在水电解过程中，“气泡效应”会显著降低系统的整体性能；经典成核理论（CNT模型）难以揭示实际电化学体系中双电层（EDL）、表面微结构和传质协同作用对成核动力学的调控机制。研究综合考虑离子迁移?扩散行为、电极表面纳微结构及浓度边界层对成核过程的协同调控机制，构建了双电层?传质?表面微结构协同作用的电极界面气泡成核模型。结果表明，EDL与微孔结构的协同作用会在表面微孔处产生显著的电位梯度，导致局部过饱和度升高，优先诱发气泡成核；在高过电位下，浓度边界层与成核能垒呈非线性关系，浓度边界层越薄，高电位的成核速率降低趋势越显著；气泡生长过程受三相接触线（TPCL）附近的净浓度通量控制，并呈现两阶段生长特征。研究结果为优化析气电极表面设计提供了理论依据。

氢气作为清洁能源的载体，其高效制备依赖于电解水析氢反应（HER）催化剂的性能优化。铂（Pt）基催化剂具有优异的HER活性，但成本高、稳定性不足，而这些问题可以通过载体材料设计解决。氢氧化镍（Ni(OH)₂）凭借其独特的质子传导能力、界面调控特性及其对Pt的稳定作用，成为极具潜力的载体材料。然而，Ni(OH)₂载体与Pt纳米颗粒的构效关系及其合成参数对催化性能的影响机制仍缺乏系统性研究。聚焦水热合成温度对Ni(OH)₂载体晶相演变及Pt界面生长行为的调控规律，通过分析合成参数?微观结构?催化性能的构效关系，揭示了温度对载体结晶度、Pt颗粒尺寸分布及界面电子结构的协同作用。结果表明，100 ℃下合成的Pt@Ni(OH)₂催化剂在1 mol/L的KOH电解液中表现出卓越的HER活性，在电流密度为10、100 mA/cm2时过电位分别为5、62 mV，塔菲尔（Tafel）斜率为70.0 mV/dec；经过50 h的连续运行，该电极的析氢性能几乎无衰减，显示出卓越的稳定性。

磷酸钒钠（Na₃V₂(PO₄)₃，简称NVP）由于其较强的热稳定性和宽阔的钠离子传输通道,在钠离子电池的应用中具有独特优势。然而，价格昂贵的钒原料减弱了NVP在商业化发展中的关注度。以提钒工业上游产物NaVO₃为钒源,利用固相法成功合成了NVP，并将其与以V₂O₅和NH₄VO₃为钒源、在不同煅烧温度下合成的NVP进行对比。结果表明，钒源对NVP的结构和形貌具有重要影响，并进一步影响电池的比容量和倍率性能；以NaVO₃为钒源、在750 ℃合成的NVP展现出优异的电化学性能，在0.1 C下获得了较高的初始比容量（105.6 mA·h/g），并且在1.0、2.0、5.0 C下仍能保持101.5、99.9、92.9 mA·h/g的高比容量；在1.0 C下循环300圈后，可逆比容量达97.1 mA·h/g，容量保持率高达94.6%，在5.0 C下循环500圈后容量保持率仍达94.0%。这种基于简单高效且使用廉价原料的合成策略对NVP的规模化生产具有借鉴意义。

镍铁（NiFe）基过渡金属催化剂因其优异的电催化性能，近年来在析氧反应（OER）中受到了广泛关注。然而，与贵金属Ru或Ir相比，NiFe基过渡金属催化剂的催化效率仍存在一定差距，因此对其改性十分必要。通过缺陷工程能够有效提升NiFe基过渡金属催化剂的OER催化活性。总结了NiFe基过渡金属催化剂的缺陷类型、表征方法，并概述了缺陷材料的构筑方法、缺陷型NiFe基过渡金属催化剂OER的研究进展；针对缺陷工程提升OER性能所面临的挑战进行了探讨，并对未来的发展提出了展望。

