随着全球“双碳”目标的推进，能源转型的核心挑战聚焦于风光电等可再生能源的高效利用，而质子交换膜（PEM）电解水过程响应速度快、能耗低、产氢压力高，适应可再生能源发电的波动性特征。目前质子交换膜电解槽（PEMEC）的高成本制约其大规模应用，优化流道设计以提高电流密度是实现降本增效的关键技术路径。分析了平行、蛇形、叉指形、网格状流道等类型的优劣，并总结了流道与其他组件（如扩散层、催化层）的协同优化研究进展。结果表明，通过优化流道几何形状，可以有效改善流体动力学特性，提升传质和传热效率，同时减少流动阻力、气泡滞留以及局部电流密度不均等问题，显著提高电解槽的整体性能，可为PEMEC的进一步优化提供参考。

高效电催化氧还原反应催化剂的设计是推动金属空气电池和燃料电池应用的关键。双原子催化剂因具有协同作用的活性位点，显著提升了电催化氧还原活性、选择性和稳定性。目前关于双原子催化剂协同强化电催化氧还原反应的作用机制尚不明确，基于此，重点综述了双原子催化剂在电催化氧还原反应中的研究进展，总结了强化电催化氧还原反应性能的双原子催化剂调控机制，包括双功能协同机制、几何效应、电子效应等，对双原子催化剂在电催化氧还原反应中的机遇与挑战进行了展望，为设计高效双原子催化剂提供了借鉴思路。

在全球航空运输业碳减排压力持续加大的背景下，可持续航空燃料(SAF)作为传统航空燃料的关键替代品，其技术经济性已成为制约产业化进程的核心因素。重点剖析了影响油脂原料供应链、加氢催化剂、典型工艺路线以及SAF产品经济性的主要因素，提出了突破非贵金属催化剂材料工程，推进原料多元化与副产品高值化利用，从而降低油脂基SAF的生产成本，通过构建“技术-经济-政策”三维协同体系促进SAF产业发展。

针对硝基苯（NB）催化加氢制备对氨基苯酚（PAP）工艺存在收率和选择性不高、设备腐蚀和环境污染较重，技术优化方向不清晰等问题，系统综述了其反应催化机理、催化剂活性调控原理、催化剂性能优化策略、Bamberger重排机理、介质环境对反应过程的影响机制。分析发现：Pt基催化剂对NB加氢反应具有优异的催化活性，但产物PAP选择性取决于中间体苯基羟胺（PHA）的吸附强度和反应介质环境；催化剂改性的本质在于调控金属中心的电子结构，削弱其对PHA的吸附作用，抑制其过度加氢副反应；通过掺入杂原子、构建核壳结构、形成双金属合金等催化剂改性方法，可实现PAP的高选择性；载体特性对催化剂性能影响很大，溶剂种类和体系酸度对加氢及重排反应有重要影响；利用环境友好介质（CO₂/H₂O体系和固体酸）替代硫酸溶液，可从源头避免副产物硫酸盐的生成，具有显著的绿色化优势。未来，研究应致力于介质-催化剂系统的整体优化，深化对反应-传递耦合机制的理解，推动绿色工艺走向实际应用。

硬炭因其丰富的闭孔结构和较大的层间距，被视为钠离子电池的理想负极材料，但其实际应用受限于低首次库仑效率、高倍率性能不足、制备工艺复杂等问题。糖类作为合成硬炭常用的前躯体，直接高温碳化易发泡，产生大量开孔，导致闭孔体积不足且分布不均，进而影响钠离子存储性能。通常情况下，采用水热法、预氧化法、分子交联法和模板法等技术能够增大糖基硬炭材料的层间距和闭孔体积，进而提升储钠性能，解决上述问题。基于此，综述了以糖类为前躯体制备硬炭负极材料的相关技术研究进展，讨论了糖基硬炭钠电负极材料所面临的问题和研究方向，为高性能硬炭负极材料的可控制备提供了新思路。

钠离子电池凭借其成本优势，已成为下一代储能系统的重要选择。然而，该体系仍面临循环稳定性差、相变和结构退化等挑战。在众多改性方法中，高熵策略凭借其独特的组成和结构特性，展现出显著优势。研究人员逐渐将高熵策略应用于钠离子电池材料，以改善其电化学性能。围绕层状过渡金属氧化物、聚阴离子化合物和普鲁士蓝类似物3类正极材料，综述了高熵策略对材料结构稳定性、相变抑制效应及离子扩散动力学的积极影响，总结了高熵材料在钠离子电池中的应用现状与关键挑战，并对未来研究方向提出展望。

