随着社会经济的发展，能源和环境问题日益受到人们的广泛关注。氢能因其能量密度高、绿色无污染、储量丰富、应用广泛等优点，被认为是21世纪理想的清洁能源。电解水制氢是一种清洁的生产技术，在“双碳”的背景下得到蓬勃发展，其关键挑战在于开发高性能的析氢反应（HER）电催化剂，以降低水分解的过电势。详细介绍了目前主流的电解水制氢技术，分析了各技术的自身特性和优劣势，重点总结概括了HER催化剂的研究进展，最后对电解水制氢技术及其催化剂的发展方向进行了展望。

以四水合钼酸铵为钼源、六水合硝酸镍为镍源，采用水热法在泡沫镍基底上制备前驱体NiMoO₄纳米棒阵列，然后通过热氮化法得到具有棒状阵列结构的NiMoN催化电极材料（简称NiMoN）。采用X射线衍射和扫描电子显微镜对NiMoN的物相结构和表面形貌进行表征；通过线性扫描伏安法、塔菲尔斜率、电化学阻抗谱等电化学测试手段，对NiMoN的半反应析氧（OER）、析氢（HER）以及全解水性能进行测试。结果表明，在碱性淡水和碱性模拟海水电解液中，NiMoN均显示了突出的OER活性，产生100.00 mA/cm²的电流密度分别需要293、340 mV的过电位；NiMoN?9具有较好的HER活性，在两种电解液中产生100.00 mA/cm²的电流密度分别需要361、400 mV的过电位；NiMoN?9具有良好的全解水性能，在两种电解液中产生100.00 mA/cm²的电流密度所需电压分别为2.016、2.032 V，且可稳定运行55 h以上。

钴基催化剂活化过一硫酸盐（PMS）具有催化活性高、操作简便、易回收和成本较低等优点，因此近年来在高级氧化技术领域备受关注。综述了钴基催化剂的典型合成方法，包括固相法、气相法和液相法等；介绍了用于活化PMS的钴基催化剂的类型，包括具有特殊形貌的钴氧化物、负载型钴氧化物和钴基复合金属氧化物；阐述了钴基催化剂活化PMS在环境修复中降解有机染料、内分泌干扰物以及药物和个人护理品的研究进展；总结了目前钴基催化剂活化PMS存在的一些不足，并对该领域今后的研究提出了展望。

层状双金属氢氧化物（LDHs）具有层内离子可变、层间阴离子可交换以及反应表面较大的特点，因而表现出优异的电催化析氢和析氧性能。此外，基于LDHs的衍生物能够实现催化剂材料的多功能化和性能的增强，使其在众多领域均表现出显著的优势和良好的应用前景。系统分析了LDHs层板结构的可调变性、可剥层及组装性、结构记忆效应等性质，以及剥层法、共沉淀法和水热合成法等LDHs高效电催化剂的常用制备方法，综述了LDHs及其复合衍生物在电解水析氧反应、析氢反应、乙醇电催化氧化反应、氧还原反应等电催化领域的应用研究，并对LDHs所涉及的问题和解决方案进行了分析及展望。

固体氧化物电解池(SOEC)技术基于固态电解质可实现电能、热能向化学能的高效、灵活转化，可与太阳能、风能和潮汐能等可再生能源衔接，利用所产生的过剩电能实现H₂的高效、清洁、大规模制备；可以耦合CO₂捕获过程，实现CO₂与H₂O共电解制备合成气；可与大型工业结合，利用产生的低附加值原料制备乙烯、氨气、甲醛等高附加值化学品。SOEC技术可以满足未来社会对大规模可再生能源转化及存储的需求，对加快全世界范围内非化石能源替代进程、加速实现我国“双碳”目标意义重大。主要讨论了SOEC技术所应用的电极和电解质材料、现阶段的应用场景及原理、面临的挑战，并对该技术的发展方向进行了展望。

双金属复合氢氧化物（LDHs，又叫水滑石）因具有层状结构、稳定的物化性质和电子特性等优点，可以大范围地应用在污水处理中。目前，水滑石作为光催化剂及其复合材料在污水处理上的应用受到越来越多的关注。综述了水滑石光催化剂的制备及其改性，着重介绍了不同类型水滑石对水中不同污染物的去除效果，并简要阐述了水滑石光催化剂的作用机理和研究现状。最后，展望了水滑石光催化剂的发展趋势，以期为后续水滑石在污水处理上的应用提供借鉴。

