以工业氢氧化镁为原料，采用水热-煅烧法和碳化-煅烧法制备氧化镁。前者将原料氢氧化镁通过水热制备六角片状氢氧化镁，再在适当温度下煅烧氢氧化镁得到活性氧化镁；后者是先用CO₂将Mg（OH）₂转化成片层花状碱式碳酸镁或三水碳酸镁晶须作为前驱体，通过煅烧得到高活性的氧化镁。研究了前驱体、煅烧温度和煅烧时间等条件对MgO活性的影响，结果表明，以MgCO₃·3H₂O晶须制备的MgO表现出优异的活性，其柠檬酸值为8.45 s，吸碘值为262.14 mg·g^-1。研究了制备的活性MgO对Pb²⁺的吸附性能，显示出其对Pb²⁺具有良好的吸附作用，饱和吸附量达到364 mg·g^-1，其过程符合Langmuir吸附模型。

采用二次阳极氧化法制备结构规整的TiO₂纳米管阵列，进一步采用恒电流电化学沉积Cu₂O制备纳米管阵列异质结复合电极Cu₂O/TiO₂。采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、紫外-可见漫反射光谱（UV-vis DRS）等对样品进行表征。SEM结果表明TiO₂纳米管垂直排列在基底Ti上，管径约为50 nm，管长约为1 μm左右，Cu₂O以颗粒状均匀地沉积在TiO₂纳米管阵列上；XRD结果表明TiO₂为锐钛矿晶型，而沉积的Cu₂O为立方型；XPS结果表明Cu₂O/TiO₂中Cu和Ti分别以Cu¹⁺和Ti²⁺的形式存在；UV-vis DRS结果表明沉积Cu₂O的电极材料的吸光范围由紫外区扩展到紫外-可见区。光电性能测试结果表明：制备的Cu₂O/TiO₂复合电极具有良好的光电分解水的活性，其光电流密度是TiO₂电极的2倍以上。Cu₂O沉积量为5.18×10^-7 mol时，Cu₂O/TiO₂的光转化效率可达0.41%（0.735 V vs. RHE）。采用焙烧方法改善Cu₂O/TiO₂电极性能，在373 K下空气中焙烧0.5 h，电极的光转化效率可达0.65%（0.759 V vs. RHE）。最后考察了CT-0.1-373和CT-0.1电极的稳定性，经连续100次线性伏安（LSV）扫描，CT-0.1-373的光转化效率为0.64%（0.762 V vs. RHE），而未经焙烧处理的CT-0.1电极，经100次LSV扫描光转化效率值降低至0.38%（0.767 V vs. RHE），结果表明低温焙烧处理不仅可显著提高Cu₂O/TiO₂复合电极的光电活性，也可改善其稳定性。

针对日益严重的CO污染问题，通过在制备过程中引入CTAB模板，采用水热法对SnO₂催化剂的形貌结构进行控制。同时采用X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、N₂吸附（BET）、热重分析（TGA）以及H₂程序升温还原（H₂-TPR）等技术对SnO₂催化剂的结构及氧化还原能力进行表征，并考察了其催化CO氧化活性。结果表明：水热法合成的SnO₂催化剂为纳米颗粒状，具有高比表面积、均一粒径、分布均匀等特点，表面Sn⁴⁺浓度高于沉淀法制备的SnO₂催化剂，并且表现出了更加优异的CO氧化活性，表观活化能（E_a）从61.3下降到54.2 kJ·mol^-1。

生物柴油由于具有环保、可再生、良好的润滑性与稳定性等优良特征，已逐渐成为汽油、柴油等传统石化燃料的替代品。目前，生物柴油的制备过程中所采用的催化剂多为固体酸碱、液体酸碱等传统非均相与均相催化剂，虽然可以得到较高收率的生物柴油，但此类传统催化剂在使用过程中会造成设备腐蚀、废水处理等与环境、经济相关的问题。离子液体因具有结构可设计性、不易挥发、良好的化学稳定性、无污染以及易回收等优点，可作为一种应用于生物柴油制备的新型高效绿色环保催化剂。结合近几年离子液体在生物柴油合成领域的最新研究，综述了不同种类离子液体催化制备生物柴油的应用进展。

合成了系列不同侧链的吡啶二酰胺类衍生物4a、4b、4c、5、9。测试并对比了其凝胶性能，结果表明该类化合物在有机溶剂中具有较好的凝胶性能且侧链对其性能具有很大影响。通过紫外光谱及红外光谱测试研究了系列化合物的成胶驱动力；阴离子测试结果表明该系列凝胶具有阴离子响应特性，同时验证了氢键作用的存在。运用扫描电子显微镜观察并分析了凝胶的微观形貌。计算了凝胶因子9和8种溶剂的梯氏参数，绘制了相应的梯氏参数图，并对预测成胶区域的有效性进行了验证。

智能凝胶作为一种新型软材料对外界刺激具有独特的响应性，近年来受到人们的极大关注。以易于结构衍生化的2，4-（3，4-二氯苯亚甲基）-D-葡萄糖酸甲酯为平台分子，设计合成了新型智能希夫碱类凝胶因子化合物3a和3b。研究了凝胶因子在不同溶剂中的凝胶性能，并探索了机械力对于智能凝胶因子的影响。结果表明，凝胶因子的凝胶能力依赖于溶剂的种类和凝胶因子碳链的长度；通过原子力显微镜及场发射透射电镜可以观察到凝胶呈三维纤维网状结构。有趣的是，碳链较短的化合物3b具有压致变色性能，场发射扫描电镜和X-射线衍射表明压致变色是由于结晶态和无定型态聚集体结构的转变。