在全球丙烯需求持续增长及碳中和目标驱动下，丙烷脱氢（PDH）凭借其显著节能优势，成为丙烯生产的重要路线。近年来，催化剂设计与反应工程均取得关键突破：Pt基催化剂通过动态活性位调控实现高选择性与稳定性，通过分子筛限域策略可有效抑制Pt烧结；非贵金属Co基催化剂在降低成本的同时保持高活性。反应工程方面，化学链供氧与氢燃烧耦合技术突破了热力学平衡限制，实现了能量高效循环，智能化集成工艺显著降低了碳排放。未来需聚焦多尺度模拟、反应器-催化剂协同设计、绿电耦合等方向，推动PDH技术向低碳化、高性能发展，支撑烯烃产业绿色转型。

冷冻法作为一种绿色低能耗的水处理技术，近年来在高盐有机废水处理和资源化回收领域受到广泛关注。系统梳理了冷冻法的物理分离与化学加速机制，归纳了渐进式冷冻（PFC）与悬浮式冷冻（SFC）等主流技术的发展现状，阐明了外场辅助冷冻技术的最新进展。在此基础上，深入剖析了冷冻加速化学反应在重金属毒性削减及有机污染物去除中的效率和机理。最后，分析了冷冻法在工业废水处理、海水淡化与污泥处理中的工程应用潜力。在“双碳”目标背景下，未来应重点推进低碳制冷系统的研发，探索绿色、智能化冷冻技术，以实现工业废水的高效净化与资源化利用。

近年来，全球工业的迅速发展导致含油废水大量排放，对人类健康、生态系统和社会经济构成严重威胁。在众多水处理技术中，膜分离法因操作简便、能耗较低等优势被广泛采用，但传统膜在处理含油废水时仍面临多重挑战：其一，其固定的表面润湿性（如单一的超亲水或超疏水特性）难以适应不同类型的油水混合物；其二，传统膜的孔径不可调节导致分离选择性受限；其三，油污易引发膜孔堵塞和表面污染，导致传统膜通量快速衰减。智能响应膜作为新型功能材料，通过感知环境刺激动态调控膜表面润湿性和孔径，可实现选择性分离油相或水相，显著提升对不同类型油水乳液的分离效率和适应性，此外还具备抗污染自清洁能力，可同步实现高通量和高截留率，成为近年来的研究热点。本文系统阐述了智能响应膜的作用机理与性能特征，基于刺激响应类型（pH响应型、温敏型、光敏型、磁响应型等）进行分类评述，重点分析其在油水分离领域的技术突破与应用进展，并针对现有技术的局限性提出未来发展方向。

在“双碳”背景下，航空业的减排可通过掺混使用可持续航空燃料（SAF）来实现。在SAF生产路线中，生物质气化经费-托合成制SAF技术以其原料适应性等优势得到了国内外广泛关注。然而，移动床或流化床的生物质气化技术会产生远高于同类气化技术难以去除的焦油，对装置的长周期运行和经济效益造成了较大影响。本文综述了生物质气化生产SAF中焦油处理技术，并对不同焦油处理技术对总流程的影响进行了研究。通过对比不同焦油处理技术的优缺点，研究了不同焦油处理技术在总流程规划中的作用。对该技术路线和焦油处理技术进行了总结和展望，并提出针对性建议，以期为未来生物质气化制SAF的总流程规划提供新的思路。

甘油蒸汽重整是生物柴油副产物甘油高值化利用与绿氢生产的关键技术路径之一。该技术工业化发展的核心在于开发兼具高活性、高选择性和优异稳定性的催化剂。围绕甘油蒸汽重整制氢的催化剂设计，系统综述了近年来在活性金属、载体以及助剂3个层面的研究进展，重点剖析了催化剂活性中心的构建、金属-载体相互作用以及抗积炭、抗烧结的调控机制，分析了当前催化剂设计面临的理论与技术挑战，并对未来发展方向提出展望。

