我国已成功钻成万米以上超深井，在钻完井装备技术上有了更深入的突破，标志着我国在石油勘探开发领域迈出了重要的一步。当前，对提高钻井效率、保障安全性的迫切需求愈发凸显。智能钻完井技术凭借其高钻井效率和安全性的显著优势，成为解决这些挑战的核心技术。通过融合先进的自动化控制、实时数据监测以及机器学习技术三方面要素，可有效地优化钻井操作，提高作业效率，大幅提升钻完井的安全性。综述了智能钻完井装备技术的发展现状，提出了自动化控制、实时数据监测、机器学习技术三位一体的研究方法，重点分析了国内外智能钻头、智能导向工具、智能钻杆、智能滑套以及智能钻机等创新设备的发展历程与技术进步。建议未来通过人工智能、智能优化算法以及国内外合作等多极为支撑，实现智能钻完井装备技术三位一体的全面发展。

海上油田由于复杂的地质条件和高昂的开发成本，以及平台寿命有限且井位稀缺，导致化学驱提高采收率的能力受到限制。基于海上油田的不同地质特征，结合大庆、大港及胜利油田化学驱和井网加密协同增效技术方面应用的效果，论证了化学驱油剂、井网加密及层系调整间的协同能力，并明确了化学驱与加密协同增效技术的实施途径。通过数值模拟方法，优化了SZ36?1油田的化学驱与加密协同增效方案，明确了储层渗透率、渗透率级差、原油黏度对增效能力的影响，并给出了相关界限。结果表明，将原反九点井网加密为斜反九点法井网后，井距缩小1/2，结合聚合物驱油技术，采收率提高幅度可达9.8%，相比单独进行加密水驱和单独进行化学驱的采收率之和增加了3.4%。该结果证实海上油田通过化学驱与井网加密技术相结合，可进一步提升驱油体系的波及体积，大幅度提高采收率，实现产能最优化。

聚芳基哌啶阴离子交换膜（AEM）具有优异的耐碱稳定性，在阴离子交换膜燃料电池和碱性电解水中得到了广泛的研究。利用扭曲大体积结构的9,9?二苯基芴单体，制备了聚(三联苯?芴?哌啶)阴离子交换膜（PTDP）；在此基础上，引入溴化改性的亲水大体积环糊精交联剂（β?CD?Br₇），利用二者共同调控了AEM内的微相分离结构，并进行了性能测试。结果表明，当温度为80 ℃时，交联剂质量分数为5%的qPTDP?10?CD₅ AEM的电导率为130.2 mS/cm；在温度为80 ℃的1 mol/L NaOH溶液中浸泡2 000 h后，其电导率保持率为94.3%，表现出较好的稳定性；当温度为80 ℃时，采用qPTDP?10?CD₅膜组装的氢氧燃料电池表现出1 490 mW/cm²的峰值功率密度；在电池耐久性测试中，采用qPTDP?10?CD₅膜组装的燃料电池经30 h后，电压保留率为89.7%，表现出良好的电池性能。

采用微波法一步实现氧化石墨烯还原与SnSe的原位负载及界面组装，成功制备了还原氧化石墨烯（rGO）负载花瓣状SnSe复合材料（SnSe/rGO）。通过拉曼光谱、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电子显微镜（SEM）等分析手段对SnSe/rGO进行表征，并研究了rGO质量分数对复合材料电催化氧还原反应（ORR）性能的影响。结果表明，SnSe与基体rGO之间产生相互作用，并以Sn—C和Sn—O—C为电荷转移的桥梁；花瓣状SnSe与rGO紧密结合，形成了较为稳固的三维网状结构，支撑催化剂总体结构不坍塌；SnSe/10%rGO催化剂（10%rGO表示rGO的质量分数为10%）具有良好的ORR活性，其极限电流密度为3.79 mA/cm²，起始电压（vs.RHE）为0.85 V，电子转移数为3.10；具有比商业20%Pt/C催化剂（20%Pt表示Pt质量分数为20%）更为优良的电催化长期稳定性：反应20 000 s后的相对电流密度仍能保持81.15%。研究结果为燃料电池用非贵金属阴极ORR催化材料的制备提供了思路。

研究了单一乳化剂辛基酚聚氧乙烯醚10（OP?10）及其复配体系对辽河油田稠油稳定性、流变性的影响，并研究了有机碱对复配体系界面张力的影响。结果表明，二元最佳复配方式为质量分数为1.0%的OP?10+质量分数为0.6%的油酸钠（YSN）；在最佳复配方式下，复配体系可使稠油形成稳定的乳状液，黏度从1 168.22 mPa·s降至57.57 mPa·s,降黏率为91.03%，分水率为21.33%；有机碱三乙醇胺（TEOA）可使复配体系界面张力降低至10^-2 mN/m。

通过构建基于咪唑官能化溴代聚苯醚（ImF?BPPO）与季铵化聚乙烯醇（QPVA）的半互穿聚合物网络（sIPN）化合物，制备了一系列新型阴离子交换膜（AEMs）；系统地研究了QPVA质量分数对复合膜综合性能的影响；利用¹H?NMR、FT?IR和SEM对膜结构和复合膜形貌进行了分析，并测试了复合膜的离子交换量、含水率、电导率等性能指标。结果表明，所制备的系列复合膜相容性较好，无明显相分离现象产生；当QPVA质量分数为40%时，复合膜的含水率和溶胀率分别为58.2%和24.6%，80 ℃时的电导率为67.24 mS/cm，用浓度为6 mol/L的KOH溶液浸泡168 h后，仍能保留初始电导率的90%左右，表明该膜具有良好的电导率和耐碱稳定性。

