结合R-K方程推导出偏摩尔体积计算公式，计算了超临界氨合成体系的组分偏摩尔体积，以期进一步了解各组分的相行为，为探索超临界相氨合成新工艺提供理论依据和指导.计算的条件为：H₂/N₂=3，合成气中NH₃浓度为2％～15％，超临界体系中介质浓度为20％～50％，温度为243～699 K，压力为0.1～187 MPa.结果表明：在合成气中加入合适的超临界介质并控制反应条件，体系可以达到超临界状态；在常温下或介质的临界温度附近或工业氨合成温度范围内，在各自相应的总压和组成条件下，使介质处于超临界状态，对超临界氨合成才是有利的.

针对偏离二参数对应状态原理的复杂流体，以Mie势能函数和London色散力理论为基础，引入基于Joffee和Stewart虚拟临界规则的Leland分子形状系数，推导得到状态方程中二元相互作用参数k_ij的新型关联式.取Mie势能函数的参数n为3时，无需经过实验数据返算，关联式可直接计算和预测烷烃混合物k_ij;除了物质的临界性质外，k_ij还是温度、组成、摩尔体积、偏心因子和离子化势能的函数.将关联式初步应用于Peng-Robinson状态方程计算烷烃类混合物的临界压力，计算值与实验值平均偏差小于2.40％，取得满意的结果.

将Simha-Somcynsky状态方程和Vrentas-Duda的自由体积理论模型相结合，提出改进的高分子中溶剂扩散系数模型.改进的模型利用状态方程和WLF理论定义的自由体积分数确定扩散过程的有效自由体积，避免原模型中繁琐的黏弹性实验测定.对苯、甲苯、乙苯、氯仿在聚苯乙烯、聚异丁烯和聚醋酸乙烯酯中的扩散系数的计算结果表明，改进模型的预测值与实验值取得较好一致，且自扩散系数的预测精度比原模型高.同时，改进的模型能够反映压力对扩散系数的影响.溶剂扩散系数随外界压强增加而减小，当溶剂浓度较低时，压强的影响非常显著，扩散系数可相差几个数量级.随着溶剂浓度升高，扩散系数接近常压时的扩散系数，压强影响可以忽略.

从热力学第二定律出发，将普适体系的熵产表达推广于降膜蒸发过程熵产分析并得到熵产计算式.引入单位熵产数并得到Reynolds数大于1450(c_pμ/λ)^-1.06(0.5-0.25ω)^-1情况下和Reynolds数之间的定量关系，据此揭示了降膜蒸发过程熵产随降膜管内液膜厚度减小先降低再增大的规律，对应存在最小熵产数.与φ30×2×6000传热管内磷酸降膜蒸发实验数据对比结果吻合良好，表明本文熵产计算式可以根据过程的热力参数表达降膜蒸发过程的熵产规律，对过程强化和提高热力学效率具有实际指导意义.

新型立式多层圆盘结构裂解塔是一种传导加热型单元设备，能把无钢丝废轮胎裂解为炭黑、燃料油和可燃气产品.在料环假设、松散介质假设、物性假设基础上，研究了空心加热盘上轮胎料块的传质模型，给出了料环高度、盘面积料量、停留时间、有效覆盖率以及临界处理量等参数的计算公式.应用颗粒传热扩散理论及橡胶裂解动力学方程，建立了新型裂解塔加热盘面和轮胎料块间的传热模型，得到了裂解塔内每道料环出料温度及橡胶残余率的迭代计算公式，并从理论上给出了裂解塔的最大处理量.应用该模型对3000 t•a^-1裂解塔进行了理论计算，所得结果与实验数据吻合较好.

以达到最大有效传热面积和传热系数为优化目标，利用已建立的多层圆盘结构废轮胎裂解塔的传质传热模型，给出了刮扫面积重叠率、主轴转速、耙杆安装系数、耙叶数目间距及安装角度等裂解塔主要参数的优化设计方法.结果表明，刮扫面积重叠率ξ在区间(0, ξ_c)为宜;主轴转速ω应在保证最终产品质量达标的前提下，选取较高值;裂解塔设计中应尽量采用多耙杆系统;耙叶间距的更优设计方案是使各料环对应临界处理量相等;耙叶安装角度一般取为45°，此时耙叶所受阻力最小，对料环搅拌效果最佳.