人类活动导致的CO₂过量排放，是造成全球气候变暖的主要原因，因此亟需一种能够有效控制CO₂浓度增长的方法。直接空气捕获技术是目前唯一能够大规模实现碳排放负增长的技术。固体胺吸附剂，特别是硅载体固体胺吸附剂，因其具有高吸附能力、抗腐蚀、低能耗等优点，被广泛研究并用于环境空气中捕获CO₂。将硅基固体胺吸附剂按照负载方式进行分类，并归纳了不同硅基载体对吸附剂性能的影响；提出粉末状固体胺吸附剂在工业应用中遇到的难题，整理并分析了固体胺吸附剂当前的成型方法；指出了开发高吸附量、高稳定性的成型固体胺吸附剂是CO₂吸附剂工业化的未来趋势。

钠离子电池因成本低、安全性高等优势，已经成为当前储能领域的研究热点。为了明确钠离子电池硬碳负极的发展历程，解决钠离子电池初始库伦效率低、稳定性差以及高倍率性能差等问题，探索了硬碳中钠离子储存机制；运用CiteSpace可视化分析了钠离子电池的发展沿程，从材料设计、结构调控、功能设计及界面优化3个方面综述了硬碳负极的性能优化策略研究进展，并对现存硬碳储钠机制进行了总结与探讨。最后，对钠离子电池硬碳负极的发展方向进行了展望。

为解决钯（Pd）催化剂在选择性加氢中对目标产物选择性差的问题，添加第二金属M（M为Mn、Fe、Co、Ni），通过简单共还原法合成了PdM/C双金属合金催化剂；以3?硝基苯乙烯为模型分子，以H₂作为氢源，研究了第二金属对Pd基催化剂选择性加氢性能的影响规律；采用XRD、TEM、气相色谱等方法对Pd基催化剂进行了表征与测试。结果表明，以纯Pd/C为催化剂，3?硝基苯乙烯加氢反应1.5 h，其转化率为100%，3?硝基苯乙烷的选择性仅为29%，过度加氢产物3?氨基苯乙烷的选择性为71%；引入第二金属后，PdM/C对3?硝基苯乙烷的选择性提升到75%~100%。其中，PdFe/C能将3?硝基苯乙烯完全加氢转化成3?硝基苯乙烷，且反应10次后，3?硝基苯乙烯的转化率仍保持在100%，3?硝基苯乙烷的选择性为99%，能够有效地避免过度氢化，实现3?硝基苯乙烯选择性加氢制备3?硝基苯乙烷。

在293.15 K、101.30 kPa的条件下，测定了氢气在石墨烯、单壁碳纳米管和多壁碳纳米管中的储氢密度，对比了同等条件下采用不同力场计算得到的数据，筛选了3种碳材料的最佳计算力场。在此基础上，进一步计算了3种碳材料在0~1 000.00 kPa、77.00~573.15 K条件下的储氢密度。结果表明，Dreiding力场是计算石墨烯吸附储氢密度的最佳力场，Universal力场是计算碳纳米管吸附储氢密度的最佳力场；在给定条件下，3种材料吸附储氢能力强弱排序为石墨烯>单壁碳纳米管>多壁碳纳米管，储氢能力与材料的比表面积及其与氢气的弱结合力紧密相关。该研究结果可为分子模拟碳材料吸附储氢和储氢材料设计提供数据和理论支撑。

为探究高铁酸钾对萘的氧化降解效果，通过单因素实验确定影响萘降解率的主要因素，利用响应面分析法对萘的降解条件进行优化。结果表明，高铁酸钾对质量浓度为5.0 mg/L萘的最佳降解条件：温度为25 ℃，pH为7.0，高铁酸钾质量浓度为0.60 g/L，反应时间为30 min；在最佳氧化降解条件下，萘的降解率为75.60%。单因素实验结果表明，pH（A）、萘初始质量浓度（B）和高铁酸钾质量浓度（C）是影响萘降解率的主要因素，影响程度从大到小的顺序为C>B>A。多因素实验结果表明，相互因素的影响程度从大到小的顺序为AC>AB>BC。模型预测高铁酸钾对萘的最佳降解条件：温度为25 ℃，萘初始质量浓度为2.79 mg/L，pH为6.8，高铁酸钾质量浓度为0.90 g/L，反应时间为30 min；在最佳降解条件下，萘降解率最高为91.82%。

建立化学清洗?热蒸汽气浮联合工艺处理含油污泥，并对联合工艺条件进行详细考察；以自主合成的WP?1为主要清洗剂，以处理后的含油污泥固相含油率评估WP?1的清洗效果。结果表明，联合工艺最佳条件为泥水质量比1 : 3，清洗温度80 ℃，搅拌速率200 r/min，清洗时间1.5 h，保温静置时间15.0 min，热蒸汽气浮时间1.0 h。热蒸汽气浮解决了清洗过程中密度较大的含油颗粒悬浮、沉底问题。在最佳条件处理后的含油污泥固相含油率降低到1.2%，达到了 SY/T 7301-2016中规定的含油污泥处理标准；WP?1与0.1 g硅酸钠配伍使用时除油率高达92.08%，性价比高，有很好的应用价值。

