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。
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。
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。
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。
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。
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
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。
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。
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。
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。
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。
