高精度、高灵敏度地测量液体表面张力的方法。为了探讨基于振荡座滴法测量液体表面张力的有效性和影响因素，本研究在20℃下以蒸馏水、乙醇和乙二醇为实验对象，采用外径不同的不锈钢针头滴落液滴至聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）基板上，通过高速摄像记录液滴的振荡行为，并进行频谱分析。实验结果显示，虽然基于Rayleigh公式计算出的表面张力值普遍高于传统的悬滴法测量值，但振荡频率与液滴体积间存在线性关系。此外，实验还验证了不同图像采集帧率对频谱分析结果的影响。研究表明，振荡座滴法是一种有潜力的测量方法，尤其适用于高温条件下冶金熔体的表面张力测量。然而，目前该方法计算得到的表面张力值仍高于标准值，需要进一步优化模型以提高测量精度。

液体自冲击密封是一种新型非接触式密封技术，具有零磨损、低能耗、长寿命及高稳定性等优势，可满足高压、高速工况下的严苛密封需求。通过数值模拟与多工况分析，系统研究了翼形、矩形及键形悬柱结构的泄漏特性与封严机理，并提出了基于欧姆定律类比的并联流道优化设计方法。研究发现，翼形悬柱结构在低黏液体（如超临界CO₂）、高压（≥4 MPa）、高速（≥11000 r/min）及大间隙（≥0.18 mm）工况下抑漏能力最优，其性能源于支流道回流与多涡旋协同的“冲击阻塞”效应；键形与矩形结构在高黏液体、低压（≤4 MPa）及小间隙（≤0.18 mm）场景中表现相近，而键形封严效果更好；密封级数超过20级后抑漏增益显著减弱，且间隙缩小需权衡加工成本与可靠性；通过类比电路并联原理，提出支流道宽度为主流道0.5倍的优化方案，验证了该方法对高黏层流介质的适用性（误差<5%）。本研究揭示了液体自冲击密封的流动机理，为高压装备的低泄漏、高稳定性密封设计提供了理论依据，同时拓展了“冲击阻塞”理念的工程应用场景。

端羟基聚丁二烯（HTPB）是丁羟推进剂的重要组分，随着武器弹药的退役升级，废弃丁羟推进剂的处理对环境带来了重大的挑战。本研究从炼厂污泥中分离出一株以HTPB为唯一碳源的假单胞菌HM6。采用凝胶渗透色谱法测定了降解前后HTPB的分子量分布，采用傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱和气相色谱-质谱联用法对降解产物进行了表征。HTPB降解后产生两种低分子量化合物，数均分子量由降解前的9523 g/mol分别降低至6809 g/mol和366 g/mol，中间代谢产物包括醛类、醇类和羧酸类等化合物。通过基因组和转录分析，发现编码铜氧化酶、醛脱氢酶、水解酶等基因且表达量均上调。基于化学表征和基因组分析，提出了菌株HM6对HTPB降解的途径。本研究为利用微生物降解废弃丁羟推进剂提供了理论依据。

利用MATLAB构建了耦合蒸气冷却屏（VCS）的真空多层绝热液氢储罐的自增压模型，分析了VCS无量纲位置l_d、VCS中质量流量{\dot{m}}_{\mathrm{v}\mathrm{c}\mathrm{s}}和VCS开启时刻t_open对储罐休眠期的影响，休眠期是储罐从初始压力到达设定终止压力的时长，由无量纲的休眠期延长因子{\lambda }_{\mathrm{d}}表征。定义{\lambda }_{\mathrm{c}}和t_d，分别表示VCS消耗的氢气质量和VCS开启的持续时间；引入多目标遗传算法在高维输入参数空间中搜索优化的（{\dot{m}}_{\mathrm{v}\mathrm{c}\mathrm{s}}， t_open， t_d， l_d），使{\lambda }_{\mathrm{c}}和{\lambda }_{\mathrm{d}}达到帕累托最优状态，获得的一系列优化点（{\lambda }_{\mathrm{c}}，{\lambda }_{\mathrm{d}}）构成了帕累托前沿。帕累托前沿可拟合为通过原点的一条直线，其斜率决定了固定{\lambda }_{\mathrm{c}}条件下{\lambda }_{\mathrm{d}}的理论极限，表征在给定VCS消耗氢气量的情况下可以获得的理论最长休眠期。当采用三重蒸气冷却屏（TVCS）时，将高维输入参数空间中三个优化点（{\dot{m}}_{\mathrm{v}\mathrm{c}\mathrm{s}}， t_open， t_d， l_d）对应的（{\lambda }_{\mathrm{c}}， {\lambda }_{\mathrm{d}}）与初始点对应的（{\lambda }_{\mathrm{c}}， {\lambda }_{\mathrm{d}}）进行对比，结果表明：优化点1、2和3对应的{\lambda }_{\mathrm{c}}分别减少了5.57%、18.60%和31.57%，而{\lambda }_{\mathrm{d}}分别提高了64.57%、42.60%和20.25%；说明通过优化输入参数，在VCS消耗氢气量减少的情况下休眠期反而延长了。研究可为VCS中冷能利用效率的提升和液氢高效储存提供理论指导。

