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。

针对纯海藻酸钙水凝胶膜力学性能差、电解质溶液中易溶胀的问题，以羧化二氧化钛（TiO₂-COOH）为增强剂、海藻酸钠为成膜基材、钙离子为交联剂制备无机/有机杂化水凝胶过滤膜。通过红外光谱和扫描电镜表征羧化二氧化钛的化学结构和形貌，研究杂化膜的孔径分布、力学性能、溶胀性能以及染料截留性能。结果表明，羧化二氧化钛均匀分散在膜表面，添加羧化二氧化钛后，膜的力学性能和抗溶胀性显著提高，在0.1 MPa压力下对直接黑38和维多利亚蓝b的截留率分别达96.6%和95.3%，通量在13.9 L/（m²·h）以上。

为增强相变微胶囊传热性能，采用原位聚合法制备了以石蜡为芯材、密胺树脂为壁材、氧化石墨烯（GO）为强化传热介质的相变微胶囊。对微胶囊的结构、形貌及热性能进行表征，结果表明，改性相变微胶囊结构稳定、形貌规则均一、热稳定性良好；GO的添加使得包覆率最高达到84.1%；随着GO添加量的增加，微胶囊的蓄、放热时间逐渐缩短，相较于未添加GO的微胶囊，蓄、放热时间最高缩短了约10.7%。

以COF为基体负载BiOBr纳米颗粒，采用水热法制备BiOBr/COF复合材料，利用XRD、SEM和PL等手段对其进行表征，考察了BiOBr与COF质量比、反应温度、反应时间等因素对RhB降解率的影响。结果表明，BiOBr呈现绒毛球状且均匀分布在片状COF表面。光催化降解RhB结果表明，在m（COF）：m（BiOBr）为64：100、水热温度为140℃、水热时间为10 h时，BiOBr/COF复合材料光催化活性最佳，RhB降解率达到98.91%。光催化剂重复使用4次，降解率仍达到80.12%。降解研究机理表明，·O^-₂是降解RhB的主要活性物质。

钙法是一种利用Ca（OH）₂夺取MDEA/PG富液中CO₂并以CaCO₃的形式解吸富液、固定CO₂的一种低能耗、低成本的一体化化学再生方法。针对其工艺过程，通过单因素试验分析并考察投加方式、投加量、CO₂负荷、解吸温度、搅拌速率对CO₂解吸率的影响。结果表明，解吸效果最佳工况为CO₂负荷为0.8 mol/L、0.5 mol Ca（OH）₂+0.5 mol Ca（OH）₂、CO₂与Ca（OH）₂摩尔比为1：1、反应时间为15 min、解吸温度为20℃及搅拌速率为800 r/min。

为了有效降解含油污泥中的原油，在热活化的基础上考察不同活化方式对原油去除率的影响，并探究其活化机理。结果表明，与单一热活化相比，复合活化方式均可以提高过硫酸盐的氧化效果，其中Fe₃O₄的活化效果最佳，其原油的去除率为45.87%。通过进一步分析可知，活化过硫酸盐可产生硫酸根自由基（SO₄^-·）和羟基自由基（·OH），这些强氧化性基团可以降解大部分石油类污染物。在此基础上测定了pH在实验过程中的变化，探究pH变化与降解机理的关系。目前，活化过硫酸盐氧化技术主要用于水和土壤方面的处理，对含油污泥的研究相对薄弱，因此活化过硫酸盐氧化法修复含油污泥具有良好的发展前景。

利用多苯环单元制备的共价有机骨架材料（COFs）属于磺酸基载体，是用于固体酸催化反应的理想材料。以1，3，5-三苯氧基苯和4，4-二氯甲基联苯为结构单元，通过傅克烷基化反应制备了具有大量磺基接入位点的新型材料（COF-DT），该材料具有较大的比表面积（554 m²/g）、适当的孔体积（0.35 cm³/g）与孔径（2.54 nm）和良好的热稳定性与化学稳定性。COF-DT表现出优异的磺酸负载能力，改性后的[HSO₃]COF-DT酸中心分布均匀，单位磺酸负载量达到4.9 mmol/g，超过传统磺酸基树脂酸量的2倍多。将[HSO₃]COF-DT用于催化环己基苯氢过氧化物生产苯酚和环己酮的反应表现出优良的催化效果，原料转化率达到90.8%，环己酮收率为94.3%，苯酚收率为91.1%。在循环使用多次后，依然保持良好的催化活性。

