石油、天然气、煤炭资源终将枯竭，利用可再生资源生产燃料和化工产品正在兴起.利用植物油与甲醇酯交换，可以制备脂肪酸甲酯.脂肪酸甲酯是一种优质清洁燃料，即生物柴油；同时，脂肪酸甲酯及其联产的甘油进一步精制和深加工可以生产许多化工产品.本文从生物柴油的国内外发展概况出发，结合国内的现状，对我国发展生物柴油的影响因素进行了分析，认为原料油的价格和供应量是关键；同样，也对生产化工产品作了相应的探讨，认为这是增加利润的关键.最后形成利用可再生油料资源发展炼油化工厂的设想.

以萃取分离为主线，运用界面科学及化工分离原理，综合表面活性剂-水-油三元体系中微观结构的共性特征，提出了微乳相（microemulsion phase）的概念和定义，阐述了微乳相体系的特点、分类以及表征方法，揭示并总结了微乳相萃取的特征、规律及相互作用，评述了胶团、反胶团及三相等典型微乳相萃取技术的应用研究进展，并展望了微乳相萃取技术的发展前景.

借鉴纺织行业Lyocell纤维制备过程中采用的溶解方法，以N-甲基吗啉-N-氧化物（NMMO）为溶剂物理溶解纤维素，制备出了新型纤维素膜，并对其性能进行了测试.结果表明通过溶剂法制备的新型纤维素膜，应用潜力主要表现在3个方面：在湿态条件下对酸性气体具有较好的渗透性能；经过改性加入亚砜基团的纤维素膜对SO₂表现出较高且稳定的渗透性；因为纤维素的强亲水性，该膜应用于油水分离，其耐污染能力较强.

综述了固液界面能差效应强化冷凝传热的新机制及其对纯蒸气及含不凝气的蒸气冷凝传热过程影响的理论和实验研究进展.阐述了引入固液界面能差效应后的膜状冷凝、滴状冷凝和过渡状冷凝传热模型，及模型与实验数据的对比结果.介绍了利用固液界面效应强化纯蒸气和含不凝性气体的混合蒸气冷凝传热的强化技术.

综述了具有生物兼容性的无机/金属纳米颗粒和酶组装成生物复合催化剂的最新进展，并从纳米材料的自身特性出发，分析了酶和无机/金属纳米颗粒组装的多种方法以及纳米粒子在多个方面对酶催化效率的影响，进而归纳了纳米颗粒对酶具有的多种纳米载体效应.最后探讨并展望了利用酶和无机/金属纳米颗粒的组装将天然酶改造成更高效的复合生物催化剂的研究现状与前景.

为了研究当前纤维素化学发展现状，综述了纤维素超分子结构及其成因，介绍了纤维素自组装的结构模型，讨论了纤维素的多种原材料（细菌纤维素、人工化学合成纤维素、棉花、木材、禾草植物、韧皮纤维以及农业废弃物），着重介绍了细菌纤维素的制备与商业用途以及人工化学合成纤维素，综述了目前纤维素化学研究的热门课题：选择性取代、新纤维素溶剂、纤维素的预处理、纤维素衍生物以及纤维素功能材料的发展现状、再生纤维的研究发展现状、纳米纤维素的制备与表面化学改性.选择适宜的原材料，对天然纤维素进行可控物理、化学结构设计，从而可以制备特殊功能的精细化工产品.纤维素化学是21世纪可持续发展的化学工程研究的重要课题之一.

代谢工程是用现代基因工程技术对细胞性质进行改进.代谢工程包括3个重要步骤：细胞途径的修饰（合成），修饰后细胞表型的严格评价（表型表征），根据评价结果设计进一步的修饰（优化设计）.其中“组学”技术（基因组学、转录物组学、蛋白质组学、代谢物组学、代谢通量组学等）在表型表征中起着极为重要的作用.此外，由于细胞的性质不仅与其基因组密切相关，而且也与细胞所处的微观及宏观环境条件（底物种类与浓度、pH、温度、溶氧、生物反应器的混合与传递特性等）密切相关，因此在菌种改进过程中就要密切结合这些实际的环境条件对所得的菌株用上述“组学”技术进行表型表征，从而使所开发的代谢工程菌株满足包括环境条件影响在内的整个生物加工过程优化的需要.本文结合国际上的发展及作者的研究实践，综述了近几年基于功能基因组学的代谢工程研究发展情况.