稠油微观高黏机理研究对高效开发渤海稠油具有重要意义。针对渤海典型稠油油藏，通过开展原油黏度与温度关系、原油组分和组分极性、杂原子分布和沥青质聚集体结构等研究，探讨了稠油高黏微观机理。结果表明，与渤海N油田（胶质、沥青质质量分数分别为23.25%和6.59%）相比，L油田中饱和烃、芳香烃质量分数较低，胶质、沥青质质量分数（分别为29.95%和9.76%）较高；O、N、S等杂原子质量分数较高，胶质和沥青质相对分子质量也较大，各组分分子的极性较强，胶质和沥青质偶极矩分别达到14.01、17.94 D（N油田的胶质和沥青质偶极矩分别为9.12、12.25 D）。以上均会导致胶质、沥青质分子间的作用力较强，分子间缔合作用明显增强，沥青质分子间距更小，聚集体结构更加致密，最终导致原油黏度较高。

为实现可持续发展，人类对清洁能源的需求不断增加。在众多新型能量存储与转化装置中，质子交换膜燃料电池因具有可将化学能高效、安全地直接转化为电能、应用场景广泛等优点备受关注，而质子交换膜是其核心部件，质子电导率以及机械强度相互制约等问题成为困扰其发展的主要难题。虽然关于质子交换膜单一性能的提高研究已经取得了重要的阶段性成果，但是其关键技术性能相互制约的问题仍困扰其发展，并影响燃料电池的进一步商业化。发展柔性质子交换膜是解决此技术难题的主要策略。基于此，从柔性聚合物材料、结构优化、柔性添加体设计三个方面综述了近年来国内外关于柔性质子交换膜的研究进展，期待为突破柔性质子交换膜的性能瓶颈提供启发。

为了探索具有工业化发展前景的石墨烯增强复合材料制备工艺，采用熔融共混法制备了石墨烯/聚丙烯复合材料，并通过实验与计算分析了石墨烯的增强机制。结果表明，通过熔融共混，石墨烯可在基体中均匀分散；当石墨烯质量分数为0.5%时，复合材料的拉伸强度为50.3 MPa；当石墨烯质量分数为4.0%时，复合材料的弹性模量和拉伸强度比聚丙烯基体分别增加了77.1%和22.5%；石墨烯的均匀分散及石墨烯与聚丙烯基体之间存在的相互作用使石墨烯/聚丙烯界面可实现有效的应力传递。

氢气被认为是安全并可持续供应的一种清洁能源，在缓解化石能源短缺和环境污染等方面具有十分重要的作用，而电催化分解水是产氢的有效途径之一。二硫化钼（MoS₂）因具有较低的氢吸附吉布斯自由能（ \mathrm{\Delta } G_H）而被广泛用于电催化析氢过程。综述了提升MoS₂电催化析氢性能的方法，通过贵金属掺杂诱导MoS₂产生相转变或者暴露更多催化活性位点，以及通过过渡金属和非金属掺杂使MoS₂暴露更多活性位点或者产生硫空位。同时，针对MoS₂催化性能的提升提出了一些建议。

香豆素类衍生物是一类重要的有机杂环化合物，具有良好的生物活性。通过可见光促进的苯丙炔酸酯与苯亚磺酸钠的反应制备了3?磺酰香豆素衍生物，并研究了其反应机理。结果表明，在温和的反应条件下，以苯亚磺酸钠为磺酰自由基前驱体、过硫酸盐为氧化剂，通过串联自由基加成环化策略，可以中等到良好的产率制得3?磺酰香豆素衍生物，为功能化香豆素衍生物的制备提供了一条简洁、绿色和高效的合成路线。

传统水力压裂物理模拟方法在定量研究裂缝形态和动态监测裂缝扩展路径方面存在一定不足，难以精确评价裂缝起裂与扩展的动态过程，因此亟需发展数字化与智能化技术，以提高水力压裂物理模拟方法的精确性。系统调研了数字岩心重构、声发射定位和分布式光纤监测等技术的方法原理、研究现状和发展方向，探究了多方法联合监测实验过程中数据获取、裂缝重构和数据解释的关键技术原理，厘清了水力压裂物理模拟中的试样制备、方法组合和适用范围，指出了真三轴水力压裂物理模拟非平面、非对称和非均衡的起裂和扩展特征，并进行了展望，以期帮助研究人员深入认识复杂裂缝扩展的动态过程，水力压裂物理模拟方法的数字化和智能化是未来研究趋势，为水力压裂物理模拟技术发展、实验方案设计和现场应用提供参考。

利用SPS仿真软件建立正反输仿真模型，对处于低输量工况的阿赛线管道进行正反输运行模拟，并研究了正反输过程中沿线油温随时间的变化规律，以及反输输量对反输温降的影响。结果表明，正输稳态下沿线油温逐渐降低；反输开始沿线油温先降低后升高，达到稳态后油温逐渐降低；反输进站油温先降低后稍有升高，最终趋于稳定；明确了正反输过程中原油最低温度为存留原油被完全推出管道时的进站温度；反输输量越大，反输过程中的最低油温越高，达到反输稳定状态也更快。通过SPS仿真软件模拟分析得出的正反输工艺温度变化可为确定阿赛线正反输运行方案提供一定依据。