注塑成型过程中，熔体在型腔中的流动和传热对制品质量性能有重要的影响.为了预测注塑制品的收缩、翘曲和力学性能，精确预测充填过程的流动及传热历史是十分必要的.本文考虑熔体的可压缩性及相变的影响，将充填过程中熔体的流动视为非牛顿可压流体在非等温状态下的广义Hele-Shaw流动.采用有限元/有限差分混合方法求解压力场和温度场，采用控制体积法跟踪熔体流动前沿，并应用Visual C++实现了注塑充填过程的可压缩流动分析.为了保证能量方程各项在单元内边界的连续性，结点能量方程各项由单元形心处的离散值加权平均获得，因而，能量方程在计算区域内整体求解.对两个算例进行了分析，模拟结果与实验结果的对比，验证了本文数值算法及程序.

对浸没循环撞击流反应器不同转速下的压力波动信号用 Daubechies 二阶小波在 1～9 尺度下进行分解，并分别对分解的信号进行R/S分析.研究发现，分解的信号可由多尺度方法得到较好的理解.对压力波动信号不同尺度下的细节信号与概貌信号分析表明，在不同的尺度下表现出不同的分形结构，且随着转速的增大，分形结构的变化趋势基本一致.此外，该系统不仅存在确定性非周期成分，而且粒子团之间有相似的能量交换，产生了湍流的扩散，符合耗散系统的特征.在粒子相互撞击的过程中，产生了不同尺度的旋涡，从而导致混沌的产生.

为了更有效地利用太阳能，以钛酸丁酯为前驱体，硝酸镧和四丁基氢氧化铵为掺杂离子给体，通过改进的溶胶-凝胶法，成功制备了纯TiO₂和不同掺杂浓度的镧、碳掺杂和共掺杂TiO₂光催化剂.表征结果显示，共掺杂催化剂为锐钛矿型，具有较高的比表面积，感光范围拓展到可见光区.分别以甲基橙、罗丹明B和4-氯酚为降解物，氙灯、太阳光和自然光为光源，进行催化剂的光催化降解实验，结果表明，共掺杂催化剂活性高于未掺杂和单掺杂催化剂.降解结果显示，当共掺杂催化剂含0.5% La³⁺(摩尔比)、焙烧温度在500℃时具有最高的光催化降解效率.共掺杂TiO₂具备较高的可见光催化活性原因可能是碳掺杂降低了TiO₂禁带宽度，而镧掺杂同时维持了体系的电荷平衡.

考察了在3种紫外光源（黑光灯、杀菌灯、臭氧灯）的照射下，分别以TiO₂ 与 Pd/TiO₂为催化剂，甲酸降解过程中过氧化氢的生成机制.研究发现，在黑光灯/催化剂条件下，可在纯水中生成过氧化氢，但当催化剂缺失时几乎不能生成.在黑光灯或杀菌灯照射下，甲酸溶液在有催化剂存在时可被稳定分解，但当催化剂不存在时则分解非常缓慢.对各种光源而言，Pd/TiO₂比TiO₂催化降解甲酸的效果好.对光源条件的比较发现，甲酸分解速度与过氧化氢生成速度依次为臭氧灯>杀菌灯>黑光灯.结果表明，甲酸光催化分解初速度与过氧化氢生成的初速度呈正比，过氧化氢生成是光催化降解有机物的关键因素.

采用滴定法描绘了甲基丙烯酸甲酯（MMA）/丙烯酸（AA）/H₂O无皂微乳液体系的三元相图，用电导率法对单相微乳液区域进行了类型划分.在相图研究的基础上，考察了引发剂（AIBN）用量、体系AA含量和水含量对MMA/AA/H₂O反相无皂微乳液体系聚合速率的影响.结果表明，聚合速率随引发剂用量和AA含量的增加逐步加快，随体系水含量的提高出现极大值.得到动力学关系，表明AA的乳化促进作用显著，聚合在连续相进行的同时亦在分散相液滴内进行.此外，环境扫描电镜的测试结果表明，所得聚合产物具有明显的孔穴结构.