超重力（旋转床）技术是一种能够极大强化传递和分子混合过程的突破性过程强化新技术，本文对超重力技术的基础研究，在反应与分离过程强化、纳米材料制备方面的应用研究以及工业化应用的最新进展情况进行了综述，重点介绍了本中心的研究成果.

作为全球性的基础产业之一，能源工业的可持续发展正面临着资源短缺和环境保护两方面的巨大压力，使得21世纪能源工业和能源技术的发展面临着前所未有的机遇和挑战.准确把握未来能源工业的发展方向，既是世界各国保证其能源安全的重大战略需求，也是世界各大能源公司在日趋激烈的技术和市场竞争中立于不败之地的前提.因此，对未来能源状况及能源技术发展趋势的技术预见（TFS）研究在世界范围内得到了广泛的关注.本文在综述TFS活动的发展历程、TFS与核心竞争力和可持续发展的关系以及TFS方法等的基础上，以中国、日本和Shell公司进行的TFS活动为例重点介绍了TFS方法在能源领域的应用情况，并以未来5～15年我国清洁汽油的构成情景分析为范例阐述了TFS方法的应用，以期为国内相关的TFS活动提供参考.

根据电荷模型（空间电荷和固定电荷模型），将荷电膜传递现象分为膜的分离性能、电性质及传递参数3类.其中膜的分离性能用截留率和通量来表征;膜的电性质包括膜的电化学性质和膜的动电性质，膜的电化学性质用膜电位来表征，膜的动电性质用流动电位、Zeta电位和电滞效应等参数来表征;膜的传递参数则用反射系数、溶质透过系数、纯水透过系数、电导率、离子的迁移数及电渗系数6个系数来表征.概述了空间电荷和固定电荷模型描述电解质溶液在荷电膜中的传递现象的研究进展，介绍了两种模型在荷电膜中应用时的各自优势，展望了电荷模型在荷电膜体系中应用的发展方向.

用PM3半经验量子化学方法计算了烷烃、烯烃和芳烃等的疏水性参数lgP、偶极矩、前线分子轨道能隙和水合能等结构描述符，与实验测定的烃类在1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（［C₄MIM］［PF₆］）、1-烯丙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（［AMIM］［BF₄］）、1-异丁烯基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（［MPMIM］［BF₄］）和［MPMIM］［BF₄］-AgBF₄ 4种离子液体中的无限稀释活度因子进行定量结构-性质关系（QSPR）研究，建立的QSPR模型具有良好的关联和预测能力.同时测定了烃类等溶质与离子液体［C₄MIM］［PF₆］的液液界面张力，发现其与无限稀释活度因子有相似的变化趋势，据此采用同样的结构描述符，建立了溶质与［C₄MIM］［PF₆］界面张力的QSPR模型，模型的关联能力良好.

在Groot和Warren耗散粒子动力学的修正Velocity Verlet算法的基础上引入优化方法获得一个简单的计算λ的表达式，提出一种自洽获取该值的优化修正Velocity Verlet算法.模拟结果表明，这种通过优化来获得参数的修正Verlocity Verler算法具有运算量小、温度稳定的优点，可以在耗散粒子动力学模拟中使用.

采用动态密度泛函理论分别以PEB［(PEO) ₁₁-(PBO)₁₁］和PL64［(PEO)₁₃-(PPO)₃₀-(PEO)₁₃］为研究对象，模拟了两嵌段和三嵌段共聚物高分子表面活性剂自聚效应对介观结构的影响.PEB在自聚效应的影响下可以形成多层囊泡结构，并且PEB聚集体的自聚程度越高，多层囊泡的层数越多，自聚程度越低，多层囊泡中包含的水分子越多.而PL64在自聚效应的影响下可以形成球形多孔结构以及球状和短棒状聚集结构.此外，通过比较序参数以及介观结构的演化过程，给出了PEB多层囊泡结构与PL64球形多孔结构和球状短棒状聚集结构的演化机理.