以常见柳条为生物炭原料，通过十六烷基三甲基氯化铵（CTMAC）进行阳离子表面活化，与零价铁、海藻酸钠混合制备了零价铁/阳离子表面活性剂/生物炭（Fe⁰?MBC）凝胶微球，探讨了其对水体Cr（VI）的吸附能力。借助XRF、FTIR、XRD以及Zeta电位等分析手段，对Fe⁰?MBC凝胶微球的结构与性能进行研究。通过分析反应时间、环境温度及pH对吸附的影响，在吸附动力学、等温线模型的基础上，初步探讨了吸附机制。通过吸附?解析循环实验，研究了Fe⁰?MBC凝胶微球的再生性能。结果表明，Fe⁰?MBC凝胶微球对Cr(VI)的吸附与准一级动力学和Langmuir等温吸附模型拟合度较高；Cr初始质量浓度100 mg/L、负载质量分数分别为5%和10%的零价铁的CTMAC活化生物炭对Cr（VI）的去除率在2 h时分别为89%、97%，最大饱和吸附量分别为33.777 9、42.562 0 mg/g；Fe⁰?MBC凝胶微球作为一种成本低、效率高的环境功能材料，对去除废水中的Cr(VI)具有良好的应用前景。

二氧化钛（TiO₂）是一种传统的光催化剂材料，但由于其自身带隙宽(3.2 eV)及光生载流子易复合,往往需要通过贵金属或过渡金属掺杂、阴离子掺杂、构建异质结等手段增强其对太阳光的有效吸收，促使光生载流子分离并抑制其复合。采用两步法构建TiO₂/CdS异质结，首先通过多重电压阳极氧化法制备结构化的TiO₂纳米管阵列，再以TiO₂纳米管为基底，通过化学浴沉积法在TiO₂纳米管管壁内外均匀生长CdS量子点。通过X射线衍射、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外?可见光谱(UV?VIS)对TiO₂/CdS异质结组成、形貌和光学性质进行了表征。结果表明，构建的TiO₂?CdS异质结有效抑制光生载流子复合，促进激发电子的转移，提高光催化产氢效率；样品TiO₂(1.0)?CdS(1.0)产氢效率达到1.30 mmol/（g ? h），是CdS量子点的1.67倍。最后，基于实验分析提出了可见光光解水制氢过程中光生电子在TiO₂?CdS上的转移机制。

钠离子电池(SIBs)具有资源丰富、成本低廉及供应风险低等优势，被认为是极具潜力的下一代电化学储能器件。目前，五氧化二钒(V₂O₅)正极材料因具有高工作电压及高理论容量等优点，逐渐成为SIBs正极材料的研究热点。然而，V₂O₅正极材料的低离子扩散系数、低电导率及反复的离子嵌入/脱嵌所致的结构不稳定等缺点，限制了其在SIBs中的应用。分析了V₂O₅正极材料的晶体结构和储钠机制，并通过形貌控制、晶体结构修饰、化学预插入以及与其他材料复合等改性方法，综述了V₂O₅正极材料在SIBs中的研究进展，最后对V₂O₅正极材料的发展趋势进行了展望。

以盐酸多巴胺为N、C源，高温固相法合成N掺杂C包覆Li₂ZnTi₃O₈@C?N负极材料。在合成过程中发现，部分Ti⁴⁺被还原为Ti³⁺，达到了包覆和掺杂共同改性的目的。该方法有利于提高离子扩散系数和降低电荷转移电阻。在电流密度为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 A/g时，Li₂ZnTi₃O₈@C?N?2的放电比容量分别超过240.0、220.0、210.0、200.0、190.0、180.0 mA ? h/g。还研究了N掺杂C包覆Li₂ZnTi₃O₈复合材料的低温电化学性能。结果表明，0 ℃时该样品的放电比容量远高于未改性的Li₂ZnTi₃O₈负极材料；电流密度为0.2 A/g时的首次放电比容量为262.5 mA ? h/g，循环300次后放电比容量为241.7 mA ? h/g；在电流密度为1.0 A/g、循环300次后放电比容量依然有147.4 mA ? h/g。

随着碳达峰、碳中和成为全球共识，电化学储能技术和相关产业得到了飞速发展，与此同时电极材料的需求也与日俱增。因此，如何利用来源广泛、成本低廉的前驱体制备高性能负极材料成为国内外研究的热点。煤炭因具有碳含量高、储量丰富和价格低廉等特点成为最有潜力的负极材料前驱体。近年来，研究者以煤炭为原料制备了无定型碳、石墨、碳纳米管和石墨烯等负极材料，并对其在锂离子电池中的应用进行了深入研究。总结了三类典型的煤基碳负极材料在锂离子电池中应用的研究进展，并对其合成方法、优化改性及电化学性能等方面进行了综述，最后对煤基碳负极材料的发展及应用进行了展望。

