山梨醇是纤维素催化加氢转化中重要的平台化合物之一。制备了固体酸磷酸氧钛TiOPO₄及磷酸氧钛负载钌Ru/TiOPO₄双功能催化剂，首先对磷酸氧钛催化纤维素水解反应进行研究，以葡萄糖收率为目标，考察了反应时间、氢压、温度的影响，得到了最适宜水解反应条件。在此基础上，以磷酸氧钛负载钌为催化剂，对其催化纤维素制山梨醇的催化性能进行研究，结果表明，水解加氢反应中，在反应温度（453 K）稍低于最适宜水解温度（463 K），反应时间（150 min）略短于最适宜水解时间（180 min）的反应条件下进行反应可得到更好的效果，最高山梨醇收率为77.6%，纤维素转化率99.3%。改变不同催化剂与底物之比，研究水解反应与水解加氢反应的转化率、产物分布，结果表明，双功能催化剂Ru/TPO可以使葡萄糖快速进行加氢反应，减少葡萄糖进一步降解的发生，液相中碳回收率显著提高，可达80%以上。

以煤系高岭土酸处理后得到的物料为硅源，采用固相法和浸渍沉淀法制备硅酸锂基吸附剂，并通过浸渍沉淀法，添加不同比例的埃洛石纳米管，合成出可在500~650℃吸附CO₂的硅酸锂基吸附剂。通过X射线衍射分析仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、N₂等温吸附脱附分别观察和分析了样品的结构、形貌特征及比表面积，并使用差热-热重联重分析仪（DTA-TG）研究了样品对CO₂的吸附性能。实验结果表明，采用浸渍沉淀法制备的硅酸锂基吸附剂，颗粒较小、分布均匀，表面积较大，具有良好的吸附效果，其最大吸附量（质量分数，下同）可达35.74%，吸附效率为97.33%，明显优于固相法；通过掺杂适量的埃洛石纳米管，可在一定程度上改善吸附剂在500~650℃的吸附性能，当掺杂量为x=1.04%时所得吸附剂在500~650℃的吸附性能最佳，540℃时吸附量为12.78%，是未掺杂时的2.39倍。

以硝酸铁为前驱体、乙二醇为溶剂和还原剂、离子液体1-癸基-3甲基咪唑氯盐（[Dmim]Cl）作为结构导向剂，采用离子液体辅助溶剂热法成功合成了珊瑚状Fe₃O₄纳米簇，而未加入离子液体合成了球形Fe₃O₄纳米团簇。通过多种表征手段（SEM、TEM、XRD、VSM）对2种产物进行了分析和比较，结果表明：离子液体对于Fe₃O₄的合成起到了很好的形貌调控作用，采用离子液体辅助合成的Fe₃O₄纳米簇具有独特的珊瑚状孔隙结构，因而具有更大的比表面积和更优异的磁性能。

针对Amberlyst-15树脂为催化剂的草酸二乙酯水解过程进行了研究，考察了催化剂用量、水酯比及温度对反应的影响。结果表明Amberlyst-15的加入能明显提高水解速率。草酸二乙酯水解反应为连串反应，草酸单乙酯为中间产物。基于树脂催化反应特点提出了包含离子交换树脂催化作用和水解产生的草酸的催化作用在内的动力学模型。通过实验数据的回归获得动力学参数，模型计算与实验数据的平均相对偏差<0.06，表明该模型适用于草酸二乙酯树脂催化水解动力学规律的描述。

以HZSM-5分子筛为催化剂，探讨了不同极性的溶剂对氧化苯乙烯液相催化重排制备苯乙醛反应的影响。结果表明，极性最强的DMF溶剂易吸附在分子筛表面，导致催化剂失活，使反应不能进行；极性稍弱的甲醇、乙醇和丙酮溶剂，加快了重排反应的速率，但易与苯乙醛反应生成副产物；弱极性和非极性溶剂性质稳定，能有效抑制催化剂积碳失活，其中1，2-二氯乙烷是氧化苯乙烯液相重排反应最适宜的溶剂。