基于固体促进剂和化学促进剂的作用机理，研究了CP水合物晶种+THF固液复配型促进剂对盐水体系中CO₂水合物形成及影响，通过宏观实验结合激光拉曼、扫描电子显微镜（SEM）等表征方式，获得了不同浓度组合固液复配促进剂对CO₂水合物生长动力学、气体消耗量以及水合物形貌等影响规律。研究表明，CP水合物晶种+THF的协同作用有效地提升了CO₂水合物的形成效率及形成速率；盐水体系中，最佳摩尔分数组合为2.78% CP+ 2.78%THF时，CO₂气体消耗量达到23.90 mmol，水合物的平均生成速率为2.94×10^-4 mmol/(mol·s)，相较于已报道的结果，分别提高了15.00%和66.67%。此外，由SEM和Raman等微观分析手段可以得出，纯水体系中水合物形成受扩散控制，气体消耗量普遍较高，而盐水体系则受控于界面反应，盐离子的静电效应使得水合物界面更致密，从而显著降低了气体消耗量。模拟海洋环境中的CO₂水合物沉降过程实验表明，盐水中合成的CO₂水合物密度更大且易于沉降，更有利于海洋碳封存。这些微观结构特征与宏观实验数据一致，验证了固液复配型促进剂体系的有效性。该成果为海洋碳封存技术提供了关键参数优化方案与理论支撑，对实现高效稳定的海洋二氧化碳封存具有重要应用价值。

Fe-Zn/Al₂O₃吸附剂在H₂S脱除方面展现了良好的性能，但其高昂的原料成本和复杂的制备过程增加了在大型沼气净化设施中的应用成本。为降低成本，本研究将富铁飞灰（FA）部分替代耦合Fe-Zn/Al₂O₃吸附剂，以改善沼气脱硫效果。研究结果表明，Zn/Fe摩尔比为3∶1的Zn-Fe/Al₂O₃复合吸附剂在室温条件下具有最佳的H₂S脱除性能，其穿透容量达到3.234 mg/g。进一步加入FA作为粗脱硫剂，通过二段式吸附过程，显著提高了整体H₂S穿透容量，增幅达到7.4%。结果表明，FA的添加能够有效降低沼气脱硫的成本，具有较好的应用前景。

为探究高压下氨-甲醇混合燃料的稀薄燃烧和排放特性，在定容燃烧弹中对其层流火焰传播特性进行了可视化研究，并基于自主开发的机理开展了化学反应动力学分析。研究发现，随着甲醇能量占比的增加，层流火焰传播速度显著提高，且火焰的稳定性得到改善，当甲醇能量占比由20%增加至50%时，Φ=0.7和Φ=0.8的层流燃烧速度分别增加了110%和99.6%。排放方面，NO的生成途径主要有HNO+M\stackrel{}{̿}H+NO+M和HNO+H\stackrel{}{̿}H₂+NO，而NO的消耗途径主要为NH₂+NO\stackrel{}{̿}NNH+OH和NH₂+NO\stackrel{}{̿}N₂+H₂O，稀燃条件下HNO等中间体的存在使NO排放增加。综合分析表明，稀燃条件下NO的生成主要通过增氧反应路径进行，燃料型NO占主导地位。因此，虽然增加甲醇含量可以提高层流火焰速度，但需权衡NO排放。

