有水合物存在的多相闪蒸计算对于水合物法分离技术非常重要.提出了一个进行气-液-液-水合物四相闪蒸计算的新算法.其中气-液（富烃相）-液（富水相）三相平衡闪蒸计算采用Patel-Teja状态方程，Chen-Guo水合物模型用于气相与水合物相平衡的计算.此算法避免了求解复杂的方程组，因此使计算简单化.通过气体与纯水体系和有抑制剂体系的计算检验表明，此算法有很好的计算稳定性.

采用红外热像仪和智能化薄膜厚度测试仪研究了垂直板上受热降膜的流动特性, 得到液膜表面温度分布、液膜宽度、液膜厚度、局部液膜厚度随时间变化关系等参数 通过对这些参数的分析,可知降膜加热流动时,液膜表面出现轴向和径向的温度梯度,由此产生的表面张力梯度引起Marangoni效应对降膜流动有着很大的影响降膜加热流动过程中，Marangoni 效应使液膜产生较大的收缩,膜厚增加,表面波动加强.

注塑充填过程中，聚合物温度的变化直接影响到成型过程的各个方面，因此，对注塑流动过程中温度场的准确预测具有重要意义.采用有限元方法对注塑充填过程中温度场的三维数值分析进行了研究.没有采用传统的Hele-Shaw薄壁假设，而是全面考虑了对流项在各个方向的影响，提出了一种全三维的温度场计算的数学模型和数值实现方法.采用Galerkin法对能量方程进行了三维有限元离散，同时，为保证数值计算过程的稳定性，采用上风法来处理对流项和黏性热项.模型可预测非牛顿非等温流体在任意厚度型腔内流动时的温度场.和二维模型相比，它具有更加广泛的适用范围，计算结果也更准确.数值算例证明了给出的模型和算法的可靠性.

受自然界中蜂巢结构分形特征的启发，设计和加工了仿蜂巢分形微管道网络，并进行了参数优化.在微管道截面参数、对流传热系数、传热温差均相同的条件下，对流动与换热特性的理论分析表明：加热底面积相同时，仿蜂巢分形微管道网络所能带走的热量可达平行阵列微管道网络的5倍以上;不计分流、合流效应，总换热量一定时，仿蜂巢分形微管道网络所需的泵送功率约为传统平行阵列微管道网络的1/10.恒定热流条件下的去离子水层流对流换热实验也证明：仿蜂巢分形微管道网络比传统的平行阵列微管道网络具有更高的Nusselt数和更低的流动压降.这种分形微管道网络除用于电子器件冷却，还可用于微燃料电池极板、微混合器、微生化反应器等微化工系统结构设计.

针对液固界面相互作用对滴状冷凝传热的影响，以Rose滴状冷凝传热模型为基础，考虑接触角、脱落直径对冷凝传热的影响，对滴状冷凝过程中液滴空间序列上的构象，作时间序列上的重构，建立了包含液固界面效应的滴状冷凝传热模型.模型计算结果表明液固表面自由能差越大、接触角滞后越小则越有利于冷凝传热.为滴状冷凝文献数据间存在差异的原因提供了一个新的解释，即液固界面效应的影响.模型可计算得到在不同界面条件下的不同传热结果，模型计算结果与Rose实验值以及本文滴状冷凝传热实验较为吻合.

建立了内置自转螺旋扭带管的三维流动模型，采用RNG k-ε湍流模型对管内流场进行了数值模拟，得到了流体的流动和传热特性.研究表明：自转扭带管内的流动是复杂的三维螺旋流动.流体在扭带与管内壁环缝区域的轴向速度比光管的大;流体在与扭带宽度等直径范围内的切向速度随半径的增大而增大，流体在扭带与管内壁环缝区域内也存在明显的切向速度，但随半径的增大而减小;而光管内流体的流动只有随机的切向运动，且其切向速度要比扭带管内的切向速度小2个数量级;扭带管流体的径向速度和湍流度也比光管的大.扭带管内流体近管壁区域轴向、切向、径向速度和湍流度的加大，强化了管内的对流传热，其表面传热系数大于光管.另外，速度场的模拟值与激光测试值进行了比较，二者吻合较好.