采用共沉淀法合成两种吸附剂镁铝焙烧态水滑石（MgAl LDO）和镁铝铁焙烧态水滑石（MgAlFe LDO），并通过X射线粉末衍射（XRD）分析、扫描电子显微镜（SEM）分析、傅里叶变换红外光谱（FT?IR）分析、BET比表面积测试分析等手段对其进行了表征，同时研究了两种吸附剂对废水中F^－的吸附性能；考察了金属的物质的量比、煅烧温度、F^－初始质量浓度、吸附剂投加量对废水中F^－去除效果的影响。结果表明，MgAlFe LDO孔结构分布均匀，拥有较大的比表面积，对废水中F^－的吸附能力高于MgAl LDO；当n(Mg²⁺)/n(Al³⁺)/n(Fe³⁺)=3.0∶0.6∶0.4、F^－初始质量浓度为20 mg/L、煅烧温度为300 ℃、MgAlFe LDO的投加量为0.4 g时，废水中F^－的去除效果最佳；反应2 h后，废水中F^－的去除率为98.35%。

采用化学镀的方法，在紫铜基体上制备非晶NiP?WC（碳化钨）复合镀层，研究了镀层在质量分数为3.5%的NaCl溶液以及浓度为1 mol/L的盐酸溶液中的耐蚀性；利用扫描式电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）EDS、X射线衍射仪（XRD），对镀层的表面形貌、成分及微观结构进行了表征；采用动电位极化和阻抗谱对镀层的耐蚀性进行了分析。结果表明，在质量分数为3.5%的NaCl溶液中，NiP?WC镀层的自腐蚀电位较非晶NiP镀层正移约111 mV，自腐蚀电流密度减小约68.8%，电荷转移电阻提高约6.7倍；在浓度为1 mol/L的盐酸溶液中浸泡，NiP?WC镀层较NiP镀层的腐蚀速率下降约1个数量级，表明均匀分布的WC粒子可以显著提高非晶NiP的耐蚀性。

质轻、高强的碳纤维增强环氧树脂基复合材料在航空航天、交通运输、能源等领域中得到广泛的应用。界面组成及结构是影响碳纤维复合材料物理化学性能的主要因素，碳纤维表面改性是增强碳纤维复合材料界面性能与力学性能最有效的途径之一。近年来的研究结果表明，比表面积较大、结构多样的多孔材料可以提高碳纤维的表面能和表面粗糙度，能够改善复合材料的界面性能。对近些年用不同种类的多孔材料改性碳纤维的研究成果进行了简单介绍，并总结了其对碳纤维复合材料的界面增强效果，以期为未来多孔材料增强碳纤维复合材料的研究提供参考。

利用有限元分析软件COMSOL Multiphysics，模拟了单泡超声空化的动力学特性；通过求解考虑能量黏滞损耗和球形气泡振动引起的辐射阻尼的Rayleigh?Plesset模型，对超声正弦波、方波和三角波驱动下单一空化气泡在水中振动时的运动过程进行了仿真，分析了气泡半径、气泡壁的运动速度、气泡壁的动能和气泡内压力的变化。结果表明，在相同条件下，正弦波驱动稳定性最优；方波驱动具有最好的空化效果，但发生空化的时间最长；三角波的空化效果最弱；在三种波的驱动下，第1次塌缩时气泡壁的运动动能最大，在气泡塌缩到半径最小时气泡内压力最大；相较于方波和三角波驱动，正弦波驱动下气泡内的最大压力最大。

随着全球能源结构向更加清洁、可持续的方向转型，天然气作为低碳环保的化石能源，其消费量持续增长。然而，随着天然气管道网络的不断扩展、覆盖区域的日益增大以及输送距离和输送量的显著增加，管道的安全运营面临着前所未有的挑战，其中管道泄漏问题尤为突出。针对油气管道泄漏长期监测的需求，在负压波检测原理的基础上，通过LabVIEW这一强大的图形化编程平台，结合先进的传感器网络、数据通信技术以及信号处理算法，构建了一套高效、可靠的管道泄漏监测模拟系统，并用于油气管道的泄漏监测，同时通过实验验证了系统的性能。结果表明，该系统能够检测管道的泄漏情况，还能通过高效的算法迅速定位泄漏点，为及时抢修提供关键信息，有效地保障油气管道的安全与稳定。

ZSM?5分子筛在石油化工领域有广泛的应用，但是其传统合成方法使用大量的有机模板剂，因此造成严重的环境和成本问题。以硅酸四乙酯为硅源、十八水合硫酸铝为铝源，以成品HZSM?5分子筛的碱溶解液代替有机模板剂，对ZSM?5分子筛的水热合成过程进行了研究；采用XRD、TEM、SEM、氮气物理吸附、热重分析等手段对合成的分子筛进行了表征。结果表明，在无有机模板剂的条件下，成品HZSM?5分子筛的碱溶解液可以成功诱导合成ZSM?5分子筛；ZSM?5分子筛的结晶度和比表面积比传统方法合成的样品低。该研究实现了分子筛绿色合成工艺以及多级孔分子筛后处理合成工艺的有机结合。