基于随机型最优化策略，针对包含简单塔、带有侧线蒸出及侧线汽提塔的复杂塔、全热耦合（或Petlyuk）塔的热耦合复杂精馏塔系统的综合问题，提出一种模型化方法.针对热耦合复杂精馏流程系统所需塔段数目以及冷凝器和再沸器数目的不确定性，提出了一种分解求解策略，将原问题分解成一系列具有不同塔段数的子问题分别求解;针对流程结构的优化提出一种流程结构的编码表达法，该方法将问题的分离序列结构和热耦合方式分别用两组编码表示，对分离序列的编码采用了数据结构理论中的二叉树排序方法，使流程结构的描述变得更加简便;最后以预分馏塔组分回收率及回流比为连续变量，建立了热耦合复杂精馏系统优化的[JP+1]混合整数非线性规划（MINLP）模型，该模型用改进的模拟退火算法求解，可同时得到优化的流程结构和操作参数.

应用部分(Ⅰ)提出的模型化方法，对多个5组分混合物分离问题进行了求解，以说明方法的实施和有效性.对不同优化方案的优化结果及其经济性做了比较和分析，基于分析结果，对多组分热耦合复杂精馏流程的经济性和设计规则进行了初步归纳.

按照集总理论的指导原则，在原17集总反应网络的基础上，提出了一种包含20个集总组分、31个反应的催化重整动力学模型.该模型进一步细分了八碳芳烃组分，并考虑了烷烃组分的所有加氢裂化反应.在某工业连续重整装置上的验证结果表明，所建立的20集总模型可以精确地模拟包括八碳芳烃4个异构体在内的反应产物组成;与原17集总模型相比，裂化产物的预测精度明显提高.随后，采用特定的在线预测和校正策略，将该模型用于在线预测此连续重整过程的总芳烃收率、各芳烃组分收率以及重整油辛烷值，在进料和反应操作条件较大的变化范围内，在线预测趋势和预测精度均令人满意.总芳烃收率和重整油辛烷值的平均预测偏差仅分别为0.52 %和0.36，与离线模拟精度相当.

支持向量机是一种基于统计学习理论的新型机器学习方法.本文给出一种考虑损失函数的噪声模型参数β的贝叶斯证据框架最小二乘支持向量机回归算法，通过贝叶斯证据框架自动调整正则化参数和核参数，更好地实现了最小化误差和模型复杂性之间的折中.将提出的算法用于精对苯二甲酸（purified terephthalic acid，PTA）生产过程中的关键指标对羧基苯甲醛（4-carboxybenzaldhyde，4-CBA）含量的预测中，能很好地跟踪4-CBA含量的变化趋势，泛化能力较强，为4-CBA含量的实时预测提供了很好的解决方案.

通过物理方法对双电层电容器用活性炭电极进行改性实验，探讨了活性炭电极的结构（比表面积、孔径分布、孔容）和性能（比电容、充放电特性）的优化问题.改性后活性炭电极BET比表面积从1739.77 m²•g^-1增至2215.40 m²•g^-1，其中微孔比表面积增幅22％，中孔比表面积增幅35％，孔容积也有20%～30％的增幅量，孔径分布更为合理.优化的活性炭电极结构改善了电极材料的电化学特性，比电容量可达424 F•g^-1,增幅10％.

通过对头孢菌素C发酵液膜过滤过程的分析，引入了前浓缩比a、洗滤阶段稀释比b和后浓缩比c3个参数.针对采用连续洗滤操作模式和间歇洗滤操作模式的膜过滤过程，分别给出了总收率计算式和采用分段函数表示的过程收率计算式.通过计算比较了CFD和IFD操作模式下收率的变化情况，并进行了实验验证.结果表明，恰当选择的操作模式和参数值将有助于提高过程收率和缩短过滤时间，计算式能够为有效控制过滤过程收率提供理论依据.

以E.coli DH5α为模型生物质，Streamline DEAE为典型阴离子交换扩张床吸附剂，通过生物质脉冲响应法获得生物质穿透指数(BTI)作为生物质/吸附剂间相互作用的定量评价参数，考察细胞破碎方法对扩张床吸附的影响.结果表明，随着细胞破碎程度的加剧，碎片粒径减小，碎片zeta电位绝对值也减小，BTI增大，生物质与吸附剂间相互作用减弱.从静电相互作用理论出发，建立了BTI与生物质zeta电位(ζ_B)、离子交换介质zeta电位(ζ_A)和生物质颗粒大小(d_B)三者乘积(-ζ_Aζ_Bd_B)间良好的线性关系.当-ζ_Aζ_Bd_B<100 mV²&#8226;μm时，BTI>0.9，该关系可用于预估生物质的影响，简化扩张床吸附的过程设计.

