对2020年美国（总统）绿色化学挑战奖获奖项目的关键技术、创新与价值进行了分析评价。5个奖项分别授予了吉诺玛蒂卡公司（Genomatica）的生物基丁二醇项目，默克集团（Merck&Co Inc）设计的一种多功能、立体选择性组装ProDrugs催化剂，约翰斯曼维尔公司（Johns Manville）设计的生物基无甲醛热固性粘合剂配方，Vestaron公司开发的SPEAR^®生物杀虫剂以及密歇根大学Steven Skerlos教授研发的用于Pure-Cut^TM技术的聚变冷却剂系统。

在可再生能源和氢能快速发展的背景下，对二氧化碳甲烷化技术在现代能源体系中可能的应用场景有了新的认识。结合实际分析了能够结合二氧化碳甲烷化技术的4种氢源获取方式和二氧化碳源获取方式，并总结出4种新的应用场景，提出二氧化碳甲烷化技术在联通电网和天然气网、可再生能源储能、核电和谷电储能、富碳天然气资源开发、工业尾气处理等方面的应用技术及发展潜力。

全球能源低碳化的背景下，油气行业正面临着传统能源消费增速放缓、碳成本日益增高、高碳资产持有风险升高、油气价格持续受到抑制等多重压力。选择了行业内大型国际油气公司作为样本，研究各公司的低碳战略特点及实践成效，了解国内外油气行业应对能源低碳转型的举措和效果，为我国油气行业更好地贯彻国家生态文明建设要求和执行能源安全新战略要求提供参考和借鉴。

简要介绍了吸附工艺流程的4个阶段；详述了吸附剂、吸附装置类型对工业源VOCs吸附效果的影响。从理化性质、吸附性能和其他特性对活性炭、硅胶、分子筛3种吸附剂进行了评价，详细分析了理化性质对吸附性能的影响。阐明了固定床、移动床、流化床、转轮吸附器4种吸附装置的优缺点、适用范围，剖析了装置内部结构对吸附效果的影响。为实现高效、专一化吸附治理，未来需基于工业源VOCs排放特征和大量动态吸附实验及模拟结果选定合适的吸附剂及装置。

综述了近几年关于活化过硫酸盐非均相催化材料的研究进展，包括金属催化材料、非金属催化材料和金属-非金属复合材料。阐述了基于"以废治废"新理念的非均相催化材料相关研究成果，其中碳催化材料是主要的不掺杂金属元素就可以有效活化过硫酸盐的非金属材料。

综述了CeO₂常用的制备方法，如沉淀法、溶胶凝胶法、水热法等，概述了近年来CeO₂在光催化领域的研究进展，包括光降解有机污染物、光催化选择性氧化、光催化分解水制氢，并对其未来的发展进行了展望。

概述了CO₂/CO加氢制甲烷过程，重点阐述甲烷化催化剂制备方法、催化剂活性组分、助剂和载体对催化剂结构的影响；分析了甲烷化反应机理及甲烷化反应中催化剂失活现象。针对目前甲烷化催化剂现状，提出深入研究甲烷化反应机理、开发耐硫催化剂是甲烷化今后的研究方向。

概述了MOFs衍生的非金属元素掺杂多孔碳材料在电催化氧还原领域中的应用现状，探讨了其面临的问题及解决途径，并展望了其未来发展方向。

在探究厌氧消化过程中氨氮回收可行性的基础上，总结了几种国内外常见的氨氮回收方式，并结合实例分析比较不同方式之间的联系和每种方式的局限性，归纳了不同氨氮回收设备之间的联系并提出改进意见；在氨氮回收的基础上研究游离氨的单独作用和游离氨与其他方式联合作用作为污水厂二级污泥和农作物预处理的应用。

介绍了燃煤电厂生产运行系统中所排放不同性质工业废水的处理方法，以及处理后水资源回收利用的路径；分析了燃煤电厂脱硫废水零排放技术的研究进展和实际应用情况，并对燃煤电厂废水处理和水资源回收利用的发展趋势做了展望。

综述了直接接触式、真空式和气隙式膜蒸馏技术在溴化锂吸收式制冷系统中的研究现状，阐述了各类膜蒸馏技术原理及优缺点，并提出了膜蒸馏技术在今后溴化锂吸收式制冷领域中的研究和发展方向。

详细介绍了原位热脱附技术（ISTD）的原理、特点以及技术分类，并对其进行评价和总结；分析了热脱附温度、停留时间等因素对热脱附脱除效率的影响；讨论了回收型和破坏型2种类型的热脱附尾气处理技术。原位热脱附技术由于修复周期短、效率高等优点被广泛使用，未来或可向多种修复技术联合修复的方向发展。