采用共沉淀法制备多金属磷钼酸复盐，考察了PO₄^3-/MoO₄^2-摩尔比、Fe³⁺/Zn²⁺摩尔比、反应pH、反应温度、反应时间对产物中磷酸根、钼酸根质量分数的影响。以磷酸根质量分数、钼酸根质量分数双指标参数为响应值，采用中心复合设计响应面优化制备工艺条件，并利用SEM、XRD、TEM对产物进行表征，通过盐雾试验测定其防锈性能。结果表明，当磷酸根与钼酸根摩尔比为5：1时，4个因素影响顺序为：铁锌离子摩尔比 > 反应pH > 反应温度 > 反应时间。在铁锌离子摩尔比为0.98：1、pH=5.5、温度为78℃、时间为79 min的最佳条件下，磷酸根与钼酸根质量分数分别可达到34.79%和5.15%。盐雾试验结果表明，其耐盐雾时间与红丹接近，优于进口同类产品及市售磷酸锌。

针对裂缝性油藏堵水成功率低、堵剂漏失严重且容易误堵的问题，研制了一种凝胶颗粒类堵剂，该堵剂通过凝胶颗粒在地层下的二次交联进行堵水。以丙烯酰胺（AM）和不稳定易分解酯类单体J-1为主要原料，通过本体聚合的方法合成凝胶颗粒，由于J-1中含有双键结构使其聚合成具有三维网状结构的凝胶颗粒；凝胶颗粒和二次交联剂J-2在地层下再次交联形成高强度凝胶体。凝胶颗粒成胶时间随J-1加量不同其分解时间不同，使得颗粒成胶时间可控。堵剂成胶时间为1~4 d，凝胶颗粒质量分数为1%~3%，初始黏度接近注入水黏度，在油相中基本不成胶，在水相中能够形成高黏度凝胶体，在高矿化度下能够形成黏度220 000 mPa·s以上的高强度凝胶；在70℃条件下，90 d内黏度变化较小，性能保持良好，具有良好的抗盐性和热稳定性。填砂管实验结果表明，堵水体系突破压力在31.25 MPa/m以上，封堵率在92%以上，具有很好的封堵性能。

水解是污泥厌氧消化的限速阶段，采用超声波、碱、零价铁-过硫酸盐氧化3种预处理技术可以有效加快水解，促进污泥厌氧消化。通过序批式实验得到3种技术的最优参数分别是：20 kHz超声波、10 g/L NaOH、c（Fe）=c（S₂O₈^2-）=30 mmol/L。采用一阶动力学模型、修正一阶动力学模型和Gompertz模型对最佳预处理参数下的污泥产甲烷曲线进行拟合，Gompertz模型的拟合精度较高且动力学参数具有实际意义。Gompertz模型的拟合结果表明，原污泥厌氧消化的最大产甲烷速率为6.09 mL/（g·d），经过超声波、碱、氧化预处理后，污泥的最大产甲烷速率分别提升至9.17、7.12、8.72 mL/（g·d）；原污泥厌氧消化的迟滞时间为3.03 d，经过超声波、碱、氧化预处理后，污泥的迟滞时间分别缩短至1.05、1.60、1.61 d。

以NiCl₂·6H₂O、NaH₂PO₄·2H₂O、FeCl₃·6H₂O、低品级羟基磷灰石（HAP）为原料，采用浸渍法和离子交换法制备Ni₂P/Fe-HAP催化剂，研究了其催化苯酚选择性加氢制备环己酮的反应活性和选择性。考察了反应温度、反应压力、反应时间、催化剂质量、活性组分负载量、镍磷物质的量的比、焙烧温度、Fe³⁺浓度对反应活性和选择性的影响，并通过正交实验筛选出最佳反应条件。结果表明，在反应温度为150℃、反应压力为0.5 MPa、反应时间为3.5 h、催化剂质量为0.3 g时，苯酚转化率为65.73%，环己酮选择性达85.47%。

选择硅藻土为研究对象，将硝酸铁与硝酸锰在缓冲溶液中共沉淀于硅藻壳体上，制备新型非均相Fenton复合材料。利用XRD及SEM等分析手段表征了双活性位点Fe₂O₃与MnO₂在硅藻壳体上的微观形貌及负载形式。通过非均相Fenton反应处理模拟罗丹明B废水来检验复合材料的催化活性，考察不同pH、温度、催化剂用量及染料初始浓度等反应条件下拟合硅藻土-Fe₂O₃/MnO₂复合材料对罗丹明B降解的动力学参数。结果表明，负载在硅藻壳体上的双活性位点Fe₂O₃与MnO₂通过协同作用完成了一个价态循环来催化H₂O₂生成的·OH。