核电行业乏燃料后处理过程中产生的高浓度氮氧化物（NO_x）尾气既是放射性污染物控制的重点对象，也是具有回收价值的氮资源。系统综述了后处理场景下NO_x回收技术体系的关键环节：首先介绍尾气中特征放射性杂质特别是钌-106等裂变产物的去除方法；其次归纳了核级尾气干燥工艺，强调深度干燥（露点低于-70℃）对后续分离系统的重要性，并对比了溶剂吸收、深度冷凝脱水、吸附剂吸附、膜分离的能效与适用场景；进而详述了NO_x富集与分离的核心技术，包括硝酸溶液低温吸收法（0~5℃）、沸石吸附剂的选择性吸附，指出两种方法在制备高纯液态N₂O₄（纯度高于99.9%）中的工业价值，为乏燃料后处理尾气的安全处置与资源化利用提供技术支撑。未来需重点开发新型抗酸抗辐射老化的分离材料以提升工艺经济性与稳定性。

气-液-固流化床（GLSFB）因相间混合好、传质传热优，在化工等领域应用广泛。但是，毫米级气泡的气液相界面积小，限制了传递效率的进一步提高。相比之下，微米级气泡可使比表面积呈数量级的增加。将微气泡引入到GLSFB，可显著提高传质传热速率、延长停留时间。本研究聚焦新型微气泡GLSFB的流动特性，基于远心摄像技术，探究了操作参数对微气泡三相流动行为的影响规律，并基于Python 编程，结合远心摄像技术与人工校正算法，实现了三相流动参数的快速测量计算。结果表明：微气泡Sauter直径与局部气含率随表观气速增加而增大，随主水流表观液速增大先增后减；大颗粒体系固含率随气速增大而减小，小颗粒体系无显著变化。

以聚乙二醇（PEG）为基础油，黑磷（BP）纳米片为添加剂，制备了PEG+BP复合润滑液。研究了电信号刺激下复合液在钢摩擦副表面的润滑行为，并考察了多个因素对其减摩性能的影响。结果表明：与不施加电信号刺激的情况相比，负电信号刺激能显著降低界面摩擦因数，而正电信号刺激会导致摩擦因数明显增大；在电压为-0.25 V、BP质量分数为25~100 μg/g、法向载荷为2~4 N、滑动速度为100 mm/s的条件下，复合液可以在钢表面实现宏观超滑状态。进一步，利用扫描电镜和X射线光电子能谱仪等分析摩擦副的磨损表面。结果表明，负电信号刺激下实现超滑的机理主要归因于：负电信号诱导下BP完全氧化形成了含POx的摩擦反应膜，其与PEG吸附膜以及PEG流体膜共同作用，大幅降低了摩擦副界面的摩擦因数。研究证明了通过电信号刺激在钢摩擦副界面上实现宏观超滑的可行性，为超滑技术在工程环境中的应用奠定了基础。

固定床反应器在化工生产中广泛应用，装填催化剂的颗粒形状对床层中流体流动的特性影响显著。采用DEM-CFD单向耦合法，分别通过构建球形、柱形、三叶形和蝶形催化剂床层，研究不同形状颗粒床层中的流体流动特性。结果表明，增加入口流速会使床层中流体流动更加复杂，4种形状催化剂床层中均出现漩涡，但球形和柱形催化剂床层中会出现明显沟流，蝶形催化剂床层中流体速度分布最均匀；Ergun公式计算压降与球形和柱形颗粒床层模拟压降较为吻合，与三叶形和蝶形颗粒床层模拟压降偏差较大，对Ergun公式中参数进行修正后，可以准确预测三叶形和蝶形等异形颗粒床层压降（误差5%以内）；此外，结果表明，球形颗粒床层平均停留时间最短，柱形、三叶形和蝶形颗粒床层平均停留时间相近。本研究结果有望为固定床反应器中的颗粒结构优化提供重要基础信息。

常规silicalite-1 (S-1)分子筛因酸位点数量有限，难以高效吸附极性的挥发性有机化合物分子(如丙酮)。基于此，利用原位合成法向S-1分子筛中引入金属Ag，Cu，Fe，Ni，制备了一系列金属封装型S-1分子筛，并对S-1及金属封装型S-1分子筛进行了系统表征和丙酮吸附性能测试。结果表明：Fe@S-1对丙酮的吸附性能最佳，Fe@S-1上丙酮的吸附穿透容量较S-1提升了约10%，这归因于Fe的引入显著提高了S-1的微孔比表面积和Lewis酸位点数量；随着Fe添加量增加，Fe@S-1的Lewis酸位点数量呈上升趋势，样品晶粒逐渐减小，并堆积形成具有晶间介孔的聚集态颗粒。这些特性不仅增强了Fe@S-1对丙酮的吸附作用，而且降低了丙酮的扩散阻力，进而提高其对丙酮的吸附容量。吸附动力学模型拟合结果表明，丙酮在Fe@S-1上的吸附行为是物理吸附和化学吸附共同作用的结果，且孔道内扩散在吸附过程中占主导地位。