对有颗粒碰撞的两相流动，常常采用将颗粒湍流模型和反映颗粒碰撞作用的动力学模型叠加的方法来构造稠密两相流动的二阶矩湍流模型，在理论上不协调.基于将颗粒脉动分成湍流引起的大尺度脉动和颗粒间碰撞产生的小尺度脉动的概念，建立了两相流动的双尺度二阶矩湍流模型.用该模型对水平槽道内两相流动进行了数值模拟.预报结果和实验结果符合，和单尺度二阶矩湍流模型的结果接近，表明了本模型的可行性.模拟结果还给出了大尺度和小尺度雷诺正应力分布，发现在同一方向上前者比后者大.

以高黏度的油和水为工质，在内径为25.7 mm，长52 m的水平不锈钢油水两相流实验环道内对油水两相流流型及其转换特性进行了实验研究.根据实验结果定义了不同流动条件下出现的流型，绘制了流型图.对影响油水两相管流流型转换的各种因素进行了综合分析，利用量纲分析的方法得出了流型转换的准则关系式，并提出了一个较为准确的有关油水两相管流中反相临界含水率的计算相关式.

建立了苯与十二烯烷基化悬浮床催化精馏过程的动态平衡级模型，模型对过渡过程达到定态时的系统性能预测与定态实验数据和定态模拟结果吻合良好.利用模型模拟，就苯的进料位置、苯和混合烃进料流量的正向扰动对系统性能的影响进行了研究.结果表明：在给定条件下系统仅存在一个定态;反应段最后一块塔板是苯的最优进料位置;系统对于所施加量级的扰动是稳定的，其抗干扰能力很强.

以钛酸四丁酯的水解产物TiO(OH)₂和硝酸钙为原料，固态反应合成CaTiO₃.研究了负载组分对CaTiO₃光催化分解水制氢活性的影响，结果表明：CoO、NiO、Ag均对CaTiO₃的活性有促进作用，其中CoO的作用最为明显.考察了负载钴后处理方法对CaTiO₃活性的影响，并利用XRD、XPS、SEM等手段对负载催化剂进行了表征.研究显示：CaTiO₃被Co(NO₃)₂溶液浸渍后，经加热分解，500 ℃氢气还原，再于200 ℃氧气氧化处理后，得到均匀分布于CaTiO₃表面、金属钴表面覆盖CoO的负载结构，这种结构使催化剂表现出较高的活性.探讨了负载型催化剂CoO/CaTiO₃的光催化作用机理.

采用溶胶-凝胶法在玻璃纤维上涂层TiO₂光催化剂，并掺杂Fe³⁺和Ce³⁺修饰TiO₂光催化剂，进行了间歇式光催化降解气相苯实验，结果表明掺杂Fe³⁺和Ce³⁺均可以提高TiO₂光催化剂的活性，其中0.2% Fe³⁺/TiO₂光催化剂活性最好.借助XRD、SEM和XPS等表征手段来分析修饰前后的催化剂表面的物理化学性质变化，研究表面性质的变化对于光催化性能的影响.表征结果显示载体玻璃纤维表面均匀分布了粒径为40～60 nm的锐钛型TiO₂微粒，0.2%Fe³⁺和Ce³⁺掺杂后催化剂表面Ti³⁺浓度增大，表面羟基浓度减小.催化剂表面的Ti³⁺会与被吸附氧气反应形成Ti⁴⁺并同时产生活性组分O^-₂，氧化剂O^-₂在光催化降解苯反应过程中起着重要作用.

开发了利用分子氧作为惟一氧化剂、高效一步法氧化正辛醇到辛酸的固体Ru-Co(OH)₂-CeO₂催化剂.使用了XRD和XPS等表征手段分析了老化温度对催化剂结构的影响，认为催化剂中存在CeO₂和Co(OH)₂两种微晶结构，Ru以较高的四价氧化态很好地分散在催化剂中.元素Ru、Co和Ce之间的协同效应对于在温和条件下从正辛醇到正辛酸一步法转化起着高效的促进作用.该反应的机理为首先从正辛醇到辛醛的β消除，随后从辛醛到正辛酸的自由基历程.