设计合成了一种新型的以π?π堆积为主导作用力的凝胶因子，通过生成均苯四甲酸酯的形式来减少氢键作用位点，以均苯四甲酸二酐为母核结构与不同碳链长度的醇反应，成功合成了一系列不同碳链长度的均苯四甲酸酯的凝胶因子衍生物，进而探讨了这些凝胶因子衍生物在常见的不同有机溶剂中形成凝胶的性能。流变学测试显示，该凝胶体系的弹性模量比储能模量高一个数量级，有很好的机械性能，并且呈现出典型的类固体的流变学行为。傅里叶红外光谱、核磁共振谱、扫描电镜及DSC结果表明，凝胶中凝胶剂分子形成纤维状的自组装聚集体，以均苯四甲酸二酐为母核结构的凝胶剂分子中π?π堆积的弱相互作用力以及分子间的范德华力是形成该凝胶的主要驱动力，形成的聚集体相互缠绕，最终形成三维网络结构阻碍溶剂流动从而形成凝胶。

采用pH恒定共沉淀法合成了双金属氢氧化物Mg?Al?LDH，采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)及BET等手段对其微观形貌、结构和组成进行表征。结果表明，成功制备出具有层状结构且有序程度较高的LDHs，其孔径属于介孔范畴。采用甲苯?正庚烷法将塔河沥青质（T_A）分离成重组分(A₁)和轻组分(A₂)，并对其进行元素分析，得知A₁的极性最大，其次依次为T_A和A₂。进一步考察了Mg?Al?LDH对塔河沥青质及其亚组分A₁、A₂的吸附性能，研究发现Mg?Al?LDH对T_A及其亚组分A₁、A₂的吸附可在2~3 h达到平衡，实验数据与准二级动力学拟合较好，所得吸附等温线符合Langmuir模型，Mg?Al?LDH对T_A及其亚组分A₁、A₂的吸附量分别为71.38、140.65、39.31 mg/g。

在国家“双碳”战略背景下，利用CO₂提高油田采收率是封存CO₂的重要手段，但液态CO₂的安全储存、输送仍存在挑战，其中杂质气体对液态CO₂热力学物性的影响非常大。对现场取样的CO₂进行分析，确定了常见的7种杂质气体，并利用HYSYS、分子动力学模拟方法对含杂质CO₂的物性变化进行模拟计算，绘制物性版图并将其与纯CO₂的物性进行比较。研究表明，7种杂质均能使CO₂相图的气液共存两相区范围扩大，但不同杂质使气液共存两相区范围的扩大幅度不同；杂质主要通过泡点线的变化扩大气液共存两相区，而对露点线的变化影响不大；在含C₂H₆、C₃H₈、C₂H₄杂质的CO₂混合气体中静电势能占据主导作用，因此相比于含H₂、CO、CH₄、羰基硫（OCS）的混合气体，其宏观物性受温度、压力波动的影响较小。

以多聚甲醛、1,3,5?三甲基苯和对苯二胺为C源和N源聚合制得CN _y 前驱体，经焙烧制成N掺杂C催化剂，并研究经由不同焙烧温度制得的N掺杂C催化剂对乙炔氢氯化反应性能的影响。结果表明，CN _y ?700?1催化剂反应活性最高，在乙炔与氯化氢体积比 1.0∶1.1、反应温度280 ℃、乙炔体积空速90 h^-1的反应条件下，乙炔转化率可高达89.8%。通过催化剂表征发现，催化剂的活性与比表面积、孔体积和吡咯N相对含量有关，与吡咯N原子结合的碳原子是其活性位点；在一定温度范围内，升高焙烧温度可使催化剂产生较大的比表面积，吡啶N也一定程度转化为吡咯N；催化剂失活的主要原因是积碳。

电化学处理技术已广泛用于水体重金属的去除研究。其中，具有导电性强、比表面积大、结构可控等性能的碳基电极在电化学处理和回收重金属方面表现出巨大的应用前景。主要介绍了碳纳米管、石墨烯、活性炭等碳基电极通过电吸附、电氧化还原以及电沉积等电化学方法去除与回收水中重金属的研究进展，并展望了碳材料为基础的电化学处理重金属的发展趋势。

制备了一种负载NiO纳米粒子的ZnO纳米花杂化材料，并对其进行了XRD分析、形貌分析及气体传感性能测试。结果表明，表面负载的NiO纳米粒子调节了ZnO纳米花的导电通道；与纯ZnO材料相比，NiO负载量优化后的异质结气敏材料对二甲苯的响应值提高了3.3倍；传感器的选择性得到提高，响应时间缩短。从更广泛的角度提出了通过引入表面异质结构进行功能化修饰高性能半导体金属氧化物气体传感器的方法。