以聚苯胺（Polyaniline，PANI）为前驱体，高温焙烧制备含氮多孔碳材料催化剂，并以固定床反应器对催化剂进行乙炔氢氯化催化性能研究。结果表明，聚苯胺在900℃下焙烧3 h所得催化剂活性最优，在优化的反应条件下，乙炔转化率高达41.42%，而相同乙炔空速下，汞催化剂的乙炔转化率最高为41.60%，催化效果相差无几。BET、XPS、SEM和TG表征结果表明，该催化剂拥有丰富的比表面积和高含氮量，以石墨氮（Graphitic N）为主要活性位点，氮含量与氮官能团十分稳定，不随反应的进行而改变，催化剂失活的主要原因是积炭。

高效甲烷转化技术一直是学术界及工业界的研究热点，其中，甲烷转化制甲醇颇受业界关注。然而，甲烷分子结构稳定且C—H键能大（413 kJ/mol）导致转化困难。采用新型介质阻挡放电反应器，以循环水为接地极，在低温常压条件下通过分子氧实现甲烷直接氧化制甲醇。结果表明，在短停留时间和低功率条件下可以达到较高的甲醇选择性，在温度为85℃、n（CH₄）：n（O₂）为2：1、停留时间为0.393 s和功率为30 W条件下，甲烷转化率达到4.1%，甲醇选择性达到42.2%，液体产物选择性达到76.2%。

以分子氧为氧化剂、含Ni类水滑石为催化剂，研究了盐酸西氯他宁中间体3，4-O-亚异丙基吡哆醛的催化氧化合成工艺。结果表明，在原料3，4-O-亚异丙基吡哆醇物质的量为2 mmol、Ni₂MgGa类水滑石催化剂质量为1.0 g、均三甲苯溶剂用量为8 mL、氧气流量为10 mL/min、反应温度为110℃、反应时间为6 h的条件下，3，4-O-亚异丙基吡哆醛的收率达到93.3%。

通过等体积浸渍法在载体表面负载不同组分制备了不同酸型和酸强分布的催化剂，探讨负载型固体酸催化剂不同酸型和酸强分布对1-丁烯齐聚反应的影响。结果表明，催化剂的催化性能与其酸量分布和酸型有密切关联。Al₂（SO₄）₃的负载量对催化剂酸量分布产生一定影响，差异主要体现在中强酸位，且中强酸位是此反应的活性酸位。当Al₂（SO₄）₃负载量为0.667 mmol/g时，Al₂（SO₄）₃/γ-Al₂O₃催化剂的催化效率最高为76.9%。催化剂的NH₃-TPD和X射线衍射表征结果表明，催化剂的活性物质为硫酸铝，1-丁烯齐聚反应催化剂的活性需要L酸与B酸的共同作用。

为满足超稠油蒸汽吞吐防汽窜的需要，研制出一种耐酸耐高温泡沫剂配方体系KAF-2，对其发泡性能、泡沫稳定性以及高温下的封堵性能进行了研究。实验结果表明，利用去离子水和矿化度5 000 mg/L的水配制的酸性溶液（pH=3）、泡沫剂质量分数为0.5%时，均具有较好的发泡性能和泡沫稳定性；高温下（200℃）岩心封堵性能实验结果表明，当泡沫剂的质量分数为0.5%、KAF-2体系的阻力因子达到20以上时，具有较好的岩心封堵性能。在"泡沫剂+二氧化碳"辅助蒸汽吞吐现场试验表明，与现场用泡沫剂相比，注入KAF-2体系后，注汽压力上升、周期产油量增加、周期生产时间延长，在考虑自然递减的情况下，杜80-38-54井和杜813-43-54井措施后的周期增油率分别达到26.1%和20.3%。

为解决硫酸盐废水微生物降解过程中厌氧微生物生长缓慢、生物质易流失的问题，研究了一种大孔聚苯乙烯/有机硅树脂[Poly（St/MTQ）HIPE，简称PSMH]球型载体的制备方法，并将其作为填料应用于升流式固定床生物膜反应器，固定硫酸盐还原菌后进行废水处理。对反应器在不同进水SO₄^2-质量浓度、COD/SO₄^2-质量浓度比条件下的脱硫效能进行评价，并通过扫描电镜考察微生物在PSMH载体上的生长情况。结果表明，反应器在进水SO₄^2-质量浓度为3 681.6 mg/L、COD/SO₄^2-质量浓度比为2.40时，平均SO₄^2-脱除速率达1.87 kg/（d·m³），平均SO₄^2-脱除率达94.6%。PSMH适宜的孔道结构有利于硫酸盐还原菌在其表面及内部粘附生长。