对水热反应釜中高温高压NaOH和KOH水溶液的热力学性质进行了研究，采用Pitzer表观摩尔体积模型获得了容器中溶液填充度与压力的关系;在考虑溶液中离子缔合现象的基础上对Pitzer活度因子模型进行了改进，建立了能够描述溶液中真实离子组成的NaOH和KOH水溶液热力学模型，并给出了模型参数随温度和压力的变化关系式.计算结果表明，与纯水体系相比，相同反应温度、初始填充度下，NaOH和KOH 水溶液产生的压力显著降低，这意味着实际操作中可以进一步升高反应温度和增加填充度;100℃时，5 mol·kg^-1的NaOH溶液的缔合度就已达到30％，并随反应温度和溶液初始浓度的增加缔合度还将显著升高，表明实际水热反应的氢氧根自由离子浓度远远小于溶液的初始浓度，这为进一步深入研究水热反应机理奠定了理论基础.

利用显微放大技术测定了不同温度(274.1～280.1 K)、压力(0.80～4.38 MPa)下乙烯水合物膜在乙烯气泡表面生长的动力学数据，采用量纲1 Gibbs自由能差作为推动力对数据进行关联建模，得到了乙烯水合物膜生长动力学模型，并回归出乙烯水合物膜生长表观活化能为61.23 kJ·mol^-1，指前因子为6.76×10¹¹mm²·s^-1，同时，考察了在不同温度下压力对乙烯水合物膜生长速率的影响.

利用自吸式搅拌静态平衡釜，测定了333.15、353.15、373.15、393.15 K下二甲醚-甲醇-水三元体系的等温汽液平衡数据.二甲醚在气液相中的含量随压力的提高而增大，随温度的升高而减小.采用状态方程-活度因子法，由PR方程计算气相各组分的逸度因子， NRTL方程计算液相活度因子，进行了二甲醚-甲醇-水三元体系汽液平衡数据的热力学计算.模型计算值与实验值吻合良好.

通过测量被纯氧饱和的水在塔板上发生氧解吸时液相氧浓度，得到了伴有传质的浓度场，并发现在速度返流区会出现浓度旋涡.使用计算传质学的方法对塔板浓度场进行了数值模拟，计算值与实验值符合得较好.通过模拟，同时得到了湍流传质扩散系数的分布.

以Villermaux-Dushman快速平行竞争反应为模型体系，研究了宽600 μm、深300 μm的T形微通道内的微观混合特性，着重考察了不同进出口结构、微通道长度、体积流量比等对微通道内流体微观混合效果的影响.实验结果表明：Péclet数在7.0×10⁶～2.0×10⁸之间，无返混;体积流量比愈小，离集指数X_s愈小，微观混合效果愈好.不同进出口结构尺寸、体积流量比对微观混合的影响取决于Reyonlds数的大小，Re<Re_c时，影响较大，且随Re增加，X_s减小，微观混合效果愈好;Re>Re_c时，X_s趋于定值，约为2.7×10^-4，接近理想微观混合效果.

活性炭微球是一种储存及净化天然气的新型碳材料.采用高精度的重力分析仪(IGA-003, HIDEN)对天然气主要成分CH₄和CO₂杂质在活性炭微球材料内的扩散性质进行了研究.运用Fick扩散模型关联得到了CH₄及CO₂在活性炭微球内的扩散系数.研究结果表明，CH₄与CO₂在活性炭微球内的扩散属于晶体扩散，二者的扩散系数处于10^-13m²·s^-1数量级上.同时，CH₄与CO₂在介孔活性炭微球内的扩散速率均随着温度的增加而增加，随着体系平衡压力的增加而减小，而且CH₄的扩散速率要略大于CO₂的扩散速率.研究结果可用于活性炭微球吸附剂应用中传质性质的计算.