研究了硫化温度对NiW/Al₂O₃加氢处理催化剂在硫化过程中催化脱硫、脱氮、脱酸性能的影响；对硫化不完全的催化剂进行重新硫化，并对其加氢性能进行了研究；采用物理吸附仪（BET）、X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）等技术对硫化态催化剂进行了结构表征。结果表明，催化剂上硫、碳质量分数和硫化度随着硫化温度的升高而增加，这导致催化剂的比表面积、孔容和平均孔径均下降，硫化后催化剂的活性相由低活性的W⁶⁺、Ni²⁺相向高活性的W⁴⁺、Ni-W-S相转变；重新硫化后催化剂的孔容、平均孔径均下降，比表面积、硫质量分数、碳质量分数均增加，碳质量分数的增加导致裸露的活性中心数减少，降低催化剂表面W与Al的原子个数比，硫化态活性金属发生聚集，降低催化剂的活性，表明重新硫化催化剂的活性难以达到完全硫化态催化剂的活性。

针对不同因素对管廊内掺氢天然气管道泄漏扩散的影响，通过数值模拟软件建立管廊内掺氢天然气管道泄漏扩散模型，研究了掺氢比、管道压力、泄漏口直径、通风模式等因素对气体扩散过程的影响。结果表明，掺氢比影响掺氢天然气的传质能力，且掺氢比越高，掺氢天然气的扩散速度越快；管道压力和泄漏口直径主要通过影响泄漏气体初始动能和泄漏量来影响泄漏气体扩散范围，随着管道压力和泄漏口直径的增大，泄漏气体扩散范围增大；通风模式对管廊内泄漏气体的分布起主导作用，通风频率与泄漏气体射流高度呈反比。

负极材料是钠离子电池的关键组成部分，而石油焦是制备钠离子电池碳基负极的重要前驱体之一。通过X射线衍射（XRD）和拉曼（Raman）光谱系统分析了碳化温度和硫质量分数对石油焦基负极材料结构的影响，并分析了不同结构的负极材料储钠性能变化。结果表明，当碳化温度为1 000 ℃时，负极材料的缺陷密度和层间距适中，具有优异的导电性，表现出较好的电化学性能，在50 mA/g电流密度下的放电比容量为434 mA·h/g；硫抑制了碳层重排和生长，随着石油焦硫质量分数的增加，负极材料具有较高的储钠容量和较好的循环、倍率性能，但首周库仑效率由65%降至54%，对未来的研究提出了挑战。

随着人类社会对清洁能源需求的持续增加，燃料电池因具有高效、安全以及应用场景广泛等优点，受到研究者们的广泛关注。其中，阴离子交换膜燃料电池因具有环境友好、可使用非贵金属催化剂以及高安全稳定性等特点展现出广阔的应用前景。作为阴离子交换膜燃料电池的核心元件，阴离子交换膜起到隔离阳极与阴极直接接触以及传导氢氧根离子等作用，对阴离子交换膜燃料电池的性能起到至关重要的作用。在阴离子交换膜发展过程中，氢氧根离子离子电导率低与离子电导率稳定性差等问题成为制约其发展的关键技术难题。此外，发展柔性阴离子交换膜对促进阴离子交换膜燃料电池的进一步商业化具有积极的作用。基于此，从聚合物分子链设计、结构优化设计、新材料合成与复合三个方面综述了近年来国内外关于柔性阴离子交换膜的研究进展。

超疏水材料由于表面特殊的润湿特性，成为近年来涂层方向的研究热点之一,其在防结冰、自清洁、减阻等方面具有广泛的应用前景。采用溶胶凝胶法，以纳米二氧化硅（SiO₂）、硬脂酸（SA）和聚苯硫醚（PPS）为原料，在纺织布表面制备了分布均匀、厚度约为38 μm的SA?SiO₂/PPS超疏水涂层；通过扫描电子显微镜（SEM）对形貌进行分析，并测试了样品涂层的性能；采用分子动力学（MD）模拟分析了样品涂层的微观性质。结果表明，56%SA?SiO₂/30%PPS涂层的水接触角为154.8°，表现出良好的自清洁性、耐腐蚀性和耐皂洗性；材料具有微纳米多尺度的粗糙结构，SA分子与SiO₂表面通过氢键连接，MD模拟结果与实验数据一致，并从微观角度验证了制备涂层的耐腐蚀性。

吐哈丘陵油田的低渗透油藏在注水开发过程中表现出部分油井见水早、含水上升快的特征，动态分析显示储层中可能存在优势通道或裂缝。为进一步改善油藏开发后期的开发效果，提高原油采收率，有必要核实、确定储层微裂缝发育情况。在水洗检查井岩心描述的基础上，开展了储层裂缝发育及分布研究，提出了一种基于测井曲线的裂缝发育层位的判断方法；分析了2口井测井资料，并对吸水剖面进行了对比。结果表明，该判断方法可行、可靠，为吐哈丘陵油田改善水驱开发效果、有效动用及开采剩余油提供了技术支撑。

在石油开采、加工和储运过程中，释放到土壤中的总石油烃（TPH）不仅会改变土壤的理化特性，还会通过迁移转化的过程严重影响水环境的质量。针对土壤石油污染环境问题，开发高效、绿色和环保的修复技术已成为当前行业亟需解决的课题。结合国内外研究现状，综述了目前在石油污染土壤修复领域主要的修复技术。研究发现，物理法适用于修复石油挥发性强且渗透系数大的污染土壤，化学法适用于处理严重且难降解的石油污染土壤，而生物法则对土壤环境友好，更适合处理轻度石油污染。通过比较不同修复技术的原理和应用范围发现，联合修复技术具有普适性强、应用广泛的优点。对未来石油污染土壤修复技术在绿色环保方向的发展趋势进行了展望，以期为实际应用中的石油污染土壤修复提供参考依据。