钠离子电池凭借其卓越的低温性能、显著的成本效益及高度的安全特性，在低速两轮电动车市场及大规模储能应用中正逐步成为锂离子电池的有力补充。商业化石墨负极在钠离子电池中并不兼容，取而代之的是性能表现优异的硬碳负极材料，但是其能耗大，成本高。在此背景下，研发兼具低成本、高可逆容量及卓越循环稳定性的钠离子电池负极材料成为行业亟需攻克的技术瓶颈。生物质因其可再生、低成本和环境友好的特点，成为制备硬碳材料的重要原料。生物质硬碳材料的储钠性能受碳化温度、前驱体种类及微观结构等多重因素的影响。从硬碳材料的储钠行为入手，介绍了针对储钠机制提出的相关模型；总结了硬碳负极的制备与电化学性能优化过程中热解、活化、掺杂等制备步骤的作用效果；分析了储钠机制对于解决当前硬碳负极所面临的原料选择受限、首次库仑效率低以及闭孔调控手段有限等问题的指导作用。

高镍三元正极材料LiNi _x Co _y Mn_1-x-y O₂（x≥0.6，NCM）由于其成本低廉、能量密度高、使用寿命长等优势，被认为是最具应用价值的锂离子电池正极材料之一。高镍虽然会显著提升NCM的比容量和能量密度，但也会导致其循环和热稳定性下降，因此其实际应用严重受限。对NCM进行掺杂改性是提升材料结构稳定性、改善其电化学性能的有效策略。详细介绍了NCM材料的掺杂方法；系统分析了多种掺杂元素对NCM容量、倍率性能、循环性能等的影响；对NCM的开发和未来所面临的挑战进行了展望，有望为NCM的应用提供参考。

钠离子电池的综合性能介于锂离子电池与铅酸电池之间，在电池能量密度要求适中且成本敏感的诸多领域具有潜在的应用价值。硬碳是钠离子电池当前最具前景的负极材料。大多数研究认为硬碳材料内部的孔隙是其主要的储钠位点之一，但目前硬碳负极中孔结构的表征技术较为有限，这阻碍了对硬碳孔结构的深入分析，对其设计性能提升策略也带来了较大困难。对当前硬碳孔结构的表征方法进行了综述，具体包括透射电镜、气体吸附、X射线小角散射、氦气真密度测试等方法。这些方法的综合使用有助于准确描述硬碳负极的孔结构，为设计高性能硬碳负极提供研究思路和技术支撑。

随着能源存储需求的日益增长，钠离子电池（SIBs）因其低成本和丰富的钠资源而受到广泛关注，尤其是作为负极材料的硬碳，因其优异的循环稳定性和较高的能量密度而成为研究热点。综述了硬碳负极材料在SIBs中的研究进展，包括硬碳前驱体的筛选与设计、表面修饰、孔道结构调节、碳化诱导和杂原子掺杂策略，以及其他提升硬碳性能的策略；通过深入分析硬碳的孔结构、表面官能团和微观结构对储钠机制的影响，探讨了不同制备工艺对硬碳性能的优化潜力；讨论了硬碳与电解液的界面反应机制，通过界面工程优化硬碳循环性能和倍率性能的可能路径；展望了硬碳技术的未来发展，包括纳米结构设计、表面改性和绿色制备工艺，强调了实现高性能、低成本和环境友好型SIBs的迫切需求。

丙烷脱氢反应在热力学上处于不利状态，因此需要通过优化工艺条件来实现动力学控制。利用单因素实验和多因素响应面法分析优化PtSnK/Al₂O₃催化剂上丙烷脱氢工艺条件，并进行了实验验证。通过单因素实验为响应面法筛选出考察因素取值范围；采用反应温度、体积空速、氢烃比（氢气与丙烷的物质的量比）3个因素的Box?Behnken设计，以丙烯选择性为响应值，对丙烷脱氢反应条件进行了多因素响应面法分析优化；对优化后的工艺条件进行了实验验证。结果表明，优化的反应温度为605 ℃，体积空速为2 200 h^-1，氢烃比为0.6，该工艺条件下丙烯选择性的理论预测值为93.01%；各因素影响的权重从大到小的顺序为反应温度>氢烃比>体积空速；优化后丙烯选择性的实验测定值为93.00%，丙烷转化率为32.00%，丙烯选择性的实验测定值与通过多因素响应面法预测的结果一致，说明模型可靠、可信。