氢存储是掣肘氢能产业发展的核心问题，提高储氢密度是关键技术难点。金属有机框架表现出优异的储氢密度，成为最具潜力的储氢材料之一，然而传统的分子模拟技术和常规的高通量筛选方法研究金属有机框架储氢，面临计算耗时长且计算资源消耗大的问题。本文构建了一种数据驱动辅助高通量筛选策略，用于快速预测阴离子柱撑金属有机框架储氢性能，其在训练集和测试集上的R²值均超过了0.99，且耗时仅为63 s。筛选出20个金属有机框架，在77 K、5 MPa下的质量储氢密度均超过了美国能源部设定的储氢目标5.5%（质量）。潜在可能合成的ALFFIVE_2_Fe结构在77 K、5 MPa下，质量储氢密度达到9.75%（质量），可交付质量储氢密度达到了3.05%（质量）。通过特征值贡献度发现孔体积对储氢容量影响最大，依次是质量表面积、密度以及孔隙率。研究结果可为阴离子柱撑金属有机框架在储氢应用方面提供一定的理论参考。

针对传统芬顿体系中低pH和低活性铁含量等问题，通过向Fenton体系加入碳酸氢盐，与H₂O₂反应生成HCO{}_{\mathrm{4}}^{-}，再经盐酸羟胺（HAH）还原提升活性铁含量，可实现近中性条件下对2,4-二氯苯酚（2,4-DCP）的高效降解。结果表明，HAH强化\mathrm{H}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}^{-}改良Fenton体系在pH约为6.46的条件下，Fe²⁺、NaHCO₃、H₂O₂与HAH的浓度分别为4、10、10和0.5 mmol·L^-1时，反应60 min后，2,4-DCP可被完全降解。高浓度的\mathrm{N}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}^{-}、Cl^-和共存有机质会对2,4-DCP的降解产生抑制作用。反应体系中HAH的引入促进了Fe²⁺和Fe³⁺的循环，提高体系的催化能力，降低Fe²⁺的用量。通过自由基淬灭实验和EPR检测验证了在反应过程中主要参与的自由基是HO^·，¹O₂和{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}^{·-}的贡献很小。且毒性评估结果显示，在降解过程中产生的大多有机中间体的毒性相较于 2,4-DCP明显降低。

多孔液体（PLs）是一种具有稳定永久孔隙结构及流动性的新型材料。以2-甲基咪唑锌盐（ZIF-8）纳米粒子为主体，1-乙基-3-甲基咪唑双（三氟甲磺酰基）亚胺（[EMIm][NTf₂]）为位阻剂，合成了一种Ⅲ型多孔液体。研究了ZIF-8负载量、SO₂浓度、SO₂流量和温度对PLs吸附性能的影响。结果表明，PLs具有一定的流动性、热稳定性和永久孔隙结构；ZIF-8的加入能显著提高离子液体位阻剂的SO₂吸附能力，当ZIF-8负载量为25%时，PLs对SO₂的饱和吸附量（0.41 mmol/g）远高于纯离子液体（0.05 mmol/g），ZIF-8与离子液体的协同效应达到61.6%，同时具有较高的吸附速率（0.37 mmol/(g·min)）。PLs对SO₂的吸附行为符合Avrami吸附动力学模型，PLs主要通过化学键和范德华力的共同作用对SO₂进行吸附。PLs经过4次再生后仍具有较高的吸附能力。

为揭示煤中有机Ca在煤加氢热解过程中的迁移转化机制，构建了含羧酸Ca的煤大分子结构模型，采用反应分子动力学（ReaxFF MD）模拟手段，基于不同升温模式从原子水平追踪了Ca在煤加氢热解过程中的运动轨迹；通过人为加载Ca型煤进行加氢热解实验，采用电感耦合等离子体光谱仪（ICP-OES）测定了产物中Ca元素的含量。模拟结果表明，在升温模拟过程中，有机Ca在高温下向无机Ca、气态烃Ca、焦油Ca迁变。原子Ca很难单独从焦炭中释放，并且极易和生成的H₂O分子结合。在恒温模拟过程中，随着温度的升高，煤加氢热解过程中有机Ca迁变行为加剧，焦炭Ca大量向无机Ca和气态烃中的Ca转化。在较低温度下（1600~2200 K），需要持续一定时间有机Ca才会发生迁变，而在较高温度下（2500~2800 K）相应发生迁变过程需要的时间更短。通过分析热解实验中Ca的演化规律，初步验证模拟结果。此外，还探讨了显微组分对有机Ca迁移行为的影响，镜质体含有较多脂肪链，能热分解更多小分子碎片与Ca结合，而惰质体因芳香结构致密且活性位点较少，有机Ca的结合能力略弱。最终，从原子水平揭示了有机Ca在煤加氢热解的迁变机制：有机Ca的结合能力很强，极易与分解后的小分子物质结合。有机Ca可以直接向无机小分子、气态烃与焦油分子中转化。其中，Ca首先倾向于进入无机小分子，其次是气态烃，最后是焦油。同时，赋存在三者之间的Ca会在高温下持续迁移转化。研究结果可为高碱煤在中低温热解产业中污染控制与产物优化提供科学参考和理论支持。