在化工厂这类高风险地区，火灾安全始终备受关注。尽管烟雾及火焰报警器已被广泛应用，但仍然存在只用于单点检测以及易受环境影响等问题。针对此类问题，设计并实现了一种基于B/S架构的化工厂区多路火焰智能视频监控系统，并以Web系统的形式呈现。首先，系统中集成了一种改进的YOLOv5火焰检测算法，该算法用Ghost卷积替换常规卷积以实现网络的轻量化；其次，添加改进的注意力机制模块和小目标检测锚框来增强小目标检测能力；最后，将由光流网络提取的火焰运动信息与原始火焰数据进行融合送入改进的YOLOv5火焰检测算法中，进一步提高对火焰的检测精度。大量的现场测试表明，该系统能够实时识别和定位厂区内火焰，检测帧率可达15 ms/帧，检出率达到100%，具有较高的稳定性，可为化工行业提供一种高效、可靠的火灾监测解决方案。

以某石化公司糠醛抽出油为原料，采用复合溶剂二级抽提分离油品中多环芳烃（PCA），制备了芳香基绿色橡胶填充油；对比了三种复合溶剂的应用效果，考察了抽提温度、剂油质量比等操作条件对精制油的收率、PCA质量分数的影响；通过氧化铝吸附色谱法和红外光谱对样品进行了组成分析。结果表明，最佳操作条件为一级溶剂抽提温度70 ℃（剂油质量比5∶1）、二级溶剂抽提温度50 ℃（剂油质量比2∶1）；在最佳操作条件下，精制油收率为32.34%，PCA质量分数为2.98%，芳碳率为18.65%，满足欧盟2005/69/EC指令要求；复合溶剂可显著提升溶剂的选择性和溶解性，高效脱除油品中的PCA，并保证较高的产品收率和芳碳率。

立式吸附塔对烟气中二氧化碳的脱除至关重要，但其复杂多变的吸附过程对优化生产提出了挑战，因此实现气体的均匀分布至关重要。通过计算流体力学(CFD)，对各种气体分布器进行评估，并比较了无分布器、圆锥形分布器（Ⅰ型气体分布器）、圆台形分布器（Ⅱ型气体分布器）及筛板加挡板的组合型气体分布器（Ⅲ型气体分布器）的性能；根据速度矢量平滑度和曲线均匀性对实验结果进行了评价。结果表明，单一筛板的不均匀气流集中在塔中心；Ⅰ型气体分布器和Ⅱ型气体分布器可改善气流流通的均匀性，但效果仍不理想；Ⅲ型气体分布器的气流均匀性显著提高；在挡板直径（d）为100 mm、筛板与挡板的距离（h）为150 mm时，气流分布最均匀，对二氧化碳的吸附效果好。

为了解决单独使用氧化石墨烯（GO）时血液相容性差和壳聚糖（CS）吸附能力低的问题，制备了一种氧化石墨烯/壳聚糖共混膜（GO/CS膜）；利用SEM、FTIR进行了微观形态及组成分析，并进行了GO/CS膜的胆红素吸附实验。结果表明，当铸膜液中GO质量分数为3%时，GO/CS膜对胆红素的吸附能力最优；1 650 cm^-1附近归属于酰胺基团的C=O吸收强度增大，3 353 cm^-1处的-NH₂的伸缩振动峰和1 570 cm^-1处的N-H的弯曲振动峰同时减弱，并且在1 718 cm^-1附近没有出现羧基C=O的伸缩振动峰，说明GO和CS分子之间发生了酰胺反应，GO/CS膜制备成功；在反应温度为37 ℃、吸附时间为120 min的条件下，GO/CS膜的胆红素吸附效果最优，其饱和吸附量为77.8 mg/g；提高胆红素质量浓度，在碱性条件下降低pH，均有利于吸附；增大溶液的离子强度或牛血清白蛋白质量浓度，不利于胆红素的吸附。

随着废水处理厂提标改造标准的日趋严格，废水处理工艺流程逐渐延长而复杂化。为了应对废水处理系统故障可能引发的重大安全事故与环境污染，如何对工艺装置运行工况进行智能检测并提高故障管控水平，已成为当前研究热点。从废水处理工艺流程特点与主要故障类型出发，对近些年国内外在该领域最新废水处理工艺的故障检测与智能诊断成果及进展进行了全面综述,总结了三类故障检测和智能诊断方法，包括基于解析模型的方法、基于领域经验的方法和基于数据驱动的方法，分析了这些废水处理工艺故障检测和智能诊断方法的应用现状以及优缺点，梳理了存在的问题。最后，展望了废水处理工艺故障检测与智能诊断技术的未来研究方向。