介绍了目前丙烯生产技术进展情况并对各工艺的经济性进行了简要分析。未来随着炼化一体化项目的增多以及原油直接裂解制化学品产能的增长，蒸汽裂解与FCC装置仍将是丙烯的重要来源；PDH的发展主要取决于丙烷的价格，对进口原料的依赖使得装置的经济性存在一定程度的不确定性；随着炼油向化工转型，低碳烯烃生产丙烯将成为丙烯生产的补充，但因受制于原料及装置规模，竞争力有限；中低原油价位下，以甲醇为原料的MTP/MTO竞争力较弱。

综述了近年来酚类化合物加氢脱氧催化剂的研究进展，分析了代表性酚类化合物的特点及其HDO所涉及的反应。对比分析了金属催化剂、硫化物催化剂、磷化物催化剂、碳化物和氮化物催化剂对酚类化合物HDO反应的催化性能。此外，对酚类化合物HDO催化剂载体的发展状况进行了介绍，指出了催化剂载体的发展趋势。最后总结了各类催化剂的特性，归纳了催化剂对酚类化合物HDO产物的影响及载体在酚类化合物HDO反应中的作用，并对下一步酚类化合物HDO催化剂的发展方向进行了展望。

综述了贵金属、非贵金属和无金属负载催化剂3种由水和氮气直接电化学合成氨催化剂的研究进展，催化剂在电催化氮还原合成氨的过程中占据举足轻重的地位。贵金属催化剂可以高效地催化合成氨，但是其含量少、成本高；非贵金属催化剂存在广泛但是活性不高，有待继续提升；无金属负载催化剂表现出优越的稳定性，但是由于炭基材料本身的化学惰性导致此催化剂的活性不高。在此基础上，对今后电化学合成氨催化剂的发展方向进行了展望。

通过阐述相变储能材料的种类及其封装方式，介绍了相变储能材料在动力电池、智能调温纺织品及相关材料中的运用，分析了其在温控领域中的应用，并对相变储能材料存在的问题和未来研究方向进行了分析和讨论。

简要介绍了电化学储能的原理及特点，着重分析了目前发展较为成熟的电化学储能技术，如铅酸电池、锂离子电池、钠硫电池、全钒液流电池技术的研究进展及应用现状，并对目前处于前沿研究的先进的大规模电化学储能技术，如钠离子电池、钾离子电池、锂硫电池、铝离子电池、固态电池及新型液流电池研究现状进行了研究。最后对未来大规模低成本电化学储能技术发展趋势进行了展望。

采用机械复合的方法制备不同比例SAPO-34和HZSM-5的混合分子筛。利用XRD、SEM、FT-IR、BET和NH₃-TPD等手段对样品进行物性和酸性表征，并考察各分子筛催化剂在甲醇制烯烃（MTO）反应中的催化性能。结果表明，部分小颗粒的HZSM-5粘连附着于大颗粒的SAPO-34表面上；SAPO-34和HZSM-5机械混合可以调节催化剂的酸性和微介孔结构；机械混合分子筛在MTO反应中有较高的催化剂寿命和丙烯选择性；在MSZ-90%混合分子筛上，当反应20 h时，丙烯的选择性高达48.9%，丙烯/乙烯比为4.0。

为探究钙基前驱体对Ni/CaO双功能材料（DFM）活性的影响，分别以分析纯Ca（NO₃）₂·4H₂O、Ca（CH₃OO）₂·H₂O、CaCl₂和Ca（ClO）₂为CaO前驱体制备Ni/CaO-DFM[w（Ni）=10%]，并考察了4种Ni/CaO-DFM转化CO₂的性能。利用TGA、BET、SEM、XRD、H₂-TPR等方法对Ni/CaO-DFM进行表征。结果表明，以分析纯Ca（NO₃）₂·4H₂O为CaO前驱体制备的Ni/CaO-DFM（R1）孔隙发达、结构蓬松，对CO₂的吸附量明显优于其他样品，且R1生成的CaCO₃最易分解，有利于实现Ni/CaO-DFM的循环利用；同时，R1中与CaO接触较为紧密的NiO分散度提高，Ni的活性增强。固定床实验表明，4种Ni/CaO-DFM中R1对CO₂转化效率最高，达到30%，CO产量达到0.514 mmol/g；R1的耐久性强，经过10个碳吸附解析循环，质量保持在88.4%左右且无明显烧结现象。

以镍、铬的水合硝酸盐及尿素为主要原料，采用水热法合成了具有片层状结构的镍铬水滑石。考察了镍铬摩尔比、尿素摩尔比、溶剂种类、反应时间以及反应温度对材料制备结果的影响，并利用XRD、SEM、FT-IR、TG-DSC等手段对其进行表征。结果表明，当n（Ni²⁺）：n（Cr³⁺）为2：1、n（NO^-₃）：n（Ur）为1：5、50%乙醇/水作为溶剂并在150℃恒温环境下晶化96 h时，能够得到结晶度较高的片层状镍铬类水滑石。