茚并哒嗪衍生物因具有良好的生物活性，在农药和医药等领域具有广泛的应用前景，因此开发一种快速高效的合成方法越来越受到研究者的关注。设计了一种酸催化的烯丙基苯与四嗪官能化环化反应，对反应中间体进行捕获并使用核磁共振波谱仪对中间体以及产物进行了结构表征。结果表明，该反应经历分子间[4+2]环加成和分子内傅克烷基化反应等历程，实现了一步合成茚并哒嗪衍生物；反应还具有广阔的底物范围和良好的官能团相容性，能够以67%~95%的产率得到一系列的茚并哒嗪衍生物；在克级实验研究中，目标产物的产率可以达到81%，证明了该反应具有潜在的应用价值。

为了提高磁方位角的测量精度，获得精确的磁偏角信息,通常需要构建更高精度的当地地磁模型。相较于全球地磁模型，当地地磁模型包含地下磁矿脉在地表引发的磁异常信息。由于地下磁矿脉的埋藏深度和规模不同，其对不同井深处磁偏角的影响也各不相同。因此，在中深井（Z井）方位角校正时，有必要考虑地下磁矿脉的影响。利用ANSYS Maxwell数值模拟软件，建立了考虑埋藏深度、规模磁矿脉影响的地磁场模型；通过数值模拟，并结合中深井的实际钻井眼轨迹，提出了一种方位角校正方法，并量化评估了地下磁矿脉对方位角和井眼轨迹的影响。结果表明，在磁矿脉埋深达到2 100 m时，地下磁矿脉对2 000 m 地层厚度内钻井方位角影响的偏移量约为0.6°；若考虑地下磁矿脉的影响，井眼轨迹难免会发生偏移，且偏移量随着井深的增加而增大，这可能会导致中深井脱靶等事故。因此，进行地下磁矿脉影响下的方位角校正对提高方位角测量精度、实现精准导向具有重要意义。

成品油管道泄漏会造成环境污染，威胁居民的生命安全，因此对成品油管道泄漏进行监测和识别具有重要意义。建立成品油起伏管道泄漏监测识别模型，并通过控制阀门开度制造压力波，监测识别管道泄漏位置，研究了阀门开度、阀门起闭间隔时间对泄漏定位精度的影响。结果表明，泄漏监测识别模型对中孔泄漏识别精度较高，而对小孔和大孔的识别预测能力较低，泄漏定位的相对误差较大；当阀门开度由90%分别降至10%、30%和50%时，压力波波动信号的振动幅度均降低，通过泄漏监测识别模型计算的泄漏定位的相对误差逐渐增大，推荐阀门开度由90%降至10%；随着阀门启闭间隔时间的增加，因压力波信号和压力波返回信号相互影响，通过泄漏监测识别模型计算的泄漏定位的相对误差越来越大，推荐阀门启闭间隔时间为1 s。

中俄东线某站场过滤分离区为并联管路，由于管内压力和管道布局的不同可能会出现支管流量分配不均的问题，影响过滤效果和整体工作效率。为避免管路偏流，使用计算流体动力学（CFD）方法进行了过滤分离区流量流向研究。结果表明，系统内压力分布、湍流分布、沿程摩阻损失、流体惯性等因素共同影响支管流量分配；在11种并联管路布置方式中，进出口在同侧的轴向进径向出方式3总体上偏流情况最小；正常工况下，在计算范围内偏流情况随汇管直径、支管中心间距的增大而减小；支管堵塞的故障工况会使系统的偏流程度大幅度增大。通过研究得到了并联管路流量分配规律和影响流量分配的主要因素，研究结果有助于指导输气站场的设计与建设。

供气可靠性优化分配是天然气管道系统供气可靠性的重要组成部分，为了研究成本最低的供气可靠性优化分配方案，构建了基于管道系统供气能力的费用函数模型；针对粒子群等传统优化智能算法更新迭代过程中未涉及约束条件，提出了一种基于外点罚函数法的天然气管道系统供气可靠性优化方法；将优化分配模型中约束条件转化为惩罚函数项，构造新的目标函数，将有约束分配问题转化为无约束极值问题；针对某天然气管道系统，基于外点罚函数法进行供气可靠性优化分配，得到了供气可靠性优化分配值。结果表明，外点罚函数法在保证精确度的同时，能够显著缩短运算时间；分配结果具有良好的收敛性且符合工程实际；通过明确单元供气可靠性优化分配值，将其与当前可靠度对比，能够识别系统供气薄弱单元，为提高管道系统供气可靠性提供科学依据。