采用气液两相湍流k-ε模型，通过引入局部冷凝推动力实现两相传热传质的耦合，对冷表面作用下高湿气流的冷凝过程进行了模型研究，并应用CFD方法对模型进行了数值模拟.对恒壁温冷凝管外混合气体在环形空间湍流冷却冷凝的温度分布、湿度分布及其凝雾区间分布的模拟结果显示，凝雾的产生受蒸汽过饱和度控制，而其分布受过程传热推动力影响.基于体系整体不饱和、局部过饱和的热力学非平衡状态，冷凝区间前端主要发生雾状冷凝，在x*＝0.7附近，随着凝雾在冷表面上逐渐积聚成膜，凝雾过程过渡为膜状-雾状冷凝协同作用.相同工况下，由本模型计算得到的冷凝量与高湿气流冷却冷凝现场实验数据的相对误差为±9%，验证了本文的模型与数值模拟.

利用计算化学工程方法，针对甲烷催化燃烧和甲烷水蒸气重整的模型反应体系，研究了一种结构较复杂的金属基整体式催化反应器用于吸/放热反应耦合时的性能.模拟结果表明，这种金属基整体式催化反应器应用于吸/放热反应耦合具有很大的研发潜力.初步分析了操作参数的影响，重整侧与燃烧侧入口气体速度的比值、气体入口温度以及燃烧部分和重整部分的甲烷体积流量比都是影响反应器性能的重要因素.

设计了一种新型整体式SO₂转化钒催化剂，催化剂内部设计了若干平行排列的交错的规则气流通道.研究结果表明，与传统散堆条形催化剂相比，流动阻力降低2/3左右.用于整体式钒催化剂成型的料浆经过特殊的处理，可以使催化材料机械强度提高近10倍.应力分布计算表明，整体式钒催化剂在孔道边角部分存在应力集中的问题，最大应力比所施压力高出8～8.5倍.通过优化处理后的新型整体式钒催化剂，具有与商业催化剂相当的催化活性，抗压机械强度约为1.10 MPa.

在石英流化床反应器中研究了无氧条件下甲烷直接催化转化制备芳烃的过程.发现催化剂的诱导期长短、甲烷的总转化率与温度、甲烷分压及甲烷空速相关.在973 K下，液体产品中苯的选择性与萘的选择性随着催化剂的失活呈现不同的变化趋势.所得主要技术指标（甲烷转化率、苯的收率与选择性等）与固定床微型反应器中的结果相近.还研究了催化剂上的积炭对甲烷转化率、催化剂失活的影响，为将来的进一步研究提供了基础.

为强化两性官能团化合物的萃取分离性能，以对氨基苯甲酸（PABA）为被分离溶质，二（2-乙基己基）磷酸（D2EHPA）/磷酸三丁酯（TBP）/正庚烷的混合物为萃取剂进行了萃取平衡特性的研究，考察了溶液的pH值、D2EHPA浓度、TBP浓度对于萃取平衡的影响，建立了复合萃取剂协同萃取PABA的萃取平衡分配系数的表达式.结果表明，D2EHPA/TBP/正庚烷复合萃取剂萃取PABA具有明显的协萃效应，协萃机理为D2EHPA及TBP分别与PABA的Lewis碱性官能团（—NH2）和Lewis酸性官能团（—COOH）缔合形成亲油性更强的萃合物，且D2EHPA与TBP的浓度差异越小，协萃效应越明显.根据萃取平衡分配系数表达式拟合求取了表观萃取平衡常数，复合萃取剂的值远大于D2EHPA、TBP单独作为萃取剂的值，进一步证明了本文提出的协萃机理.

水系统集成导致用水过程之间联系紧密、相互作用、相互影响.为了改善系统柔性，可通过改进网络结构提高系统的柔性.对多杂质水回用网络系统的柔性进行了分析，提出了用过程附加控制数和过程连接数同时表征多杂质水回用系统柔性的评价指标，建立了新鲜水耗量最小化、过程附加控制数优化和过程连接数优化的分步优化数学模型，并通过多杂质水网络实例研究了该方法的可行性，得到了具有最小新鲜水耗量、过程附加控制数和过程连接数均最小的水网络结构.