以高酸值鱼油为原料，利用Amberlyst15固体酸催化剂在温和条件下进行酯化反应降低酸值，再由氧化钙固体碱催化剂催化转酯化得到鱼油脂肪酸甲酯。采用正交设计优化反应条件，预酯化：催化剂用量15%，反应温度75℃，n（醇）/n（油）14，反应时间1.5 h，酸值降为3.35 mg/g，二次预酯化酸值降至1.24 mg/g；酯交换：催化剂用量为10%，反应温度65℃，n（醇）/n（油）为6，反应时间为3 h，鱼油甲酯收率为93.7%。

分别选用了二苯甲酮、苯甲酸苯酯和苄基苯基醚作为3组分可逆热致变色复配物的溶剂，选出变色较灵敏、对比度较高的苯甲酸苯酯复配物进行微胶囊包覆。结果表明溶剂与显色剂的作用力强度对热致变色复配物可逆变色性能有很大的影响，而通过微胶囊包覆的方法可以得到稳定性好、变色灵敏程度高、对比度强的可逆热致变色材料。

将适量的碲、硫加入到硫化钠甲醇水溶液中反应生成Na₂TeS₃作为阴离子前驱体，以Cd （NO₃）₂为阳离子前驱体，通过连续离子层吸附与反应法（SILAR）制备CdTeS₃/TiO₂量子点敏化光阳极。采用拉曼光谱、X射线光电子能谱及能量色散X射线能谱分析表征了产物的价键结构和组成；通过紫外可见吸光光谱表征量子点的光吸收性能；利用J-V曲线与IPCE分别对CdS与CdTeS₃量子点敏化太阳能电池的光电性能进行了表征。实验结果表明，通过SILAR法制备的CdTeS₃量子点敏化太阳能电池能量转换效率比CdS量子点敏化太阳能电池能量转换效率高出约25%。

聚合物电解质膜燃料电池（PEMFC）的微孔层对电池性能有重要影响。首次使用多壁碳纳米管（MWCNTs）在碳纸上先制备1层微孔层，再用碳黑（CB）在其上制备第2层微孔层，形成双层微孔层。从不同尺度上观察了微孔层（MPL）的形貌和结构，测量了气体扩散层（GDL）垂直向电阻，并测试了电池性能。结果表明，双层微孔层的平整程度与单独使用碳黑制备的微孔层相似，比单独使用MWCNTs制备的微孔层更加平整；双层微孔层的GDL垂直向的电阻比单层微孔层的GDL更小；使用双层微孔层制备的膜电极比相同碳载量下的单层微孔层制备的膜电极性能更好。

以碳毡为基体，采用瓦特型镀镍工艺电沉积镍，获得碳镍（C-Ni）电极，然后在离子液体体系中以C-Ni为基体电沉积Ni-Mo合金。采用扫描电镜和X射线衍射仪对合金电极的表面形貌和结构进行了表征，通过阴极极化曲线、交流阻抗等电化学测试研究了其析氢催化性能。实验结果表明，制得的Ni-Mo合金中Mo的质量百分含量约为5.12%，平均晶粒尺寸约为2.2 nm，为纳米晶结构；极化曲线测试表明，当电流密度为0.1 A·cm^-2时，Ni-Mo/C-Ni合金电极催化析氢电位较C-Ni电极正移108 mV，较碳毡正移557 mV，较水溶液中沉积的紫铜基Ni-Mo合金电极正移约50 mV；连续电解和断电流实验结果表明Ni-Mo/C-Ni合金电极具有良好的电化学稳定性，实用前景广阔。