对不同温度下，陶瓷球填料生物膜滴滤塔净化低浓度有机废气的降解性能以及填料床内温度分布进行了实验研究，实验结果表明：填料床内微生物生长环境温度对微生物酶活性影响很大，从而造成温度对滴滤塔净化性能的显著影响.微生物酶活性最高时的温度为30℃，最高滴滤塔净化性能所对应的温度在30～40℃.在滴滤塔顺流操作条件下，滴滤床内温度沿气液流动方向升高;在进口碳源浓度一定时，滴滤床内沿气液流动方向的温升随着液体流量的减小和气体流量的增大而升高;废气进口浓度及系统操作方式对滴滤床温度分布也有显著影响.

从腐败的PVA胶水中分离到一株能高效降解并矿化聚乙烯醇的细菌Xa-5，经初步鉴定属于黄单胞菌属（Xanthomonas sp.）.该菌株生长需要复杂的有机氮，蛋白胨和牛肉膏可提高该菌对聚乙烯醇的降解速率，其中蛋白胨的加量对降解聚乙烯醇影响较大.该菌降解聚乙烯醇要求的pH范围较宽.不同聚合度的聚乙烯醇对其降解速率影响不大.该菌的降解过程可能是聚乙烯醇首先吸附在细胞表面，然后进行氧化降解.在静息细胞降解过程中，以TOC表示，1 g&#8226;L^-1（DCW）菌体可在52 h内将1 g&#8226;L^-1聚乙烯醇基本矿化，但该菌株的PVA氧化酶酶活、脱氢酶酶活和PVA降解总酶活则较难测出.

为了改善极性、亲水性卤乙酸(HAAs)分子在非极性、疏水性活性炭上的吸附性能，利用N₂等温吸附实验、X射线光电子能谱实验（XPS）、HAAs等温吸附实验等方法，对几种不同产地的活性炭孔隙结构、表面元素形态结构组成，以及HAAs吸附性能进行了研究，考察了活性炭孔结构及含氧官能团对HAAs吸附性能的影响.活性炭表面含氧官能团对HAAs的吸附性能影响显著，当活性炭表面含氧官能团组成较小时，其HAAs吸附能力较强.

应用低压撞击器分别对某100 MW和50 MW燃煤机组锅炉的除尘器前后飞灰颗粒进行采样，研究了除尘器前后PM₁₀的物理化学特性，探讨了颗粒物可能的形成机理.结果表明，两台锅炉产生PM₁₀的质量粒径均呈双峰分布，峰值分别在0.1 μm和4 μm左右.粒径小于0.377 μm的颗粒可能为气化-凝结机理形成，超微米颗粒则可能是通过亚微米颗粒凝聚、聚结和矿物质熔融、破碎、聚结形成.亚微米颗粒中碱金属和碱土金属的氧化物或硫化物为其主要成分，而超微米颗粒中主要成分为难熔性氧化物.

采用带竖立环壁的旋转锥体床，并在环壁上设置溢流口，在锥体内设置固定搅拌器.研究颗粒在这种新型的旋转锥体内的混合和输运规律，探讨锥体旋转速率、颗粒给料速率、溢流口面积等参数对锥体内的颗粒混合、动态存料量以及停留时间的影响.结果表明，通过增设竖立环壁将大大延长颗粒在锥体的停留时间，而搅拌器的设置对于保证颗粒在锥体内的充分混合起着关键作用.在设置搅拌器的情况下，锥体内的动态存料量与给料速率成正比，而与锥体旋转速率成反比;停留时间与锥体旋转速率和给料速率成反比.增加溢流口面积，将缩短颗粒停留时间和降低锥体内的存料量.研究结果对于设计耦合旋转锥体床的煤热解气化炉具有一定的参考价值.