为考察烃类族组成对喷气燃料理化性质的影响，分别将煤基航煤和生物航煤加入3号喷气燃料中，按照GB 6537-2018《3号喷气燃料》规定的实验方法对喷气燃料的17项理化性质进行了检测。结果表明，烃类族组成是喷气燃料8项理化性质的主要影响因素，随着链烷烃质量分数的增加或者环烷烃质量分数的降低，10%回收温度、50%回收温度、终馏点、冰点、-20 ℃运动黏度和烟点基本单调降低，而密度和体积净热值单调升高；烃类族组成是其余9项理化性质的非主要影响因素，链烷烃质量分数的增加或降低均会导致闪点、萘系烃体积分数降低，链烷烃和环烷烃质量分数对质量净热值、腐蚀性、热安定性、胶质质量浓度、水反应界面情况、水反应分离程度和水分离指数几乎没有影响。在航空替代燃料与喷气燃料掺配使用时，可以根据烃类族组成对喷气燃料理化性质的影响规律对掺配后燃料的理化性质进行一定程度的预测，从而减少实验次数，提高效率。

针对某油田在开发过程中出现油井堵塞的难题，以Y3原油为研究对象，通过室内实验分析了原油的组成以及井筒堵塞物的主要成分；对油田收集的地层堵塞物进行甲苯抽提，并利用XRD分析了甲苯不溶物的成分；对可溶物部分进行四组分分离，并重点研究了可溶物及Y3油样中沥青质的组成及性质；通过沥青质吸附实验，测量油水界面张力、水下接触角等，探究沥青质极性和芳香性对其界面性质的影响。结果表明，该油井的地层堵塞物主要矿物为石英、长石、方解石等；与Y3原油中沥青质相比，堵塞物中的沥青质分子质量更大，杂原子质量分数以及芳碳率更高，堵塞物中含蜡极少；井筒堵塞的主要原因是沥青质在砂石上的吸附，沥青质杂原子质量分数及极性对吸附量和界面张力等有较大的影响。

作为重油轻质化的核心，催化裂化装置一直是我国石油化工企业经济效益的主要支柱。介绍了国内催化裂化技术的发展历程，并依据目标产物的不同，从油品生产技术、多产低碳烯烃技术、产品结构调整技术等3个方面，综述了国内催化裂化技术的发展现状；总结了不同催化裂化技术的设计思路、主要特点及工业应用效果，重点对比了不同技术所使用的反应器型式与催化剂类型的异同；探讨了催化裂化技术在提升油品质量及满足市场需求，提高低碳烯烃、BTX（苯、甲苯、二甲苯）等基础化工原料产率及选择性等方面开展的研究工作，为企业高质量发展提供了可选的技术方案。原料重质化多样化、产品质量优质化、产品结构灵活化、生产过程清洁化等仍是今后催化裂化技术的研究重点。

面对日益严重的能源危机和环境污染问题，开发耐用、高效的水分解制氢光催化材料至关重要。以Ti₃C₂为钛源，合成衍生物TiO₂@Ti₃C₂，在160 ℃下采用一步水热法制备出高性能MXene基光催化材料MXene@TiO₂（M@T）；再以二水合钼酸钠（Na₂MoO₄·2H₂O）为钼源、CH₃CSNH₂为硫源、六水合硝酸钴（Co(NO₃)₂·6H₂O）为钴源，制备了Co-MoS_2-x O _y （C-M）；以m（M@T）/m（C-M）为1∶1、1∶2、1∶3、1∶4的比例制备了M@T/C-M复合材料；通过XRD、SEM、XPS、UV-vis等手段表征了不同复合材料体系的结构和表面形貌；同时以氙灯为光源测试了不同复合样品的光催化降解水中有机污染物亚甲基蓝（MB）的性能。结果表明，成功合成了M@T/C-M复合材料，其光吸收范围增大到可见光区域；复合样品M@T/C-M（1∶3）在20 mg/L MB溶液中的降解率高达92.6%；通过捕获剂实验可得M@T/C-M光催化剂对MB的光降解主要由?OH和?O {}_{\mathrm{2}}^{-} 自由基驱动。