采用水热合成法分别以偏铝酸钠、拟薄水铝石、氢氧化铝和异丙醇铝为铝源制备了ZSM-5分子筛，结合理化性质表征与丁烯裂解催化性能测试，探究了铝源种类对分子筛骨架铝原子落位及丁烯裂解性能的影响。结果表明：铝源种类对分子筛晶体结构、孔道结构、表面形貌和总酸量影响较小，但对骨架铝原子分布影响显著；在合成体系中，与水解速率较慢的铝源（如拟薄水铝石和异丙醇铝）合成的分子筛相比，溶解速度较快的铝源（如偏铝酸钠）落位于直通形孔道（α位）的铝原子占比提高。丁烯催化裂解反应中，由于空间限制作用，骨架铝原子落位在α位占比高的分子筛的丙烯选择性高。进一步地，验证了ZSM-5分子筛酸中心分布与丁烯裂解催化性能的构效关系，为定向合成高性能催化剂提供了依据。

分别以无机盐NaCl、MgCl₂、LaCl₃为添加剂，通过摩擦试验探究了金属阳离子价态对电场调控界面摩擦行为的影响机制。试验结果表明：含一价金属阳离子（Na⁺）的润滑液在负电信号刺激下表现出显著的摩擦调控能力，摩擦因数从0 V的0.085降至负电下的0.028，降幅达到67%；而电场对二价Mg²⁺和三价La³⁺离子没有表现出类似的摩擦调控能力。通过白光干涉仪、扫描电镜、X射线光电子能谱分析仪等技术手段分析了磨斑表面的形貌、粗糙度、化学状态，揭示了一价Na⁺离子在负电信号下的摩擦调控机理，即负电信号能够促进Na⁺离子在钢球表面的吸附，进而提升其减摩能力。Mg²⁺与La³⁺离子的吸附能力没有因施加电信号而发生变化，因此电信号对含高价金属阳离子的润滑液减摩能力几乎没有影响。

常压下乙二醇（EG）选择性氧化制乙醇酸（GA）是构建绿色碳循环与合成高值化学品的关键环节。采用Pt/C催化体系，系统考察了反应温度、氧气分压、反应助剂类型对反应性能的影响。结果表明，高压条件下最优反应温度为60～80 °C，反应活化能为11.27 kJ/mol，GA选择性高达90%，且氧气反应级数仅为0.24，证实了在微正压条件下即可实现高效催化。半连续微正压反应装置实现了70%的GA选择性。助剂筛选试验表明，抗坏血酸的引入显著提升了反应转化率和选择性[转化率达46%，乙醇醛（GD）和GA总选择性为100%]，而醌类助剂虽能增强活性氧的传输，但对转化率的提升作用有限。通过原位红外光谱分析，明确了EG通过GD中间体转化为GA的串联反应路径。

为提高十字形电子元件的散热效率和散热均匀性，探索研究了氧化铜（CuO）或石墨烯（GNP）纳米颗粒与石蜡复合相变材料的散热性能及纳米颗粒含量对散热效果的影响，改变冷却方式、改变冷却温度，比较其散热效果。结果表明：复合相变材料中CuO或GNP含量越高，电子元件散热效率越高；当CuO或GNP体积分数为2%时，CuO/石蜡和GNP/石蜡复合相变材料的散热效率分别比石蜡提高69.81%和157.14%。进一步，考察了相变散热与不同液冷散热方法耦合作用的散热效果，结果表明：浸没式液冷散热的散热均匀性比单壁面冷却板散热更好；对于GNP/石蜡复合相变材料-浸没式液冷耦合散热方法，石墨烯含量越高，冷却温度越低，则散热效率越高；当冷却温度从304 K降到302 K时，十字形电子元件降温幅度最大，达到0.83 K。