水环境中四环素类抗生素污染日益严重，有效去除水中残留的抗生素是当前亟待解决的问题。采用共沉淀法制备了铜铝层状双金属生物炭复合材料（CuAl?LDH@BC），通过SEM、XRD和FTIR表征手段分析了CuAl?LDH@BC表面的理化性质，并考察了其对盐酸四环素（TCH）溶液的吸附性能。结果表明，吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir模型，TCH在298 K的温度下的最大吸附量为78.68 mg/g，在中性条件下CuAl?LDH@BC对TCH的去除效果最佳，在水环境中抗干扰能力较强；CuAl?LDH@BC吸附TCH可能涉及的机制有氢键作用、表面络合、π-π相互作用和静电作用；研究结果证实了CuAl?LDH@BC作为低成本的高效吸附剂，在吸附水体四环素类抗生素方面应用前景广阔。

原油脱水是原油生产加工过程的重要环节。随着油田进入高含水期开采阶段以及采油助剂的添加，原油脱水难度越来越大，采用高频电场对其进行电破乳成为一种脱水的有效手段。通过静态脱水实验和液滴电聚结数值模拟研究了高频电场作用下电脱水机理。结果表明，采用电破乳方法处理原油时，电场强度、电场频率和电场作用时间对脱水效率有显著影响；在电破乳脱水过程中，存在最佳的电场频率，电场强度增加到一定数值后，继续增加电场强度，含水率反而会上升，而电场作用一定时间后，继续增加电场作用时间，原油含水率变化不大；对电场中的液滴施加的电场强度越大，液滴越易发生形变，液滴的直径越大越易发生形变；与工频电场相比，在高频电场下，液滴聚结效率高，液滴比较容易发生聚并。研究结果为原油电脱水装置的设计与参数优化提供了理论支持。

钻遇裂缝性泥页岩地层时极易发生井壁失稳现象。通过岩石力学实验探究了泥页岩在钻井液浸泡下的力学性质弱化规律；在综合考虑应力、压力、温度、溶质质量分数和天然裂缝变形的影响下，建立了热?流?固?化多场耦合条件下的裂缝性泥页岩井壁稳定模型，分析了该地层多场耦合响应特征、井壁失稳机理和主控因素；基于井壁失稳特征，建立了不同岩石强度下裂缝性泥页岩地层安全钻进密度窗口图版。结果表明，随着浸泡时间的延长，泥页岩的强度和弹性参数均呈指数型劣化；考虑天然裂缝发育时，井周各物理场呈非均匀分布特征，导致坍塌破坏区域和拉伸破坏区域向裂缝尖端扩展；增加水平地应力差和流体压力差会扩大拉伸破坏区域和坍塌破坏区域，增加溶质质量分数差有利于降低破坏风险，提高钻井液温度对坍塌破坏影响不大，但能显著降低拉伸破坏风险。研究结果可为裂缝性泥页地层钻井设计提供理论支撑。

离心式压缩机是石油化工行业天然气管网的关键设备，其高故障率对所属企业会造成较大的经济损失。提出了一种基于本体的离心式压缩机故障诊断方法。首先，以石油化工企业积累的离心式压缩机故障分析报告为知识源，通过本体建模从知识源中提取故障诊断知识，促进故障诊断知识的集成、共享和重用；然后，使用本体软件Protégé构建故障诊断知识库，通过语义Web规则语言SWRL（Semantic Web Rule Language）实现基于规则的推理（Rule?Based Reasoning，RBR），并通过软件Neo4j进行知识存储和查询。采用该故障诊断方法，对离心式压缩机组合成油系统进行了测试。结果表明，该故障诊断方法有效，可提升故障知识的应用效率，并为离心式压缩机诊断决策提供优质的知识基础。

采用溶胶凝胶法制备了n（Ag⁺）/n（Ti⁴⁺）分别为0.001、0.003、0.005、0.010、0.030和0.050的Ag掺杂的粉体及陶瓷空心微珠负载TiO₂光催化剂；通过SEM、XRD和Uv?Vis DRS等手段对所制备的催化剂进行了表征分析，并以氙灯为光源对其光催化性能进行了测试；结合第一性原理，对掺杂机理进行了分析。结果表明，0.005Ag?TiO₂粉体在90 min光催化测试中对10 mg/L亚甲基蓝的降解率为76%，最佳n（Ag⁺）/n（Ti⁴⁺）为0.005，陶瓷空心微珠负载型催化剂90 min光催化测试的降解率为97%；Ag掺杂能够在TiO₂体系中引入杂质能级，使价带电子可以通过分级跃迁的方式到达导带，计算结果与实验结果的变化趋势相一致。

在含蜡原油的开采和运输过程中，石蜡容易沉积到壁面并形成蜡沉积。近年来，微生物清防蜡技术因其经济环保的优点而受到广泛关注。从原油污泥中筛选出五种菌株，通过对其石蜡降解率及表面疏水性的测定，选定一种高效的石蜡降解菌B3，经鉴定为中间布鲁氏菌（Bruella intermedia）。结果表明，菌B3在温度为40 ℃、初始pH为6、摇床转速为160 r/min的条件下表现出最佳的生长活性，并且对石蜡的降解效果最为显著；当菌B3以石蜡为碳源进行生长代谢时，能够产生脂肽类生物表面活性剂，使液体石蜡的乳化系数达到52.5%；菌B3与原油作用7 d后，防蜡率高达77.2%，在41 ℃的温度下降黏率达到50.2%。综上，菌B3能有效降解石蜡，提高原油流动性，减少蜡沉积。