利用炉内成球技术制备的亚毫米量级空心玻璃微球进行实验，系统研究了玻璃微球高压贮氢技术.玻璃微球直径150～250 μm，壁厚0.9～4.0 μm.采用气体渗透法充氢，在高温时，气体扩散进入微球内，温度降低后气体不容易扩散出来，即可实现贮氢.通过控制外界温度和气氛可实现氢气的贮存和释放.对于直径200 μm，壁厚1 μm的空心玻璃微球，在350℃充气的平衡时间约6～10 h，充气平衡后，微球内外压基本相等.在室温条件下，微球的保气半寿命约40～50 d.对于直径200 μm，壁厚2 μm的空心玻璃微球，球内氢气最高压力可达20～25 MPa，单位质量贮氢效率为13%～16％.

以流化床乙烯气相聚合工艺为例，提出了通过控制聚合反应条件的振荡操作，在单一反应器内实现制备双峰分子量分布聚乙烯的新工艺.通过模拟计算，分别考察了氢气、乙烯、共聚单体进料速率和反应温度的振荡操作对聚乙烯分子量分布的影响.计算结果表明，采取振荡操作后，聚乙烯树脂的分子量分布呈明显的双峰分布，表明在一个反应器里通过控制反应条件的振荡来制备双峰聚乙烯是可行的，而控制氢气进料速率的振荡操作是制备双峰聚乙烯最为有效的方法.

以多聚甲醛和苯酚为原料，合成了适用于酚醛膨胀体制备的酚醛树脂.建立了用凝胶化时间和FTIR分析的羟甲基指数来判断酚醛树脂活性的方法，并跟踪分析了树脂活性在反应过程中的变化.实验结果表明：两种分析方法十分有效，并且得到的分析结果十分吻合.讨论了反应时间对树脂活性、黏度、固含量等性能的影响，以及树脂的性能对制备酚醛膨胀体的影响.

采用气溶胶溶剂萃取系统制备聚乳酸（PLA）微细颗粒.用扫描电镜考察了工艺参数温度(35～55℃)、压力(8～20 MPa)、PLA溶液浓度(0.1～0.5 g&#8226;ml^-1)及其流速(140～400 ml&#8226;h^-1)、PLA相对分子质量(M_w：10000～100000)对产品颗粒形貌及粒径的影响;采用X射线衍射谱仪分析了产品的结晶性能.结果表明，当M_w＝100000或PLA溶液浓度达到1 g&#8226;ml^-1时，产品为黏性薄膜，无法得到微球状颗粒产品，当M_w小于100000或PLA溶液浓度小于1 g&#8226;ml-¹时，产品为微球状颗粒，在本研究范围内,温度和压力是影响粒径的主要因素，升高压力、降低温度可显著降低PLA颗粒粒径.在20 MPa，35 ℃，PLA溶液流速为240 ml&#8226;h^-1、浓度0.1 g&#8226;ml^-1、相对分子质量M_w=10000条件下成功制备了粒径介于200～600nm 的PLA微球.XRD分析显示产品晶型几乎没有变化，但结晶度大大减小.

以偏铝酸钠溶液、CO₂为原料，在超重力旋转床反应器中进行碳分反应，成功制备出纳米级氢氧化铝，采用XRD、TEM、TG-DSC、粒度分布等测试技术对产品进行表征，表明产品的晶型为拜耳石、六角片状、平均粒径<100 nm，且形状规则、粒度分布窄、分散性好.同时对其合成条件进行了优化分析.结果表明，利用超重力旋转床反应器制备六角片状氢氧化铝工艺简单、重复性好、技术上是可行的.

采用草酸盐共沉淀法，以氯化钙、氯化锶、氧氯化锆和草酸为原料成功地制备了Ca_1-xSr_xZrO₃系列陶瓷固溶体.利用TG-DTA和XRD等手段分析了Ca_1-xSr_xZrO₃前驱体的热分解过程并确定了形成结晶相的温度.结果表明：在1000℃以上煅烧前驱体可获得立方相的Ca_1-xSr_xZrO₃完全固溶体，晶体的晶格常数变化规律符合Vegard定律;将经过1100℃煅烧的Ca_0.8Sr_0.2ZrO₃粉体干压成型并在1450℃烧结后，所得瓷体的相对密度和平均晶粒尺寸分别达到93.0％和0.7 μm;当Sr²⁺在固溶体中的比例(x)为0.2时，Ca_1-xSr_xZrO₃陶瓷在10 MHz高频下室温介电常数达到最大27.6.