主要研究了活性炭表面负载不同的金属离子对其吸附苯并噻吩的影响.通过浸渍法分别将6种不同的过渡金属离子负载在活性炭表面上，用静态吸附法测定了苯并噻吩硫化物在改性活性炭上的吸附等温线，应用软硬酸碱理论分析和讨论了其吸附能力的差异.结果表明，活性炭表面负载Ag^＋、Ni^2＋、Cu^2＋或Zn^2＋离子，可提高活性炭吸附苯并噻吩硫化物的能力，而活性炭表面负载Fe^3＋或Co^3＋离子，反而降低了活性炭吸附苯并噻吩硫化物的能力，这主要是活性炭表面的酸碱性质发生变化.采用密度泛函数理论法计算结果表明，苯并噻吩的电负性χ为2.638，属软碱类物质;由于Ag^＋为软酸，活性炭负载Ag^＋离子，增加了其局部表面的软酸，从而增强了对苯并噻吩硫化物的吸附;由于Ni^2＋、Cu^2＋和Zn^2＋离子属交界酸，负载Ni^2＋、Cu^2＋、Zn^2＋离子增加了活性炭表面的交界酸，也在一定程度上提高了其表面对苯并噻吩硫化物的吸附;当活性炭表面负载了硬酸性Fe^3＋或Co^3＋离子，其局部表面硬酸增大从而降低了其对苯并噻吩的吸附.

采用Langevin分子动力学方法模拟β模型蛋白与表面活性剂在溶液中形成的各种组装结构，考察了表面活性剂疏水性强度与浓度对蛋白质分子构象的影响.结果显示：弱疏水性表面活性剂可以在蛋白质表面自组装形成限制性空间，使被包覆的蛋白质的立体结构更为稳定;强疏水性的表面活性剂则可以与蛋白质疏水核心区的疏水基团形成复合物，而使蛋白质的立体结构被破坏，即蛋白质发生去折叠.上述模拟可再现相关实验结果，其展现的蛋白质结构转换微观图景对于表面活性剂的分子设计及其应用于生物加工过程具有指导作用.

从北里孢菌（Kitasatospora sp.）PL6-3的发酵液中分离纯化ε-聚赖氨酸（ε-PL），首先发酵液经离子交换，得到ε-PL粗品，然后通过凝胶过滤Sephadex G-25柱层析，获得了色谱纯的产品，分离总收率为81.2%.利用紫外吸收光谱、红外光谱（IR）和高分辨率魔角旋转核磁共振谱 （HR/MAS NMR），确认了该聚合物的结构.用SDS-PAGE电泳和凝胶渗透色谱（GPC）测得ε-PL的相对分子质量分别为5.01×10³和5.05×10³，略高于文献报道的其他菌所产的ε-PL.

将聚合物载药微球的溶解扩散模型与药代动力学模型相结合，计算了载药微球的药物控释性能的浓度时间曲线.采用叠加法计算了多次投药所产生的稳态药物浓度特征，探讨了释放速率、给药时间间隔对药物浓度曲线的影响.相对于口服药物溶液，微球中的药物通过载体的控制释放，血药浓度峰值有很大的降低，多次给药时载药微球的药物浓度波动也有大幅度的减小;适当的溶解速率可减小药物浓度波动，同时也满足治疗所要求的浓度值.

从扬子石油化工责任有限公司废水处理装置的污泥池中分离、筛选得到了一株高效降解对苯二甲酸（PTA）的菌株，PA-18.采用PCR扩增获得该菌16SrDNA片段，核苷酸序列分析结果表明：该菌株的16SrDNA的核苷酸序列与多株假单胞菌（Pseudomonas sp.）的同源性为99%，在细菌系统发育分类学上，该菌株属于假单胞属.在温度为37℃、pH 7.0、OD_{660 nm}2.0条件下，反应24 h，此菌对PTA的降解率大于95 %.同时对于实际的PTA废水也有很好的处理效果，COD_Cr去除率高达85%.在好氧降解作用下，PTA降解的主要中间物被确定为原儿茶酸.