设计了一种组合式导流装置，并数值模拟了其对三效催化器内流场均匀性的影响.优化设计了一种适合天然气汽车尾气净化的催化剂，提出了催化剂的制备、配方及加工工艺.研究表明，加装导流装置能有效改善三效催化器内流场的均匀性.在设计的均流装置、催化剂配比及催化剂加工工艺下，催化器内流场均匀性提高了5%以上，使用寿命也较大提高.天然气汽车三效催化器中贵金属用量大大降低，保持了较高的废气净化效率.

甲苯液相空气氧化是环境友好的苯甲酸生产工艺.在SNIA苯甲酸生产过程中，CoC2O4•2H2O的生成导致甲苯氧化过程产生严重的结垢现象，严重影响生产的正常运行.通过液相色谱对反应中间产物进行检测，发现有痕量的对苯二酚、马来酸、草酸生成.对生成CoC₂O₄•2H₂O的可能途径进行了分析和研究，结果表明，通过苯、甲苯及其衍生物氧化生成草酸是导致结垢的主要原因.通过改变反应物组成及操作条件，对反应温度、操作压力、空速、催化剂用量、苯含量以及含水量等因素对结垢的影响进行了研究.结果表明，当生成苯甲酸的目标反应受到抑制时，结垢明显加剧.随着反应体系中的苯含量或含水量的增大，其结垢加剧.当催化剂浓度低于100 μg•g^-1时，随Co含量的增大，其结垢减轻.当反应体系中无苯甲酸时，反应受到抑制，结垢严重.当空气鼓气量低于4.0×10-3 m³•min^-1时，随空气鼓气量的增大，其结垢减轻.操作压力对结垢的影响较小.反应温度低于155 ℃时，反应受到抑制同时结垢加剧.

以乙醇为流动相，用纤维素三苯基氨基甲酸酯涂敷型手性固定相在模拟移动床色谱上拆分了奥美拉唑对映体.研究了柱子切换时间以及流动相内部流速对分离效果的影响.实验条件下，S-奥美拉唑的浓度、产率和回收率随切换时间增加而增加，流动相消耗和纯度则随之降低.降低内部流速，有利于改善分离，S-奥美拉唑的纯度最高可达96.4%，R-奥美拉唑的纯度最高为88.4%.

经典蚁群系统只适用于离散问题，缺少处理约束的专门机制.基于蚁群觅食的生物学行为，以搜索最优食物源为目标，将约束纳入食物源优劣评价的启发式规则，采用成群募集和海量募集两种方式，并辅以局部搜索，以此引导蚁群寻找可行域中的最优解，构建为适用于连续约束优化问题的蚁群系统（constrained ant colony system, CACS）.测试实例表明，CACS具有良好的适用性及全局优化性能，将它应用于丁烯烷化过程的约束优化，取得了令人满意的结果.

采用用户模型技术，将自主开发的17集总反应动力学模型与ASPEN PLUS稳态流程模拟软件集成在一起，从而在ASPEN PLUS平台实现了包含重整反应装置在内的催化重整全流程模拟.这一技术既可以利用ASPEN PLUS强大的数据库、模型库和模拟优化功能，大大拓展模拟范围，又可以保持自定义反应模型的特点.整个流程全部仿照反应动力学模型，将300多种化合物定义成18种集总组分（含氢气），并采用专用于石油系统的物性计算方法.建立的ASPEN PLUS二次开发软件在某连续重整装置上获得了成功应用，模拟结果与实际操作值吻合得相当好，完全满足工业应用的要求.此软件可用于催化重整装置的生产调优、扩能改造和新装置的工艺设计.

建立了跨临界CO₂制冷系统中微通道气体冷却器模型，对管内CO₂和空气侧的流动和换热进行了数值仿真.比较了多种工况下的仿真结果与实验数据，验证了该模型正确性;并运用该模型分析了各种参数下的气体冷却器的性能，可用于指导优化设计.

