日本绿色和可持续发展化学奖由绿色与可持续化学网授予，旨在奖励通过化学革新来推动环境和人类健康、安全研究与发展。对2020年第十九届日本绿色和可持续发展化学奖5个获奖项目的创新和价值进行了评述。

为分析页岩气开发项目中的社会风险成因，保障项目建设和运营，提出了一种全生命周期视角下考虑耦合效应的动态风险研究方法。首先，从经济、政治、环境、社会等维度对页岩气开发项目进行分阶段的风险识别，并结合系统动力学的思想建立风险流图；然后以G1法与熵值法结合的方式确定权重，进而分析变量间的函数关系；最后以某页岩气开发项目为例，对模型进行动态仿真分析，计算各系统间的耦合度。结果表明，环境风险和政治风险是社会风险的外部关键致因，土地征用和社区关系是社会风险的内部关键致因。并据此提出风险应对策略，旨在为页岩气开发项目建立社会风险防控措施提供理论参考。

VOCs是臭氧（O₃）和二次有机气溶胶（SOA）的重要前体物。调研了印刷、家具、制鞋、涂料、喷涂、汽车、电子等典型溶剂使用行业不同地区VOCs的源成分，采用MIR（最大增量反应活性系数）、FAC（气溶胶生成系数）分别对其O₃和SOA生成潜势贡献进行估算分析。结果表明，同行业排放的VOCs组成各不相同，存在地区差异；汽车行业单位O₃生成潜势最高，家具和喷涂行业基本持平；SOA生成潜势存在行业差异，印刷行业最小，汽车行业最大，两者相差约11倍；长三角、京津冀SOA污染严重，珠三角地区O₃污染较为严重。本研究建立了典型溶剂使用行业VOCs成分谱，估算了各行业、各地区的O₃及SOA生成潜势，可作为VOCs环境管理相关法规政策制定的重点依据。

系统介绍了煤直接液化残渣（CLR）的基本性质，总结了CLR在制备高附加价值碳材料领域的最新研究进展，包括由CLR制备多孔碳、碳纳米管与碳纤维、含碳复合物、中间相沥青及所得碳材料在催化、电化学储能、吸波等领域中的应用，并在此基础上对CLR的未来研究方向进行了展望。

根据煤的赋存形式和逸散特性，把重金属分为不挥发痕量元素、中等挥发痕量元素、易挥发痕量元素，并对其控制方式及脱除方法进行对比，同时也讨论了颗粒物与气态重金属控制设备。痕量重金属的排放控制是近年来较为重要的环保课题之一，对其进行高效吸附及在线监测控制以及对重金属及其他污染实施综合控制具有很大的研究空间。

介绍了煤焦油渣的特征、来源等，并对处置技术进行做了综述。现有处置技术可分为整体处置和分离处置2类，主要依靠燃烧或热解对有机质进行脱毒，缺乏针对无机质的无害化处理环节。提出了合理的煤焦油渣处置技术应清洁并兼具经济、易行等特点，高温气化是优选研发方向。

阐述了纳米颗粒与表面活性剂之间通过协同作用减缓液膜排液、气泡并聚与破裂、泡沫粗化的衰变过程；简述了不同表面活性剂与纳米颗粒在稳定泡沫机理上的异同；综述了纳米颗粒浓度和亲疏水性对不同表面活性剂泡沫流体性能的影响；分析发现纳米颗粒的加入使泡沫压裂液体系性能得到改善。提出对纳米颗粒稳泡机理、表面活性、改性修饰、稳定性的研究是今后的重要探索方向，最后对纳米颗粒未来在泡沫压裂液中的应用进行了展望。

围绕多级孔MOFs的制备，重点介绍了除配体尺寸调控法外的模板剂法、缺陷位法、溶胶凝胶法、超临界CO₂法等制备方法；探讨了多级孔MOFs在催化领域的应用现状，并对各种制备方法与未来需要解决的问题进行了总结和展望。

介绍了淀粉纳米粒的制备以及改性的方法，综述了其在智能响应材料、复合材料、药物载体、生物吸附剂、乳液稳定剂等方面的研究现状，并对未来的发展趋势进行了展望。

概述了裂解汽油一段选择加氢工艺，主要分析了镍基催化剂失活的影响因素及初活性钝化方法，指出结焦和硫中毒是镍基催化剂最主要的失活原因，采用硫化物器外钝化技术可显著提高催化剂加氢选择性及稳定性。

介绍了沉积物微生物燃料电池（sediment microbial fuel cells，SMFCs）的工作原理，分析、讨论了SMFCs性能提升的策略，具体包括电极材料比选、电极表面修饰、电极构型优化、电池构型优化、运行环境改善、SMFCs堆栈、功率管理系统等，为研究SMFCs性能提升提供借鉴。

综述了近年来气凝胶在吸附重金属离子方面的研究进展，讨论了不同类型气凝胶的吸附性能以及改性方法，指出提高气凝胶力学强度、降低制备成本是未来研究工作的重点，为气凝胶在重金属离子吸附中的应用提供参考。