以锡锑金属间化合物作为介质，进行脱除汽油中硫的研究.采用熔融喷雾工艺制备锡锑金属间化合物，作为汽油脱硫功能材料.在汽油中加入水和表面活性剂制成油包水型乳状液，在常温常压下，用SnSb脱除乳化汽油中的硫.通过静态脱硫实验考察了SnSb制备温度、油剂比、处理时间、颗粒大小对脱硫效果的影响.测定了动态脱硫数据，并考察了施加直流电场对动态脱硫效果的影响，考察的电压范围为-15～+15V.结果表明：动态操作时脱硫率远高于静态操作时的脱硫率;电场的方向与大小对脱硫率有显著的影响;配以2.5 V的正电场，对汽油中硫的单程脱除率最大可达45％以上.

采用固相反应法制备了Al₂O₃掺杂的SrCo_0.8Fe_0.2O_3-δ(SCFA)新型钙钛矿型混合导体材料.对材料进行的结构分析表明，Al³⁺离子进入SrCo_0.8Fe_0.2O_3-δ(SCF)晶胞间隙位，降低了材料的氧非化学计量系数，并有效提高了材料的结构稳定性;对不同厚度的SCFA3［Al₂O₃掺杂量为3%（质量）］片式膜的氧渗透性能测定结果表明，SCFA3膜的氧渗透过程受到表面交换过程和体扩散过程的共同影响，其临界厚度约为131.5 μm;二氧化碳热分解(TDCD)耦合甲烷部分氧化(POM)膜反应过程（反应温度1173 K）表明，Al₂O₃掺杂的SrCo_0.8Fe_0.2O_3-δ较SrCo_0.4Fe_0.2O_3-δ (SCFZ) 具有更加优异的稳定性.

以均相单茂钛化合物［Cp*Ti(OPh)₃ 和Cp*Ti(OPhOMe)₃］为主催化剂，配以烷基铝氧烷（MAO）和三异丁基铝(TIBA)，进行了苯乙烯的本体间规聚合.研究发现，聚合过程中生成聚合物的快速结晶对于避免反应体系的凝胶化，制得颗粒状产物十分重要.但正因为这种结晶成核机理，使所得颗粒的形貌极不规整，调控也十分困难.聚合过程中sPS种子的加入没有明显改善生成聚合物的颗粒形态.但当聚合体系中引入少量其他聚合物后，得到了较为规整的sPS颗粒，尤其当加入的聚合物与无定形sPS热力学不相容时（如mEPDM），得到了十分规则的球状颗粒.

以宏源精选煤为原料在微波等离子体条件下制备出一种新颖结构的碳材料，运用场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜和能量色散谱技术对产物进行表征.结果表明：产物形状似莴笋状，外层石墨化程度较好，其最大宽度约为170 nm，长度则为4～5 μm，且呈定向排列.这种新颖结构的纳米碳材料有望在场发射、增强材料等方面显示出巨大的应用潜力.

以pH值缓冲溶液为沉淀剂，用非均匀成核和液相共沉淀相结合的方法合成出了ZrO₂（3Y）包裹Al₂O₃纳米复合粉体.用XRD、TEM对所制备粉体进行了表征.研究表明：加入分散剂使Al₂O₃悬浮液的等电点向酸性区移动，Zeta电位绝对值增大，其中pH值为9.56对应的Zeta电位绝对值最大，悬浮液最稳定.Al₂O₃悬浮液pH值为9.5，ZrOCl₂和YCl₃混合溶液浓度为0.2 mol&#8226;L^-1时前驱体的收得率最高.600℃煅烧后得到的粉体中只有α-Al₂O₃、t-ZrO₂两种物相，在Al₂O₃颗粒表面附着10 nm左右的ZrO₂（3Y）颗粒.