二维过渡金属碳化物和氮化物（MXenes），因具有高效的吸附催化性能、较宽的光吸收范围和良好的导电性等优点，已成为具有广泛应用前景的明星材料。掺杂Ni原子的Nb₂C材料具有优异的光催化性能，为了探索Ni掺杂Nb₂C提高光催化性能的内在机制，基于密度泛函理论（DFT），研究了Nb₂C及其Ni功能化形式（即Ni?Nb₂C）的电子结构性质及其对CO₂气体分子的吸附性能。结果表明，Nb单原子被Ni单原子取代，导致Ni原子周围的电荷密度增加和基底电荷密度的再分配，从而改善了光催化CO₂的电子环境，提高了对CO₂气体的光催化性能。

以γ?Al₂O₃为载体、Ni为活性组元，通过引入助剂Mo改善Ni系催化剂金属分散度，制得NiMo/γ?Al₂O₃催化剂（NiMo系催化剂）。采用BET、XRD、H₂?TPD、H₂?TPR、透射电镜等多种表征手段对催化剂进行了物性表征，并利用加氢装置对催化剂性能进行评价，考察了金属分散度对催化剂催化活性的影响。结果表明，Mo的引入可有效减弱Ni与载体的相互作用，H₂?TPR谱图低温还原峰明显前移，峰强度增强，催化剂活性比表面积由0.7 m²/g增加到15.3~16.1m²/g，金属分散度由0.80%提高到18.59%，增加了催化剂表面金属活性中心数量，提高了催化剂表面金属分散度；在相同的工艺条件下处理催化裂化重汽油，NiMo系催化剂较Ni系催化剂脱硫率提高了15.7%，烯烃饱和率提高了4.9%，脱硫选择性降低了3.4%。由此可见，NiMo系催化剂兼具较好的脱硫性能和脱硫选择性。

为了研究摇摆工况、天然气中所含的H₂O和N₂对海上天然气吸附净化脱CO₂的影响，开展了静止和摇摆工况下多组分混合气体在干燥和含H₂O的13X分子筛上的动态穿透实验。采用质谱仪对CH₄、CO₂和N₂按比例进行配气，获得了CH₄/CO₂和CH₄/ CO₂/ N₂两种多组分混合气体；在静止和摇摆工况下，通过动态穿透实验测定了不同时间下混合气体中每种气体在干燥和含H₂O的13X分子筛出口处的分压，得到了穿透曲线以及穿透时间；通过穿透曲线分析了静止和摇摆工况下干燥和含H₂O的13X分子筛对两种混合气体中CO₂的吸附净化效果，进而得到了摇摆工况下H₂O以及N₂对海上天然气吸附净化脱CO₂的影响。实验结果表明，无论在静止还是摇摆工况下，13X分子筛对CO₂的吸附能力最强，对N₂的吸附能力最弱；N₂的存在有利于海上天然气吸附净化脱CO₂，而H₂O和摇摆不利于CO₂的脱除。

采用原位水热法、离子交换法、浸渍法制备了系列Y沸石包覆Ru金属催化剂，讨论了采用原位水热法合成过程中Ru金属的添加顺序及不同合成方法对沸石物性及催化性能的影响；采用XRD、XRF和SEM等方法表征了沸石的组成和结构性质；采用H₂?TPR、H₂?TPD、TEM、CO?IR和XPS等表征方法表征了沸石中Ru金属的存在状态；采用NH₃?TPD和Py?IR表征了沸石的酸性质。结果表明，Ru金属的添加顺序对原位水热法合成的沸石影响较小；原位水热法合成的沸石包覆金属效果最好；在异丁烷异构化制正丁烷的反应中，所得Ru@HY?Si具有最高的异丁烷转化率及正丁烷选择性，在反应温度为673 K、质量空速为4 h^-1时催化活性最佳。

以Br?nsted酸（羧酸）和Lews酸（三氯化铁）为原料，通过搅拌方法使之形成低共熔溶剂，并采用红外光谱分析仪对低共熔溶剂进行分析。结果表明，Br?nsted酸与Lews酸通过氢键作用形成低共熔溶剂。以低共熔溶剂为萃取剂进行萃取脱硫研究，得出最佳脱硫条件：Br?nsted酸与Lews的物质的量比为1∶0.5，脱硫温度为30 ℃，剂油体积比为1∶5；在最佳脱硫条件下，低共熔溶剂对模拟油、汽油和柴油有较好的脱硫效果。