利用D72离子交换树脂作为载体与铁离子进行离子交换制备Fe-D72树脂催化剂，将其运用到苯酚羟基化反应中。通过单因素法研究催化剂的含铁量、反应温度、反应时间、催化剂用量、苯酚（PH）/过氧化氢（H₂O₂）物质的量之比对苯酚羟基化反应的影响；采用L₉（3⁴）正交表设计正交试验，结果表明：n（PH）/n（H₂O₂）和反应温度对苯二酚收率的影响最大；在考察的正交范围内，n（PH）/n（H₂O₂）=1，反应温度为70 ℃，反应时间为1 h，催化剂量为0.1 g时催化效果最好，此时苯酚转化率为42.4%，苯二酚选择性为94.1%，苯二酚收率为39.8%。Fe-D72催化剂连续重复利用4次，催化稳定性较好。

丙交酯是聚乳酸生产过程中重要的中间体。制备不同SnCl₂摩尔分数的Brönsted-Lewis双酸性离子液体（[HSO₃-bmim]Cl-SnCl₂），将其用作通过预聚路径法合成L-丙交酯的催化剂。研究离子液体中SnCl₂含量对催化活性的影响。考察催化剂用量、反应温度和反应时间对粗丙交酯产率的影响。结合反应残渣的表征结果，提出可行的反应残渣和离子液体催化剂的循环利用方案，结果表明：经过3轮的循环利用，催化剂活性基本不变，基于添加的L-乳酸计算的粗丙交酯产率高达90.99%~92.64%。

以2，4-二羟基二苯甲酮、氯乙酰氯、2，2，6，6-四甲基哌啶胺等为主要原料，经两步亲核取代反应，合成了一种双功能受阻胺光稳定剂。目标产物结构经¹H NMR、¹³C NMR、FT-IR和ESI-HRMS分析进行了确认，并对其进行抗老化性能测试，结果表明其具备良好的防止聚合物光老化的性能。

构筑了一种基于组氨酸与Cu（II）配位作用的新型凝胶光子晶体传感器，并研究了其对溶液中Cu（II）的传感性能。Cu（II）与固载有组氨酸的凝胶光子晶体在配位力的驱动下发生作用，导致凝胶光子晶体产生体积溶胀，引起其Bragg衍射峰发生红移。考察了组氨酸用量、溶液pH值、离子强度等条件对Cu（II）传感性能的影响，最后得到凝胶光子晶体的Bragg衍射峰位移值Δλ与Cu（II）浓度对数（10^-9~10^-5 mol·L^-1范围内）呈线性关系，依此实现了溶液中Cu（II）的简便定量检测。此外，还考察了传感过程的可逆性、响应速度等，并对其传感机理作了初步探索。

利用Fluent数值模拟软件，对油水分离器内的流场特性进行了三维数值模拟和分析。对于3种不同开孔率的新型液盒式入口构件、3种不同排布形式的栅格式稳流构件、4种不同波纹板形式的聚结板组，分析并比较了不同构件的分离特性。模拟结果表明，开孔率30%的液盒式入口构件、内密外疏型栅格式稳流构件以及双维弦波聚结板组具有较好的油水分离特性。

萃取精馏是强化分离的有效方法，选用不同的萃取剂对萃取精馏过程的可行性和经济性有很大影响。探索性地使用分子模拟软件Material Studio 计算二元物系的混合能来作为萃取剂优劣的判据。以苯和环己烷为待分离物系，选择多种溶剂作为萃取剂，计算萃取剂分子与苯分子之间的混合能以及萃取剂分子与环己烷分子之间的混合能，并计算2个混合能的差值。以文献报导的选择性和以热力学NRTL方程计算无限稀释活度系数得到的选择性为标准来验证使用混合能差值评价萃取剂优劣的合理性。验证结果表明混合能差值基本随选择性的增加而增大，这一结论为进一步深入理论研究和新的萃取剂选择方法的开发打下了基础。

廉价高效的可催化氧还原反应（ORR）和析氧反应的双功能电催化剂是实现可再生燃料电池和金属-空气电池等化学电源大规模商业化应用的关键因素。以鸡蛋黄和六水合氯化钴为前驱体，采用简单的一步热解法制备了杂原子掺杂碳材料（HDC）负载Co₂P纳米颗粒双功能电催化剂（Co₂P-HDC）。采用SEM、TEM、XRD以及XPS等表征手段对所得催化剂的微观形貌、晶体结构以及表面元素组成进行了分析表征。运用旋转圆盘电极（RDE）技术考察了Co₂P-HDC在碱性介质中催化ORR和OER的性能。结果表明，Co₂P-HDC催化剂表现出与商品Pt/C催化剂相当的ORR催化活性以及优于Pt/C催化剂的OER催化活性和耐久性，有望应用于金属-空气电池、可再生燃料电池等化学电源中，并为鸡蛋黄的高附加值利用提供新的途径。

多硫化物沉淀反应造成电极活性比表面积大量减少，是锂硫电池放电性能降低的主要原因。采用形核-生长沉淀模型描述锂硫电池沉淀过程。同时，采用误差函数erf（x）修正锂硫电池活性比表面积减少对电池放电阶段性能的影响。在实验数据与计算结果相吻合的前提条件下，进一步计算结果表明：多硫化物Li₂S₂和Li₂S较高的生长速率可以提高放电电压平台，而增加S^2-的形核和生长速率均有利于提高锂硫电池的放电容量。