基于密度泛函理论（DFT）和波函数分析程序，研究了两种结构不同的五环氧鎓盐分子的光学吸收性质和分子吸收性质，并探讨了由结构扭曲导致轨道极化而形成内建电场，从而诱导电荷转移并导致非线性光谱的物理机制。通过紫外可见光吸收光谱（UV-vis）的理论分析，对两种五环氧鎓盐分子的光学特性进行了理论研究；利用跃迁密度矩阵（TDM）和电荷差分密度（CDD）图，详细探讨了分子内建电场驱动电荷转移的电子激发特性；结合跃迁电偶极矩密度（TEDM）与跃迁磁偶极矩密度（TMDM）的分析，揭示了其电子圆二色（ECD）光谱的结构诱导手性的物理机制。研究结果可为新型手性材料的制备以及光电材料的研发及实际应用提供理论参考。

将含有可降解基团和氧化金属离子的双功能还原剂作为氧化还原剂引发自由基聚合，合成聚合物减阻剂，从而在乙烯基聚合物骨架上构建了可降解基团；通过凝胶渗透色谱(GPC)对含温度敏感型偶氮基团的聚合物减阻剂进行分子质量测定，并对其降解行为进行了研究。结果表明，偶氮基团在高温下可被降解，同时具有较高的水解稳定性；聚合物主链上含有多个不稳定键；聚合物主链上含偶氮键的减阻剂与纯减阻剂一样具有良好的减阻性能；聚合物主链上含偶氮键的减阻剂一旦受到高温的影响会失去减阻性能。研究结果可为选择适合煤层气储层的低伤害、多功能的滑溜水压裂液体系提供参考依据。

在原油集输过程中，采用燃气或电能在井口对其进行加热降黏，易造成大量的能源消耗和环境污染。太阳能光热技术是一种高效清洁的新能源技术，将该技术与储热技术耦合，可以规避太阳能不稳定的缺点，满足原油降黏和固定加热需求，减少电能消耗，助力“双碳”目标。对一种基于储热装置（TES）和平板式太阳能集热器（FPC）的井口原油加热系统进行研究，对系统中FPC、原油加热器进行了设计选型；以胜利油田为系统应用场景，分析和计算了当地冬季半年（10月至次年3月）太阳辐射资源和井口原油加热需求量，合理配置了集热面积为152 m²的FPC及17~20 m³的冷热水储罐，给出了不同辐射量下系统的运行方案。结果表明，该系统可使油田井口采出液升温25 ℃，每日连续工作24 h，冬季半年内可减少CO₂排放54.25 t，节约运行成本5.30万元，具有良好的节能减排效益和经济效益。

随着天然气需求的快速增长，亟需考虑天然气管网产供储销结构。基于系统分析与决策理论，可优化天然气分客户销售方案，实现盈利能力和经济效益的最大化。以某省某公司天然气销售管网年总效益最大为目标，以气源供气量、管道输送量、客户销售量为决策变量，综合考虑节点流量平衡约束、产供储销各环节气量上下限约束、分省总销量约束等，对产业链上中下游各个环节中涉及到的气源采购成本、管输成本、储气库及LNG接收站储转成本以及客户销售收入采用阶梯计价方式，建立天然气客户销量优化数学模型，并选择GUROBI求解器作为优化计算工具对模型求解。以某省天然气管网未来10年的数据为基础进行测试，在满足客户天然气需求量的同时使效益达到最大，验证了该模型的合理性与准确性，为天然气销售业务提质增效提供了先进的分析工具和方法。