针对容易陷入局部最优解、收敛速度慢等问题的传统蚁群算法，提出了一种改进蚁群算法。首先，将当前目标节点与下一时刻要选择的节点之间的关系以及正态分布函数引入启发函数中，增强了算法在前期的搜索能力，并通过引入拐点因子加强了方向选择的多样性；其次，提出自适应动态信息素挥发系数，改变了信息素更新规则；最后，通过Matlab仿真实验，在三种不同栅格图上对传统蚁群算法和改进蚁群算法进行了对比研究。实验结果证明，与传统蚁群算法相比，改进蚁群算法具有收敛速度快、路径短、拐点少等优点。

采用VOF模型模拟了熔融镍液滴在等离子喷涂沉积过程中的凝固和飞溅现象，并通过动量方程与流体体积法相结合的方法分析了颗粒的自由表面；利用焓法对包含相变的热传递过程进行了建模；通过设定三组不同的实验条件，模拟镍液滴形成涂层的过程，深入分析了镍涂层的形成机理。结果表明，液滴的撞击速度越大，其扩展系数越大，并且在喷涂过程中会产生飞溅现象；基板温度越高，液滴的扩散距离越大；液滴直径越大，扩散距离越大，但并非呈严格的线性关系，并且其凝固形成的薄片越厚。

风险评价是管道完整性管理的核心工作，也是实现风险预防管理的前提和基础。海底管道的服役条件苛刻，监测和维修难度大，事故后果严重。为了保障海底管道的安全运行，结合新奥LNG外输海底管道舟山段服役条件和运行特点，对其危险因素进行识别，并采用Kent评分法对其进行风险评价，得到了该LNG外输海底管道的相对风险值；根据相对风险值，对该LNG外输海底管道系统的风险管段进行了等级评定。结果表明，海底管道舟山段的相对风险值主要介于100~200，风险等级处于较低水平。同时，提出了针对海底管道舟山段的风险管理措施和建议。本研究可为建立基于风险级别的管理机制及保障海底管道的安全运行提供科学指导和参考依据。

为了丰富对各种搅拌桨混合特性的认识，深度分析了桨式直叶桨、桨式斜叶桨、六直叶涡轮桨、六斜叶涡轮桨、直叶Rushton桨（圆盘直叶涡轮桨）、斜叶Rushton桨（圆盘斜叶涡轮桨）六种搅拌桨的转速和浸没深度对混合时间、功率、功率准数、混合时间数、混合效率数的影响。结果表明，当搅拌桨的转速为150 r/min时，混合时间随着浸没深度的增加先减小后增大，其中斜叶Rushton桨所需功率最小，混合速率最大，混合效率最高；当浸没深度为25 cm时，六种搅拌桨的混合时间均随着转速的增大而减小，斜叶Rushton桨所需功率最小，混合速率最大，混合效率最高；当转速及浸没深度一定时，斜叶Rushton桨所需功率最小，混合效率最高；斜叶Rushton桨的综合混合性能最优。研究结果为搅拌桨的工业应用提供了实验数据，为后续搅拌桨的优化设计提供了理论依据。

在“双碳”背景下，化学链制氢是一种可替代传统制氢的新方案，具有经济高效等特点。选择合适的载氧体对工艺的稳定性能至关重要，这些载氧体具有高反应性、选择性、材料强度和抗烧结性等性能。综述了目前常用的化学链工艺流程，包括双反应器与三反应器，并对几种不同的金属载氧体性能进行了比较，同时总结了不同载氧体反应机理。由于载氧体在反应过程中出现结焦和团聚等现象，因此众多研究者关注如何从微观层面有效地避免这些问题。最后，对载氧体作为可再生、可持续和环境友好型材料的前景进行了展望。

以金属?有机共价骨架材料MIL?53(Fe)为改性剂，将其与聚偏氟乙烯（PVDF）铸膜液共混，制备了PVDF/MIL?53(Fe)复合膜；采用X射线衍射（XRD）、傅里叶红外光谱（FT?IR）、扫描电子显微镜（SEM）和热重分析（TG）等表征手段对复合膜进行了分析；利用PVDF/MIL?53(Fe)复合膜对刚果红（CR）进行吸附，探讨了复合膜质量、CR初始质量浓度、接触时间和温度等因素对复合膜吸附量的影响，并通过等温吸附模型、吸附动力学模型和吸附热力学对其吸附机理进行了分析。结果表明，当复合膜质量为20 mg时，吸附效果最佳；当接触温度为313 K时，复合膜对CR的最大吸附量的理论值为71.9 mg/g；乙醇可有效脱附复合膜上的CR，经五次吸附?脱附循环后，复合膜仍保持良好的吸附性能；吸附等温过程符合Langmuir模型，动力学行为遵循准二级动力学方程；吸附过程为自发进行的吸热反应，且伴随体系无序度增加。

针对在多效应和非视距情况下定位精度低、稳定性差等问题，基于飞行时间定位算法，结合陈?泰勒（Chan?Taylor，C?T）协同定位算法，再融合无迹卡尔曼滤波（Unscented Kalman Filter，UKF）算法，设计了一种室内定位系统——陈?泰勒?无迹卡尔曼滤波（Chan?Taylor? Unscented Kalman Filter，C?T?UKF）组合定位算法。该系统主要由定位基站、定位标签、无线通信系统及上位机等组成；采用Chan算法，对通过飞行时间方法测出的距离进行解算，并将解出的坐标作为Taylor算法的初始值进行了迭代计算；通过UKF算法，对迭代的结果进行了平滑处理。结果表明，该算法定位系统精度高，稳定性强，成本低，在视距与非视距的平均定位误差分别小于0.17 m和0.20 m，能够适用于高精度定位场合。