以八水合氢氧化钡(Ba(OH)₂·8H₂O)、二氧化钛(TiO₂)为原料，采用软化学水热的制备方法，在120 ℃的温度下，通过调控不同n（Ba）/n（Ti）合成了BaTiO₃?TiO₂复合体。通过X射线衍射（XRD)、扫描电镜（SEM）、紫外?可见吸收光谱（UV?Vis）等测试手段，研究了不同n（Ba）/n（Ti）条件下所得到的复合体的结构，并考察了复合体对模拟降解污染物——罗丹明B（RhB)的降解效果。结果表明，当n（Ba）/n（Ti）=0.50时，BaTiO₃?TiO₂复合体对罗丹明B的降解率最大，催化效果最好；同时，n（Ba）/n（Ti）=0.50时，所形成BaTiO₃?TiO₂复合体的活性位点最多，有助于光催化反应的进行。

以六水合硝酸镍（Ni(NO₃)₂·6H₂O）为镍源、六水合硝酸钴（Co(NO₃)₂·6H₂O）为钴源、尿素为沉淀剂，采用水热法制备NiCo₂O₄纳米棒，然后浸渍还原RuCl₃，得到了NiCo₂O₄/Ru复合催化剂。利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等测试技术，对复合催化剂的物相、形貌进行了表征。通过线性扫描伏安法（LSV）、电化学阻抗谱（EIS）等电化学测试手段，对催化剂的氧还原反应（ORR）和析氧反应（OER）的催化性能进行了研究。将NiCo₂O₄/Ru复合催化剂作为正极组装锌空电池，使用蓝电电池测试仪评价了其开路电压、充放电性能和循环稳定性等指标。结果表明，NiCo₂O₄/Ru复合催化剂在电流密度为10.0 mA/cm²时，析氧过电位为420 mV，氧还原半波电位为0.77 V，且具有较高的ORR/OER双功能催化活性；由NiCo₂O₄/Ru复合催化剂组装的锌空电池开路电压为1.37 V，峰值功率密度为143 mW/cm²，且能稳定循环50 h。

长庆油田某区块非均质性较强，地层中有大孔道、微裂缝和高渗透条带，在实施天然气驱过程中气窜风险较高，而传统聚合物微球吸水膨胀速率快，易剪切破碎，封堵强度低。针对这些缺点，通过引入激活交联剂，采用反相乳液聚合法合成了一种延时膨胀聚合物微球，并采用激光粒度仪、偏光显微镜等手段对其进行了结构表征；通过室内实验，系统评价了延时膨胀聚合物微球的抗温性、抗盐性、溶胀性、稳定性和天然气封堵性。结果表明，延时膨胀聚合物微球抗温85 ℃，抗盐100 000 mg/L，延时7 d膨胀，粒径扩大倍数达到5.5，并长期保持稳定，稳定性大于6个月，封堵率大于92.0%，可用于地层深部微裂缝和高渗条带的封堵作业。

利用可再生能源CO₂电化学还原制CO是实现“碳中和”目标及可再生能源储存的有效途径之一。简述了CO₂电化学还原的优势及基本反应原理，综述了近年来水溶液中CO₂电化学还原制CO金属电催化剂的研究进展。从制备纳米粒子并调控其组成和结构、构筑合金、设计金属中心和配体与载体的结构以及开发单原子催化剂等方面，重点讨论了单金属纳米催化剂、双金属催化剂、金属有机络合物催化剂和单原子催化剂对CO₂电化学还原制CO性能的影响及相关反应机理，总结了各类催化剂的优缺点，对CO₂电化学还原制CO金属催化剂的发展方向进行了展望。

针对河南油田泌阳凹陷钻井过程中的储层损害问题，开展油层保护剂的室内研究。在碱性条件下，以玉米淀粉、环氧氯丙烷、聚乙二醇20000等为主要原料制备淀粉微球，再通过与再生纤维、碳酸钙（QS?2）、乳化沥青（SFT）复配制得淀粉基油层保护剂DYB。采用扫描电镜、热重分析仪研究合成产物的微观形貌和热稳定性，对油层保护剂DYB的页岩滚动回收和封堵等性能进行评价。结果表明，淀粉微球的粒径在3~5 μm，油层保护剂DYB在基浆中的页岩回收率达到85.0%以上，经120~180 ℃老化后基浆的API滤失量控制在12 mL以内。在模拟现场钻井液中加入质量分数3.0%的DYB后，其在砂床中的承压能力为4.00 MPa，在人造岩心中的膜承压能力在10.00 MPa以上，岩心渗透率恢复值在82.0%以上。