固体氧化物电解池（SOEC）是生产“绿氢”的关键技术，但其原料电加热器存在对流换热效率低、体积大的问题，制约了该技术的商业化应用。为提高SOEC原料电加热器的紧凑性与加热效率，提出在加热器流道内填充开孔泡沫金属强化传热的方法，并采用数值模拟方法分析了泡沫金属孔参数及泡沫-翅片组合方法对原料流动、传热系数与流道压降的影响。结果表明：随着原料进口流速的增大，流道压降呈二次方增长趋势，对流传热系数也不断增长；高孔隙率、高孔密度泡沫结构的比表面积更大、流道更复杂，可显著增强对流，传热效果更优，但其导热性逊于翅片；泡沫-翅片耦合结构能够综合利用翅片的高导热性与泡沫的强对流扰动，显著提升壁面导热与流体整体受热温度，有效增强电加热器的加热性能。

深入分析了我国石化行业在“双碳”目标下面临的挑战，指出加快能效提升是实现石化行业“双碳”目标的必经之路。通过展示中国海油某炼化企业低温余热深度利用的案例，系统分析其技术原理、实施路径与经济效益，为炼化企业余热深度利用提供理论依据和实践参考。

催化裂化油浆(简称油浆)作为催化裂化过程的副产物，可用于制备高端功能碳材料，深入分析其性质、组成与结构特点对进一步加工处理和高附加值利用具有重要意义。以油浆为研究对象，在考察基本性质和组成的基础上，采用核磁共振波谱仪、傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、激光粒度仪等仪器表征其结构，结合改进的Brown-Ladner法计算平均结构参数。研究结果表明，油浆具有高密度、高黏度、高固含量的特点，灰分为0.49%，芳香分质量分数达69.48%，氢碳原子比为1.07，平均分子结构为3.01个环的渺位缩合芳香环系，其中的固体颗粒为不规则形态，由分子筛催化剂粉末聚集形成，粒径主要分布于1~10μm。

分别以ZSM-5（MFI）分子筛、IM-5（IMF）分子筛以及IM-5经草酸处理得到的IM-3M分子筛为催化剂，考察其在葡萄糖转化制备5-羟甲基糠醛（HMF）反应中的催化性能，并通过X射线衍射、N₂吸附-脱附、氨程序升温脱附和吡啶吸附红外光谱等手段对分子筛的物化性质进行表征。结果表明：IM-5与IM-3M分子筛的比表面积（分别为412.1m²/g与459.5 m²/g）均大于ZSM-5分子筛（371.9 m²/g）；与IM-5分子筛相比，IM-3M分子筛的介孔更多，其总孔体积显著增加，达到0.62 cm³/g，传质性能明显增强，同时其酸强度有所降低，抑制了积炭的生成，在葡萄糖转化制备HMF的反应中展现出良好性能。在四氢呋喃与氯化钠-水溶液组成的反应体系中，以IM-3M为催化剂，170℃下反应60 min后葡萄糖转化率达95.0%，HMF选择性为59.2%。该催化剂在循环使用4次后，HMF选择性仍保持在50%以上，且反应后分子筛结构未发生明显变化，显示出良好的稳定性。

为了探究金属掺杂量对铁（Fe）基氧载体还原动力学的影响机制，合成了系列微量镧（La）掺杂铁基氧载体（La摩尔分数为0~3%），并采用X射线衍射、N₂吸附-脱附、扫描电镜等手段考察不同La掺杂量Fe基氧载体的结构，通过建模计算和试验耦合方法评价了其甲烷还原反应动力学的变化趋势。结果表明：引入的La进入了Fe基氧载体的晶格，导致Fe₂O₃和ZrO₂的XRD衍射峰左移，且偏移程度随La掺杂量的增加而提高；当La摩尔分数为3%时，形成了明显的会形成钙钛矿结构LaFeO₃晶相，导致氧载体比表面积下降；Fe基氧载体甲烷还原反应由Fe₂O₃ → Fe₃O₄（R₁）、Fe₃O₄ → Fe_1-xO（R₂）和Fe_1-xO → Fe（R₃）三个步骤组成，R₁和R₂符合一级反应模型，而R₃遵循成核模型，La掺杂不改变氧载体的甲烷还原反应路径及其动力学模型；1%La掺杂氧载体的还原性能最佳，可显著提升整个还原反应速率，并同时降低各步反应的活化能。