针对CeO₂负载Pt的催化体系存在CO氧化转化温度高等问题，利用原子层沉积技术制备的Pt/CeO₂催化剂可有效降低CO氧化温度，并通过改变Pt的沉积循环次数和预处理条件调控CO氧化性能，尤其是H₂气氛预处理之后对CO完全氧化的温度可低至60℃。通过XRD、ICP、TEM、XPS、H₂-TPR等手段对催化剂进行表征，结果表明，Pt高度分散在CeO₂纳米棒表面，Pt和CeO₂之间具有强的金属-载体相互作用，极大地提高了其对CO氧化反应的催化性能。

具有较大检测区域的纤维状柔性导电材料是可穿戴电子产品和电子纺织品等多种柔性器件的重要组成部分。通过在氨纶复丝表面涂覆碳纳米管（CNT）/RGO导电层，继而在导电层外部涂覆弹性聚氨酯（TPU）保护层来制备夹心结构的高度可拉伸和高灵敏度的柔性导电纤维。1D CNT和2D RGO组成的多维导电网络使纤维在具有较大可拉伸性的同时又拥有较大的相对电阻变化（ΔR/R₀），将其用作传感器可用工作范围达465%（GF为215.0）。在与皮肤连接的可穿戴设备领域中具有广阔的应用前景。

通过沉积沉淀法制备出负载型CuO催化剂，并用于[3-（三乙氧基硅基）丙基]氨基甲酸乙酯催化热分解制备3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷。通过XRD、XPS和TEM等手段对负载型CuO进行一系列的表征。对催化剂的制备方法、煅烧温度、反应的裂解温度等进行了探索。结果表明，在以沉积沉淀法制备的负载型CuO催化剂中，煅烧温度为450℃，裂解温度为210℃。通过对CuO催化的固定床进行热分解，异氰酸酯基硅烷的产率达到98.9%，选择性达到99.2%。对催化剂进行稳定性测试表明，连续使用10次未出现明显失活。

制备了带有柔性有机侧链的改性碳纳米管（MWCNT-G），并与磺化聚醚醚酮（SPEEK）共混制得复合膜。扫描电镜（SEM）分析结果表明，MWCNT-G比原始MWCNT在SPEEK中分散更均匀。在1%的掺杂比例下对比分析了SPEEK/MWCNT膜及SPEEK/MWCNT-G膜的质子传导率、吸水率、溶胀度、机械性能、化学稳定性、热稳定性等。SPEEK/MWCNT-G膜未降低吸水率却降低了溶胀度，在机械强度及稳定性上均有所提高。SPEEK/MWCNT-G膜质子传递阻力更低，60℃时其质子传导率达0.086 S/cm，是SPEEK/MWCNT膜的1.46倍、SPEEK膜的1.72倍。该方案使MWCNT与SPEEK相容性差的状况得以改善。

建立了以Caterpillar微型混合器为核心的微反应系统，并在该系统中利用物理结晶法制备纳米1，3，5-三氨基-2，4，6-三硝基苯（TATB），在浓DMSO/碱-酸体系下进行重结晶。结果表明，在DMSO/碱-酸体系下，溶剂与非溶剂流量分别为2 mL/min和3 mL/min、停留时间为16.96 s、硝酸的质量分数为2%时，获得的最小粒径D50为406 nm，其离散度为0.68，小于文献中报道的5 μm的平均粒径。

围绕芳烃生产过程节能降耗需求，采用Aspen模拟平台建立了二甲苯精馏单元、吸附分离单元、异构化单元机理模型，并以此为基础进行模拟仿真，提出了从二甲苯精馏塔侧线采出OX的工艺改进方案。在工业操作条件下，考察了二甲苯精馏塔不同塔板位置对侧线OX最大抽出量的影响规律，并获得最优采出位置和采出量；结合实际工业对象，分析了侧线抽出方案对吸附分离和异构化单元能耗的联动效应，并对芳烃全流程生产的经济性进行测算。结果表明，侧线抽出可直接减少13.25 t/h的大循环量，显著降低吸附分离单元能耗，同时也重新配置了精馏单元芳烃资源，降低了精馏单元内部能耗，为芳烃生产节能降耗提供了有益思路。