从聚甲氧基二甲醚使用性能的角度，对其材料相容性、贮存安定性、与柴油的互溶性等进行了系统研究。结果表明，聚甲氧基二甲醚与常见的铜、黄铜、钢、铸铁、铸铝和焊料等金属材料的相容性总体良好，体积分数为10%的聚甲氧基二甲醚调合柴油与聚酯型聚氨酯橡胶和氟橡胶的相容性相对较好，与丁腈橡胶和聚醚型聚氨酯橡胶的相容性相对较差；在16周的43 ℃贮存安定性实验中，聚甲氧基二甲醚表现出良好的贮存安定性；将聚甲氧基二甲醚按照体积分数为10%的比例与车用柴油掺混后，二者具有良好的互溶稳定性。总体来说，聚甲氧基二甲醚作为柴油调合组分表现出良好的使用性能。

大气中CO₂质量分数于2021年创下历史新高（414.7 \mathrm{\mu } \mathrm{g} / \mathrm{g} ），由此引发的一系列生态环境问题已成为不争的事实。为解决全球变暖的问题，CO₂资源化利用势在必行。从CO₂利用和甲醇（MeOH）经济性角度看，CO₂加氢制备MeOH是一个非常具有发展潜力的能源路线，可作为实现碳中和的关键路径之一。总结了均相体系中以H₂作为还原剂，还原CO₂制备MeOH的最新进展；围绕CO₂直接加氢制备MeOH、经CO₂衍生物加氢制备MeOH以及经HCOOH歧化制备MeOH等3条路径，介绍了每条路径中涉及的催化剂体系设计、构?效关系以及反应机理；概述了每条加氢路径存在的不足，并提出了实现工业化CO₂加氢制备MeOH需解决的问题。

非对称超级电容器具有快速充放电、高功率密度和长期循环稳定等特点，电极材料的性质对其性能起到决定性作用，利用阳离子取代是调节电极材料结构、性质和优化储能性能的有效方法。通过控制尖晶石型硫化物中的阳离子组成，采用水热法在泡沫镍基底表面制备了MCo₂S₄（M代表Co、Ni或Cu）纳米片阵列。由于金属离子半径和电负性差异，向Co₃S₄中引入Ni²⁺或Cu²⁺形成NiCo₂S₄或CuCo₂S₄，会诱导其晶格结构发生应变，从而提升金属位点的反应活性。相比于Co₃S₄，NiCo₂S₄的电荷转移电阻和离子扩散电阻分别下降了48.6%和28.7%，获得了良好的电化学性能。当电流密度为1 A/g时，NiCo₂S₄的比容量为1 128.8 F/g；当电流密度为10 A/g时，比容量保持率为59.8%；经过8 000次循环后仍保持60.2%的初始比容量。

将经过熔炼、锻造、打磨和抛光的金属Ni、Cu、Sn、In、Ti作为Zn负极的基底，制备了水系Zn离子电池。运用XRD、SEM、原位光学显微镜和电化学表征技术，分析了不同基底上的析氢速率、Zn在不同基底上的沉积/溶解行为、电偶腐蚀程度以及循环性能。结果表明，Sn和In不仅能够抑制Zn与基底之间引起的副反应，而且具有优异的亲Zn性能，但Zn在Sn基底表面沉积的形貌受Sn晶面的影响较大，In更适宜用作Zn负极的基底。

催化热解是木质素资源化利用的一种有效途径。采用溶剂热法合成三元金属?有机框架（MOF）前驱体，通过焙烧调控制得钙钛矿Ca_1?x Nd _x CoO₃（CNC?x），考察了其催化甘蔗渣木质素（BL）热解性能和再生性能，分析了气液相产物组成分布规律。结果表明，800 ℃焙烧制得的CNC?0.3表现出良好的催化BL热解性能，在温度为200~500 ℃时，热解活化能由64.24 kJ/mol降低至58.92 kJ/mol；与BL热解相比，气相产物收率降低，固相产物收率增加，液相产物收率由15.11%提高至17.94%；液相产物主要包括苯酚类、愈创木酚类、紫丁香酚类、苯醚类等芳香基含氧化合物，芳香基含氧化合物的总选择性比纯BL热解时提高了11.0%；经过5次循环再生，CNC?0.3仍具有良好的结构和催化稳定性。

低渗透油田储层应力敏感性较强，导致渗透率损失严重，引起启动压力梯度变大，渗流阻力增大，降低油田水驱效果。目前已有的见水时间预测模型未同时考虑应力敏感性和变启动压力梯度等因素，导致运算结果不符合矿场实际。为此，首次推导了考虑应力敏感性和变启动压力梯度的不等排距及井距条件下的五点法、四点法、反九点法井网见水时间预测模型。新模型计算结果误差相对较小，更符合现场实际，研究成果可指导区块措施调整，为改善水驱油田开发效果提供理论支撑。