普鲁士蓝（PB）因其三维开放框架结构在电化学存储领域备受关注。将PB分散到电解液中形成稳定的悬浮液，使PB在锂氧电池（LOBs）放电过程中与放电产物共沉积，利用其高锂离子（Li⁺）迁移数（t_{\mathrm{L}{\mathrm{i}}^{+}}= 0.67）加速放电产物分解，降低充电电压；同时，悬浮的PB促进了Li⁺通量的均匀化，有利于锂的均匀沉积和溶解。与LiClO₄/DMSO电解液相比，添加1.5 mg·ml^-1 PB悬浮电解液的锂||锂（Li||Li）对称电池的循环时间从257 h延长至1000 h，LOBs循环寿命从64圈延长到430圈。

直接还原铁-电弧炉（direct reduced iron-electric arc furnace，DRI-EAF）是钢铁工业减碳的一种短流程炼钢工艺，其大规模绿氢冶金应用须关注可再生能源利用率、时序源荷交互、经济可行性等。本研究建立了光伏与电网协同驱动的氢基DRI-EAF工艺模型，基于典型地理区域的技术经济参数，评估了该工艺的能耗、碳排放及经济效益。结果表明，新疆乌鲁木齐2500 MW光伏电站规模可实现可再生能源渗透率90.26%，相比于纯电网运行、高炉-转炉工艺和天然气DRI-EAF工艺，分别减少碳排放84.54%、81.35%和68.28%。100 MW光伏电站规模下，以上海为代表的高电价地区难以回收投资成本，地区电网电价是影响可再生能源氢基DRI-EAF工艺经济性的关键因素之一。制氢成本一定时，碳价由90 CNY/t上涨到1614 CNY/t，新疆乌鲁木齐2500 MW光伏电站回收期由8.28年降低至3.45年。

合成了具有不同长度连接链的可聚型阳离子Gemini表面活性剂PC11-n-11（n=2， 4， 6），采用核磁共振波谱仪（¹H NMR）和红外光谱仪（FTIR）对结构进行了表征，研究了连接链长度对PC11-n-11的界面性能、胶束直径分布、润湿性能和高内相乳液（HIPE）稳定性的影响规律。结果表明，制备的PC11-n-11的界面性能明显优于传统表面活性剂（DTAB），且润湿性能强。随着连接链长度的增加，临界胶束浓度（CMC）和最大表面吸附容量（Γ_max）逐渐减小，每个表面活性剂分子所占据的最小面积（A_min）逐渐增大，界面性能更好，形成的胶束直径先增大后减小，对疏水性表面的润湿性也更好。其中PC11-4-11和PC11-6-11对HIPE的稳定性好，以PC11-6-11为稳定剂通过HIPE模板法成功制备了壳聚糖和聚丙烯酰胺复合的多孔聚合物。

为了探究粒径对TiH₂粉尘云燃爆特性及温度分布特征的影响，采用20 L球形爆炸测试系统和1.2 L哈特曼管测试系统对5.3、17.1、27.8 μm TiH₂粉尘云的燃爆特性进行对比分析，并基于比色测温技术重构出粉尘火焰温度分布云图。实验结果表明：随着粉尘浓度的增大，3种粒径TiH₂的P_max及(dP/dt)_max均呈先增大后减小的趋势；随着TiH₂粉尘粒径的增大，P_max、(dP/dt)_max和K_St均减小，爆炸危险性降低；此外，随着粉尘粒径的增大，TiH₂粉尘云火焰变离散，发光强度变低，火焰传播速度减慢；小粒径TiH₂粉尘云整体火焰温度分布更均匀，大粒径TiH₂粉尘云火焰边缘出现局部高温区，粒径越大局部高温区越明显且火焰形状越不规则。研究结果可为TiH₂粉末材料的安全生产和爆炸防控提供理论参考。