研究了固定化假丝酵母99-125脂肪酶在有溶剂的体系下催化废油合成生物柴油过程中，油醇摩尔比、有机溶剂性质、底物浓度、体系含水量、甲醇流加等因素对反应过程的影响.研究结果表明，在最佳实验条件下，反应转化率最高可达92％，酶的使用寿命可达7批以上.

基于物料的质量守恒定律和中间代谢物的拟稳态假设，定量研究了柠檬酸钠对肌苷发酵过程不同时段代谢流分布的影响.结果表明，添加的柠檬酸钠能够抑制存在于EMP途径和TCA循环之间的“碳源溢流”.在24 h以后， EMP途径的代谢通量平均降低33％，HMP途径通量平均增加76％，肌苷合成途径通量平均增加77％，最终产苷由17.44 g•L^-1提高到24 g•L^-1, 增幅达37.6％.

采用直接硫酸酯化法和定向硫酸酯化法制备硫酸酯基分别在C-6、C-2和C-6,2的3种纤维素硫酸酯CSC6、CSC2和CSC6,2，并分别通过凝血时间和凝血因子活性分析研究其抗凝血活性，以揭示硫酸酯基的位置与纤维素硫酸酯抗凝血活性之间的构效关系.结果表明，CSC6,2延长凝血酶时间（tTT）和抑制凝血因子Ⅱa的活性突出，CSC2具有较强延长部分凝血活酶时间（tAPTT）和抑制凝血因子Ⅹa的活性，CSC6的抗凝血效果和对凝血因子的抑制作用均不如前二者.硫酸酯基的位置影响纤维素硫酸酯糖链的伸展程度和空间构象，导致其与抗凝血酶ATⅢ的结合程度不同，从而产生不同的抑制Ⅱa、Ⅹa和延长tAPTT、tTT的效果.

废气处理生物膜滴滤塔的多孔填料床内是带有气液两相流动、有机污染物扩散、生物膜内生化反应的复杂生化反应体系.在平行平板理论模型基础上，建立了生物膜多孔填料床内含生化反应的多元多相流动及传输特性的多相混合模型，获得了废气处理生物膜滴滤塔净化效率的理论计算方法.模型的理论预测值与生物膜滴滤塔净化低浓度甲苯废气的实验结果基本吻合.

谷胱甘肽（GSH）在生物细胞抵御外界环境条件的刺激和胁迫时起到非常重要的作用.研究发现，高产GSH的产朊假丝酵母（Candida utilis）在受到低pH胁迫时，能以增加GSH合成并向胞外释放GSH的方式来响应和抵御外界pH的不断降低.根据这一生理现象，设计了一种pH控制策略，即在C.utilis WSH 02-08发酵过程中，对细胞赋予短时间pH胁迫，以期提高其胞内GSH合成能力，并使GSH向胞外分泌，从而改变GSH在胞内外的分布和增加GSH合成总量.在该发酵策略的控制下，GSH总产量达到737.1 mg•L^-1，比对照(A：初糖浓度60 g•L^-1，恒定pH=5.5，培养时间48 h;B：初糖浓度30 g•L^-1，24 h一次性补料30 g•L^-1，恒定pH=5.5，培养时间45 h)分别高出24.9% 和 20.0%;胞外GSH含量达到197.3 mg•L^-1，比对照（A、B同前）分别高出355.7% 和 455.8%;单位细胞的GSH含量达到2.67%（mass），而对照仅为2.28%（mass）和 2.11%（mass）.研究表明，基于微生物细胞的生理特性设计发酵策略，可以较大幅度地提高目标发酵产物的产量.