以FeSO₄·7H₂O、NH₄H₂PO₄、H₂O₂和CH₃COOLi等为原料，采用液相法制备锂离子正极材料LiFePO₄。制备中反应液不经过处理直接用于制备FePO₄·xH₂O，溶剂乙醇蒸馏后循环使用制备LiFePO₄。通过X射线衍射、扫描电镜及恒流充放电对材料进行物性表征及性能测试。结果表明，制备FePO₄·xH₂O时反应液不经过任何处理直接使用5次，制得的样品纯度较高。并以制备的FePO₄·xH₂O为原料，蒸馏后的乙醇为溶剂，制备出具有良好电化学性能的LiFePO₄，在0.1 C倍率下，首次放电比容量为156.3 mAh·g^-1，循环30次后容量保持率99.49%。

利用CFD方法建立计算平直翅片性能的数值模型。为准确模拟湍流区域翅片j和f因子，采用低雷诺数湍流模型；通过UDF方法用Pr_t（湍流普朗特数）模型替代FLUENT软件中默认值（0.85）。计算结果表明：计算j和f因子与实验结果的平均绝对误差分别为6.72%和6.47%。在流动方向的任意横截面上，翅片中心处温度最低，且随着雷诺数增大而降低。翅片中心处与进口流体温差比上下板与进口流体温差低5%~18%。为强化翅片与上（下）板接触区域传热，间隔切除部分翅片，j因子增大2.76%~12.44%，而f因子保持不变。

隔板塔虽然有显著的节能优势，但因在操作中无法控制和调节气相分割比这一重要参数，其工业应用受到了限制。为此Agrawal等提出了隔板塔的改进流程，通过增加塔段和冷凝器或者再沸器，有效避免了因气相分割比导致的局限性。Agrawal等仅用简捷法分析证明了几种新的结构和原隔板塔是等价的。用Aspen Plus软件，选用不同物系，对改进型隔板塔流程和原流程进行了严格模拟和比较，证实了改进流程和原流程的等效性。同时给出多种改进流程的塔径设计计算结果，对改进的隔板塔实际设计可行性进行了讨论。

应用FLUENT，即一款流体力学计算软件，对规整填料塔内的气液两相并流流动时的液相分布进行了研究，用数学方法拟合出压降和持液量之间的定量关系，并通过实验进行了验证。基于Mellapak350Y填料建立了物理模型，采用的方程是RNG k-ε湍流模型封闭动量方程。模拟过程中引入了表面张力源项以及相间作用力源项。模拟结果和实验结果吻合良好，表明了求解规整填料塔内两相并流流动的方法是合理的。

以正戊烷-水为物系，进行了采用填料强化的鼓泡塔直接接触蒸发换热实验。实验采用顺流操作，考察了分散相流量、温差以及分布器孔径对体积换热系数和汽化高度的影响。实验得出：在戊烷流量为23.868 L/h，分布器孔径为2.5 mm时加填料的鼓泡塔的体积换热系数约为未加填料的2倍；在一定的操作条件下，加填料的鼓泡塔中汽化高度随分散相流量和分布器孔径的增大而增加，随温差的增大而减小；加填料的鼓泡塔中体积换热系数随分散相流量的增加而增加，随分布器孔径的增大而减小，与温差成负幂指数关系。

由于具有抗腐蚀和结垢的优点，中空纤维换热器在低温下的应用受到关注。为了提高中空纤维换热器的换热效率，以在换热器的壳程增加弓形折流挡板的方式对中空纤维换热器的结构进行了优化研究。利用Gambit 2.4软件，建立了管壳式中空纤维换热器模型；利用Fluent 6.3软件，进行有限体积分析计算。结果表明：数值模拟得到的换热器总传热系数和壳程压降与实验值的误差分别小于8%和6%。通过对比分析发现，在模拟范围内增加弓形折流挡板以后中空纤维换热器的总换热系数提高了21%左右，换热器壳程热阻占总热阻的比例从59%~70%降低到了46%~57%，换热器的壳程压降提高了约12%，但是壳程换热系数与壳程压降的比也明显升高。加弓形折流挡板的中空纤维换热器比无折流挡板的换热器具有更好的换热效率。