综述了固体超强酸催化C₄~C₈烷烃异构化反应的研究进展，介绍了共沉淀法、溶胶凝胶法和水热合成法等制备方法，并分析每种方法的优劣。由于固体超强酸易发生积炭和活性物种流失而影响寿命，因此需对其进行改性，重点介绍了金属改性、金属氧化物改性和分子筛改性，分析了不同改性方法提高催化剂活性、选择性和使用寿命的作用机理。最后总结了固体超强酸的优点和不足，指出提高比表面积和金属分散度是提高催化性能的重点研究方向，为新型异构化催化剂的开发及应用提供思路和借鉴。

综述了CeO₂纳米材料的制备方法，包括水热法、溶胶-凝胶法、电化学沉积法、沉淀法、微乳液法等，介绍了CeO₂纳米材料在催化、化学机械抛光、紫外吸收材料、燃料电池、抗氧化生物中的应用研究进展，并对CeO₂纳米材料的发展方向进行了展望。

阐述了餐饮油烟污染的产生与危害，综合分析了油烟中颗粒物和挥发性有机物（VOCs）的净化技术现状，指出了现有油烟净化技术存在的主要问题，并对油烟治理技术进行了展望和建议。

以间苯二酚和甲醛合成间苯二酚甲醛树脂，并采用喷雾干燥法将纳米二氧化硅掺杂到间苯二酚甲醛树脂中，通过碳化法得到间苯二酚甲醛树脂基硬炭/二氧化硅复合材料RFHC/SiO₂。以此材料作为锂离子电池负极材料对其电化学性能进行了研究。结果表明，复合材料RFHC/SiO₂具有较大的比表面积（929.42 m²/g）和丰富的介孔结构，二氧化硅均匀分布在硬炭结构中；当SiO₂质量分数为5%时，以复合材料RFHC/SiO₂为锂离子电池的负极材料具有850 mA·h/g的高可逆容量，表现出良好的倍率性能。

通过调节硅铝比和引入金属离子构建了Si₉₆O₁₉₂、NaAlSi₉₅O₁₉₂、Na₂Al₂Si₉₄O₁₉₂、Li₂Al₂Si₉₄O₁₉₂、K₂Al₂Si₉₄O₁₉₂分子筛模型，并用Monte Carlo模拟CO₂和N₂吸附。结果表明，硅铝比降低和金属离子量增加可提供更多的吸附位点，CO₂吸附量逐渐增加，CO₂/N₂选择性显著提高。CO₂吸附位点主要集中在Na⁺附近和孔道中。在低压力下，分子筛吸附量主要由不同金属离子与CO₂分子之间的相互作用决定；随着压力增加，吸附量由分子筛的孔道自由体积决定。从分子层面探究CO₂/N₂吸附机理，为开发高效吸附剂提供理论依据和指导。

通过在不锈钢网上包覆沸石涂层并用氟硅烷改性制备出稳固的超疏水网格，并考察其雾水收集性能。水热反应时间为24 h时，水滴在改性后的不锈钢网上的接触角最大为155°，达到超疏水效果，且对水滴的粘附力低。雾水收集实验结果表明，与未处理的不锈钢网相比，超疏水网格的收集速率最大提升93%。此外超疏水网格具有良好的稳定性，分别在1 mol/L HCl、1 mol/L NaOH和3.5% NaCl溶液中浸泡48 h后，网格仍然表现出良好的疏水与雾水收集效果；在2 000目砂纸上经60个磨损循环后，接触角仍能达到145°，雾水收集性能优异。

以水玻璃为硅源，采用化学沉淀-微波加热法制备了Na₂SO₄·10H₂O@SiO₂相变微胶囊。利用FT-IR、XRD、SEM、TEM、DSC对Na₂SO₄·10H₂O@SiO₂相变微胶囊进行了分析与表征，同时考察了乳化剂配比、芯壁比、微波加热功率、酸浓度对相变微胶囊形貌和热性能的影响。结果表明，十水合硫酸钠与二氧化硅之间仅存在物理相互作用，制备的微胶囊具有球状核壳结构；当微胶囊的芯壁比为1：0.5、微波加热功率为260 W、酸浓度为4 mol/L时，制得的相变微胶囊潜热值最大。因芯材和壁材廉价易得、无毒害，该相变微胶囊有望应用于建筑节能领域。

为建立城市污水主流厌氧氨氧化脱氮系统并研究其温室气体N₂O排放特征，采用低氧SBBR处理模拟生活污水并获得了94.1%的TN去除率。连续试验及批量试验结果表明，高效脱氮是部分硝化-短程反硝化耦合厌氧氨氧化共同耦合作用结果。典型周期内N₂O排放呈快速上升、波动式快速下降、缓慢消失的规律，其中第75 min N₂O排放速率最高，达6.7 μg/（L·min），推测是由于低氧硝化过程中羟胺氧化作用所致。高通量测序揭示了体系内同时存在着厌氧氨氧化、好氧异养、反硝化、硝化等功能菌属，与系统脱氮和N₂O产生密切相关。