用球形棉纤维素作载体，研制成了一种新的吸附剂：载铁（β-FeOOH）球形棉纤维素吸附剂，并应用于地下水砷的去除.柱实验表明，吸附剂对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的去除效果均明显优于相关文献中报道的吸附剂.采用含砷为500 μg•L^-1的地下水为柱实验进水，空床接触时间分别为4.2 min和5.9 min时，按照世界卫生组织推荐的新卫生标准（10 μg•L^-1），吸附剂去除As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的穿透体积分别达2200 BV和5000 BV. 如采用含As(Ⅲ)和As(Ⅴ)各为250 μg•L-1的地下水为柱实验进水（总砷为500 μg•L^-1），空床接触时间5.0～5.2min时，按照现行中国饮用水砷最高允许浓度50 μg•L^-1的卫生标准，3次过柱穿透点的出水体积分别达7000 BV、6000 BV和6700 BV.吸附剂可以用2 mol•L^-1NaOH洗脱再生，再生效果良好.

我国当前面临着严重的水体富营养化问题，A²/O工艺是一种有效的同步脱氮除磷工艺，但其中进水C/P比是其运行效果的重要影响因素，为深入考察不同进水C/P比对A²/O工艺运行性能的影响，试验设计了4种进水C/P比 (55、45、34、23)，研究了A²/O工艺中COD、总氮、磷和污泥特性的变化.实验结果表明，当进水C/P比小于32时，磷的去除效果随C/P比的降低而线性降低;当进水C/P比高于32时，磷的去除效果稳定在90%～98%，出水磷浓度小于0.5 mg•L^-1.但是C/P比的变化，对COD和总氮的去除率影响较小，平均去除率分别高于90%和75%.而剩余污泥中磷含量则随C/P比的下降而增加.实验发现，不同C/P比系统均存在反硝化除磷现象，可以实现“一碳两用”，有利于氮磷去除效果的提高.

对纳米氢氧化铝（CG-ATH）在低密度聚乙烯/乙烯-醋酸乙烯酯共聚物体系中(low density polyethylene /ethylene vinyl acetate copolymer，简称LDPE/EVA)，填充量对力学性质和阻燃性质的影响进行了研究.通过力学性能测试和SEM分析表明，随着CG-ATH填充量的增加，树脂体系的断裂伸长率急剧下降，而其拉伸强度则呈先下降后上升的趋势，当CG-ATH的填充量为60%时，其拉伸强度达12.5 MPa.通过燃烧性能测试、TG和DSC分析表明，CG-ATH的添加能够提高树脂体系的分解温度，增加结炭率，显著提高极限氧指数.通过综合分析，得到填充量为60%时，能够达到树脂体系力学性能与燃烧性能的最佳状态.

丙烯酸酯改性的水性聚氨酯乳液性能优异、用途广泛，是当前涂料工业研究的一个热点.采用原位乳液聚合法，先制得水性聚氨酯（PU）预聚物，然后加入引发剂和甲基丙烯酸甲酯（MMA），通过自由基乳液聚合得到聚氨酯-丙烯酸酯（PUA）复合乳液，并通过傅里叶变换红外光谱、凝胶渗透色谱、粒径分析仪等对其进行表征.研究了NCO/OH比值、二羟甲基丙酸（DMPA）含量、MMA含量及三乙胺与DMPA的摩尔比值对PUA乳液性能及外观的影响.发现当NCO/OH＝1.3～1.4，—COOH含量为2.6％左右，MMA含量为20%～30％，三乙胺与DMPA的摩尔比值为90%～100％时，所得PUA乳液综合性能较好.

合成了N-乙烯基吡咯烷酮（NVP）接枝壳聚糖（CHI）水凝胶，讨论了NVP/CHI、引发剂、交联剂、聚合温度、乙酸浓度等因素对接枝率及凝胶溶胀性能的影响，NVP∶CHI为6时，接枝率达到300%以上. 溶胀温度、pH值、盐浓度等对凝胶溶胀性能的影响实验表明，凝胶表现出温度敏感性，在40 ℃出现最大平衡溶胀率，并观察到一级相转变;在中性或弱酸性介质中溶胀性能较好;与PVP凝胶相比，NVP接枝CHI凝胶表现出反聚电解质效应. 溶胀动力学研究表明，在溶胀前期，CHI含量较高时，凝胶趋向于非Fick溶胀，说明除了溶剂扩散外，凝胶网络链段弛豫、水分子与凝胶网络间及凝胶高分子链段间相互作用对凝胶溶胀性能的影响至关重要;CHI含量较高时则趋向于Fick溶胀.