油气管道的断裂损坏通常始于微裂纹，弱磁检测法对长输油气管道的微裂纹内检测具有现实意义。然而，管道微裂纹微观结构复杂，传统弱磁检测模型很难实现对管道微裂纹的精准量化计算。基于磁电耦合理论建立了管道微裂纹弱磁信号数学模型，对不同激励条件下的微裂纹弱磁信号进行了对比分析,解析计算了不同深度微裂纹的扩展特性和不同提离值下的信号检测特性。研究结果表明，应力使微裂纹产生的弱磁信号远大于地磁场，且随应力增加其信号差值逐渐增大；弱磁信号随应力增大而增大，当到达微裂纹扩展临界点时，由于微裂纹扩展，磁性能释放，弱磁信号随应力增大而减小；微裂纹扩展后,材料磁力学敏感度降低，线性特征更加明显；微裂纹深度越大，其弱磁信号越强，损伤更易被检测；随提离值增加,弱磁信号呈指数衰减，线性区域信号检测精度最高。

以高湿中药废渣为原料，利用其自身水分在高温环境下受热生成的水蒸气进行物理活化，制备了孔隙结构发达的生物炭；考察了中药渣含水率、活化温度和活化时间对生物炭性能的影响，并利用物理吸附仪、傅里叶变换红外光谱、扫描电镜等对生物炭的性能进行了分析，获得了制备生物炭的最佳反应条件，同时对高湿中药废渣制备生物炭的活化机理进行了探讨；将制备的生物炭用于吸附Cu²⁺与Cd²⁺废水，探讨了其吸附动力学。结果表明，在活化温度为700 ℃、活化时间为60 min、中药废渣含水率为50%的条件下，制得的生物炭比表面积为309.29 m²/g，且以微孔为主，微孔孔容达0.116 8 cm³/g；生物炭对Cu²⁺与Cd²⁺的吸附动力学均符合准二级动力学方程，Cu²⁺与Cd²⁺的最佳吸附量分别为20.66、17.41 mg/g。

采用同步法建立间歇过程生产调度和控制的集成框架模型。在调度部分，基于状态设备网络（SEN）和特定单元事件点连续建模法建立生产调度模型；调度和控制的集成模型属于混合整数动态优化问题，求解复杂且计算量大，为了解决在线计算负担重的问题，采用显式模型预测控制（EMPC）进行离线求解；使用MPT工具箱解决EMPC动态问题；引入二进制变量，将求解得到的显式控制解转换为显式线性约束，并将其添加到调度模型中共同约束目标；通过算例分析，对优化结果与纯调度模型进行了对比分析，验证了集成模型的经济性。

为突破传统的印刷电路板式换热器（PCHE）传热效率的瓶颈，建立翼型PCHE物理模型，数值模拟了超临界CO₂在该模型中的对流换热，分析了不同质量流量和入口温度下超临界CO₂的换热规律，并通过改变通道的水力直径，进一步研究了水力直径对其换热的影响。结果表明，增大冷流体的质量流量和提高入口温度，均可提高换热性能；改变通道的水力直径后，弦长为6 mm和8 mm的PCHE的换热能力均随着雷诺数的增大而增大，雷诺数为19 500～26 000，弦长为6 mm和8 mm的PCHE均具有相近的换热性能；当雷诺数为26 000～50 000时，弦长为8 mm的PCHE的综合性能比弦长为6 mm的PCHE高2.55%。研究结果为翼型PCHE的结构设计提供了理论依据。

在刀具表面构造折线凹槽、纵向凹槽和45°斜向凹槽微织构等三种微织构，深入研究了铜镍合金切削加工时刀具的表面微织构对刀具切削性能的影响；通过控制单一变量法，分析了织构宽度、织构深度、织构间距和切削刃边距对切削性能的影响规律，确定了纵向凹槽微织构的最优织构参数范围，并通过正交实验确定了最优织构参数。结果表明，与无织构刀具相比，纵向凹槽微织构刀具可有效降低主切削力和切削温度；最优织构宽度为85 μm，织构间距为40 μm，织构深度为30 μm，切削刃边距为40 μm；采用最优的微织构刀具加工铜镍合金，平均主切削力减小了23.07%，最高切削温度的平均值降低了22.46%，平均等效应力减小了19.53%，说明能有效降低工件的残余应力，提升切削性能。

采用溶胶凝胶法制备了双金属Cu与Ni掺杂TiO₂改性多壁碳纳米管（MWCNTs/Cu?Ni?TiO₂）新型吸附材料，并对该新型材料进行了脱硫脱硝实验；在n（Cu）/n（Ni）=2的条件下，探究了O₂体积分数、水蒸气体积分数和体积空速等因素对改性多壁碳纳米管联合脱硫脱硝性能的影响，并对材料的吸附性能进行了评价。结果表明，双金属改性的多壁碳纳米管的联合脱硫脱硝性能明显优于单种金属改性的材料，且对SO₂的吸附量明显提升；当模拟烟气的SO₂质量浓度为3 140 mg/m³、NO质量浓度为736 mg/m³时，在水蒸气体积分数为5%、O₂体积分数为8%、体积空速为2 598 h^-1的工况下，双金属改性材料吸附效果最佳，SO₂的最佳吸附量为20.43 mg/g，NO的最佳吸附量为0.86 mg/g。