在增湿去湿法（HDH）高盐废水淡化的基础上耦合了MVR法，建立了一种新型的气体再压缩式增湿去湿高盐废水淡化装置。该系统是兼具气体循环和高盐废水循环的双循环系统，整个系统为零排放。通过Aspen Plus软件搭建该装置相关模型，分别模拟不同工艺操作参数对系统能效比和浓缩比的影响。当控制增湿塔进口空气温度为30℃、质量流量为1 900 kg/h、增湿塔进口水温度为90℃、进口水质量流量为15 t/h（水气比为7.9）、循环水箱补充水质量流量为1 500 kg/h（25℃）、气体压缩比为1.2时，系统效能比达到16.3，浓缩比达到1.64。

考察了中石油自主开发的碳二前加氢催化剂PEC-21在大庆石化270 kt装置一段反应器35个月的运行情况，并与同周期进口催化剂运行性能进行了对比。工业应用结果表明，PEC-21催化剂35个月平均乙炔转化率56.7%，乙烯选择性94.4%，提温幅度仅19℃，比同周期进口剂低7.5℃。在CO含量200~1 200 μL/L，进料量63.6~78.5 t/h的波动工况下显示出良好的长周期运行稳定性。

基于环戊烷制取项目，提出了隔壁萃取精馏的新工艺。利用Aspen Plus软件的Multifrac模块，以DMF为萃取剂，对隔壁萃取精馏过程进行了研究。通过灵敏度分析对影响分离的操作参数进行了优化，根据优化后的结果可以得到质量分数为99.61%的环戊烷，质量分数为90.15%的2，2-二甲基丁烷，主要原因是隔壁萃取精馏塔能够有效地避免组分返混，提高精馏效率。和常规工艺相比，隔壁萃取精馏节能18.1%，并减少了相关塔件设备的投资。

利用HTC-200、DZG-10催化剂，以裂解C₅为原料，在小型固定床装置进行加氢实验。实验结果表明，裂解C₅经两段加氢后烯烃质量分数降至0.05%，经蒸汽裂解模拟评价，双烯收率达到45.44%。最后对加氢C₅进行了经济分析，就双烯收率而言，1 t加氢C₅与0.942 t乙烯原料油相当，表明加氢后的C₅是较理想的乙烯原料。

针对我国目前普遍应用LSP工艺将低温分离器凝液直接进脱甲烷塔塔顶造成回流中重烃含量多、冷凝吸收效果差、乙烷回收率低的问题，提出2种低压（<2.2 MPa）外输气乙烷回收工艺：改进流程GAL，脱甲烷塔塔顶回流为低温分离器部分气相；改进流程FSP，部分原料气作为脱甲烷塔塔顶回流。研究了不同油田伴生气气质、不同原料气中CO₂摩尔分数对2种改进流程能耗、回收率的影响，以及原料气分流比对改进流程FSP能耗、回收率的影响。通过HYSYS软件对2种改进流程进行模拟，结果表明，在2种低压外输气改进工艺中FSP工艺对原料气中CO₂含量适应性更强。

采用β-环糊精作为还原剂和稳定剂对金纳米粒子进行功能化，当溶液中有铅离子存在时，会导致功能化金纳米粒子的聚集，体系颜色发生变化，从而实现对铅离子残留的比色检测。研究结果表明，伴随Pb²⁺浓度的提高，体系颜色由淡红色转变为蓝色或紫色；紫外-可见光光谱分析结果表明，当铅离子浓度处于0.01~2 000 μmol/L时，R²值为0.983 2，工作曲线方程为y=-31.457 3x+6.398 4，最低检测限为8.98 μmol/L；该检测体系稳定且有优异的重复性，并对4种常见氨基酸和3种常见金属离子具有明显的抗干扰性能。

在小分子有机酸电解液中，以高纯石墨棒为工作电极，通过一步电解刻蚀法剥落制备荧光性碳纳米颗粒（carbon dots，CDs）。通过分析不同电解底液制得碳点溶液的光谱性质，探究碳点可能的发光机理。实验结果表明，相同条件下电解得到的碳点的发光性能受有机酸底液类型影响明显，不同底液制得的碳点可能具有不同表面结构基团，从而推测此方法制备碳点的发光机理为表面态发光。半胱氨酸碳点（cysteine carbon dots，CECDs）具有较高的荧光量子产率和较好的光稳定性，并且呈现出不同于有机荧光染料分子的光谱依赖性。基于银离子对碳点荧光信号的猝灭作用，可将其作为荧光探针检测银离子的含量。荧光猝灭率（F₀/F）与银离子浓度在1.00×10^-8~2.30×10^-7mol/L范围内呈现良好的线性关系，相关系数为0.990 9。