以十二烷基苯磺酸(DBSA)为乳化剂,十六醇(CA)为助乳化剂,盐酸和十二烷基苯磺酸（DBSA）为掺杂剂, 过硫酸铵为引发剂,采用乳液聚合法合成了导电聚苯胺（PAn）.研究了反应温度、反应时间及苯胺、十二烷基磺酸、十六醇、盐酸和过硫酸铵配比对聚苯胺电导率的影响.研究结果表明，较佳的工艺条件为：反应温度为7 ℃,反应时间为6 h,较佳的原料物质的量的比为苯胺∶十二烷基苯磺酸∶十六醇∶盐酸∶ 过硫酸铵=0.05∶0.028∶0.04∶0.01∶0.05;以十六醇为助乳化剂,采用十二烷基苯磺酸和盐酸为掺杂剂,提高了聚苯胺的导电性.同时对聚苯胺导电机理进行了分析.

采用种子乳液半连续法合成了具有高有机硅含量的聚硅氧烷/丙烯酸酯核壳结构复合乳液，研究乳化剂的种类、复配比例及质量浓度对有机硅／丙烯酸酯壳核乳液性能与乳胶粒径、分布和结构的影响.结果表明：阴离子乳化剂十二烷基硫酸钠(SDS)、十二烷基磺酸钠(SDS-2)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)所合成的乳胶粒子粒径依次增大，SDS与非离子型乳化剂OP-10复配使用时，随OP-10质量分数的增加，聚合速率和转化率降低，化学稳定性增加，乳胶粒子粒径增大，分布变宽，确定了复合乳化剂的最佳配比.随复合乳化剂浓度的增加，聚合速率加快、转化率增加，乳胶粒子粒径减小而分布加宽.通过改变乳化剂加入方式可减小乳胶粒子的粒径分布.为减少壳层聚合物新粒子的产生，需严格控制乳化剂的浓度，使加入的壳层单体处于“饥饿”状态，在乳胶粒子表面富集、引发聚合，形成表层“过渡层”，最终形成核壳结构复合粒子.

采用DSC及XRD研究了聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料(PMN)的结晶熔融行为.DSC的结果表明，复合材料熔点升高，但相对结晶度下降.XRD结果表明，蒙脱土作为成核剂促进了聚丙烯β晶型的生成;同时β晶型的增长抑制了α晶体的长大，减小了α晶粒尺寸，提高了复合材料的力学性能.系统研究了复合材料的流变性能，探讨了蒙脱土含量、温度、剪切速率等因素对复合材料黏度特性的影响，结果表明，复合体系总体上呈现剪切变稀的特性，体系表观剪切黏度随蒙脱土含量的升高逐渐下降，材料加工性能优于聚丙烯基体.

3,3′,4,4′-联苯四甲酸二酐是合成全芳香族聚酰亚胺的重要单体.对其合成路线进行了优化：以邻苯二甲酸酐为原料，经溴化、催化脱卤偶联、脱水环化得到高纯度的3,3′,4,4′-联苯四甲酸二酐.同时通过对Pd/C的循环利用进行了研究，确定了Pd/C的合理使用方案.各步反应的最佳条件（反应试剂、反应温度、反应时间、摩尔收率）分别为，溴化：水，75 ℃，4 h，78％; 脱卤偶联：水，100 ℃， 2 h，90.4％;脱水环化：乙酸酐，回流， 2 h，97％.优化后路线操作简单，各步反应副反应少，收率较高，总收率达68.4％，产品纯度高，金属离子含量符合要求.

通过测试水中爆炸冲击波，将乳化炸药压力减敏作用数量化，用减敏程度来表征，定量地比较和分析炸药的抗压性能.采用该方法研究了Span-80含量与乳化炸药压力减敏作用之间的关系.结果表明，乳化剂含量对乳化炸药的压力减敏作用有较大影响，随着Span-80含量的增加，乳化炸药发生压力减敏作用的程度减小，其含量为4％时，减敏程度最小，亦即抗压性能最好，乳化剂含量继续增加炸药的抗压性能下降.