CO₂地质封存是缓解温室效应的重要手段之一。CO₂能否安全地储存在地下储层中，在很大程度上取决于盖层的力学完整性。通过建立CO₂地质封存流固耦合模型，研究了CO₂注入过程中盖层的孔隙压力、垂直位移和有效应力的变化规律，分析了CO₂注入速率、盖层弹性参数以及地应力因数对盖层发生拉伸破坏和剪切破坏的影响。结果表明，在CO₂注入初期，注入井附近盖层底部孔隙压力、垂直位移和有效应力的变化较大，随后趋于平缓；注入井附近的盖层被认为是封存系统最关键的部分，该位置发生力学破坏的风险最大；在CO₂注入过程中，注入速率和地应力因数对盖层发生力学破坏的影响最为显著。研究结果可为评估CO₂地质封存系统的长期稳定性和安全性提供理论依据。

羧基丁腈硬胶废水中含有未完全参与反应的原材料、副产品及一些辅助材料，具有化学需氧量（COD）和拉开粉（BX）质量浓度高、黏性和毒性大等特点，导致水处理工艺运行不畅。采用以“气浮、膜分离和臭氧氧化”为核心的全物化预处理工艺，针对性地降低了羧基丁腈硬胶废水中COD和BX的质量浓度，以提高废水的可生化性。此预处理工艺在运行过程中出现了橡胶结块堵塞、过滤装置堵塞等问题，整体运行效果不佳。对预处理工艺进行改进，将进水流量加大至105 m³/h，增加了化学反洗时间及反洗频率，调整臭氧质量浓度为35 mg/L，将臭氧催化剂层填充高度降至650 mm。结果表明，当出水COD稳定在1 100 mg/L左右、BX质量浓度稳定在40 mg/L左右、BOD/COD约为0.30时（BOD为生化需氧量），可满足后续工艺的进水条件，保证系统稳定运行。

研究化工燃气管道的破裂对环境的危害，对设计防爆措施和制定应急方案具有重要意义。以典型架空燃气管道为研究对象，分析了燃气泄漏扩散、喷射火、蒸气云闪火及爆炸事故发展的全过程对环境的危害。结果表明，在设计防爆措施和制定应急方案时，应按照低风速下爆炸风险区域计算；燃气泄漏主要影响化工园区B区，办公楼A、B、C，街面商铺A；发生喷射火事故时下风向8.7~76.1 m为高危险区，影响区域为化工园区B区，办公楼B，街面商铺A；蒸气云闪火影响区域为化工园区B区，化工园区A区，办公楼A、B、C、D，街面商铺A，居民小区A，主要路面及科技园区边缘，因此在火灾前期应提前对该区域进行人员疏散；燃气爆炸破坏区域为下风向—47.1~67.2 m，主要影响化工园区B区，化工园区A区，办公楼B，街面商铺A，居民小区A。

甜菜碱表面活性剂因具有独特的两亲性结构、较高的表面活性、较低的临界胶束浓度以及良好的乳化性能等特点，被作为油田三次采油驱油剂而得到广泛的应用，且其提高采收率效果较好。为探究烷基链碳数（n）对甜菜碱表面活性剂化学驱性能的影响，选取烷基链碳数分别为12、14、16、18、20的5种甜菜碱溶液，对其进行了界面张力与乳化性能的测试；利用MS软件、分子动力学模拟结果，分析了其径向分布、密度分布、均方位移、结合能等参数，并进行了室内模拟驱油实验。结果表明，随着烷基链碳数的增加，表面活性剂的驱油性能先增强后减弱，甜菜碱中C₁₆HBC表面活性剂的化学驱性能最佳；通过分子模拟研究确定了不同烷基链碳数甜菜碱溶液对其能量、径向分布、密度分布、均方位移、结合能等参数的影响；C₁₆HBC表面活性剂能较大幅度地提高原油采收率，采收率提高幅度达20.7%。

钠离子电容器是一种兼具钠离子电池和双电层电容器特点的新型储能器件。然而，钠离子电容器正负极动力学不匹配会导致其功率密度低、循环稳定性差。自单原子催化剂概念出现以来，由于其具备强大的催化活性、高原子效率、高选择性和稳定性，因此在储能器件领域受到广泛关注。首先，阐述了钠离子电容器电极材料所面临的挑战，分析了钠离子电容器的储能机制；其次，介绍了单原子催化剂的特性和碳载金属单原子材料的制备方法；然后，总结了金属单原子材料在钠离子电容器中的应用进展；最后，对金属单原子在钠离子电容器中的应用前景进行了展望。