近年来，全球压敏胶市场需求呈现稳定增长趋势，2021年市场需求已经达到了350万t左右，预计到2025年全球压敏胶市场规模将达到100亿美元。随着压敏胶技术水平的进步和应用需求的增加，功能改性压敏胶成为该领域发展的一大趋势。丙烯酸酯压敏胶是目前应用最为广泛的压敏胶，通过改性其性能有所提高，但存在改性过程中污染环境、资源利用率低等缺点。橡胶具有成本低、力学性能好、耐高低温、环保等优势，因此橡胶改性丙烯酸酯压敏胶成为该领域发展的趋势。总结了橡胶改性丙烯酸酯压敏胶的发展过程，并对橡胶的种类、改性后产品的优缺点等进行了介绍和对比。

在钻完导管段后下隔水导管时，受潮水流速的影响，若潮水流速较大则会导致隔水导管入孔困难。通过有限元分析软件ADINA，建立了流体?海水与固体?套管相互作用的流固耦合有限元模型。经过分析可知，潮水流速越大，导管入孔时最终平衡状态下的横向偏移量越大；由于隔水导管的阻流作用，靠近导管前端潮水产生很强的绕流，导管后端附近区域产生局部涡流；在4种潮水流速（0.60、0.70、0.80、0.90 m/s）下，雷诺数及当量绕流阻力系数均处于合理区间；当钻井井眼扩径后井径为889.0 mm、下入508.0 mm隔水导管时，在潮水流速小于0.59 m/s时，不会发生遇阻现象；在潮水流速大于0.83 m/s时，会出现入孔困难现象。因此，建议潮水流速下降至0.59 m/s以下再下入隔水导管。模拟分析结果对海上油田钻入法下隔水导管具有较好的指导意义。

通过树脂烧蚀实验和扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪、热重?红外同步热分析仪等表征手段探究了含哒嗪酮结构的生物基环氧树脂的本征阻燃机制。结果表明，相对于目前最常用的石油基双酚A型环氧树脂，所制备的生物基环氧树脂在燃烧时更易形成大量膨胀型的炭层结构，同时释放出大量CO₂和NH₃等不可燃性气体和更少的可燃性气体；含哒嗪酮结构的本征阻燃生物基环氧树脂呈现出凝聚相?气相协同阻燃机理。本研究为构筑高性能的本征阻燃环氧树脂提供了新的思路。

环境中Pb²⁺的浓度是环保管控领域重要的监测指标之一，过量Pb²⁺的存在对人类健康及环境生态稳定构成严重威胁。通过简易原位电致聚合的方法，成功地将聚多巴胺涂层修饰于电极表面，并将其应用于水中痕量Pb²⁺的电化学检测分析。结果表明，Pb²⁺能与聚多巴胺表面丰富的功能基团（-OH、-NH₂等）发生螯合作用，并被富集于电极表面；通过阳极溶出伏安法，Pb²⁺会从电极表面再次溶出，从而形成灵敏且具有特异性的电化学信号。通过考察电解质、pH及富集时间等实验参数对Pb²⁺溶出电流信号强度的影响，进一步优化了该方法对水中Pb²⁺的检测性能，其检测范围为50~800 nmol/L，理论检测限能够达到32 nmol/L。将其拓展至实际水样中Pb²⁺的测定，平均回收率可达到95%左右。该简易电极修饰策略能够为便携式环境痕量重金属离子灵敏性检测分析传感器设计提供新的思路。

聚合物在多孔介质内扩大注入水波及体积是聚驱提高采收率的主要机理。考察了聚合物的传输运移和驱油效果。结果表明，聚合物驱油剂黏度与驱油效果不存在正相关性，等质量浓度的“抗盐”聚合物黏度（52.4 mPa?s）高于“高分”聚合物黏度（35.6 mPa?s），但与储层孔喉结构配伍性、注入性和抗剪切性差；“抗盐”聚合物驱替整体采收率增幅（6.94%）低于“高分”聚合物驱替整体采收率增幅（18.94%），与等黏度或等质量浓度的“高分”聚合物相比，“抗盐”聚合物的扩大波及体积能力差。

产量递减分析作为储层参数求取及单井控制储量计算的一种重要方法，已经在常规及非常规油气资源储层评价及动态储量计算方面得到了广泛应用。为了对蒸汽吐吞稠油藏进行产量递减分析，建立牛顿?幂率流体径向复合油藏不稳定渗流数学模型，求解模型得到对应的NPI产量递减和Blasingame产量递减特征曲线。结果表明，该特征曲线分为四个流动阶段（牛顿流体径向流阶段、过渡流阶段、幂率流体径向流阶段和拟稳态流动阶段）；幂率流体径向流阶段NPI积分导数曲线呈斜率为(1-n)/(3-n)的直线，幂率指数和流度比越大，幂率流体流动阶段曲线越高。通过该模型对辽河油田进行实测数据拟合解释，验证了该模型的准确性。