通过烷基化以及后续的加氢反应，木质素解聚生成的衍生酚类和芳醚等含氧芳烃可用于制取高密度或高热沉的航油组分。本工作以苯酚和环己醇为模化物，考察了不同分子筛对烷基化反应活性的影响。实验结果表明，相比于Hβ、HZSM-5、MCM-41，HUSY具有更好的反应活性，这是因为HUSY分子筛拥有适中的孔径和酸性位点，为烷基化反应提供产物扩散空间和活性位点。为了进一步优化分子筛孔道结构和酸性位点分布，使用不同浓度柠檬酸对HUSY分子筛进行改性处理，并与NaOH、草酸处理的分子筛比较。结果表明，柠檬酸处理在保持分子筛结晶度的同时调控了分子筛的酸性分布和孔道结构。分子筛对苯酚与环己醇烷基化的催化作用在不同浓度柠檬酸改性后均得到提升，具有最高强酸/总酸比例的改性分子筛（HUSY-0.5M）显示出较优的催化性能，苯酚转化率80.4%，烷基化产物选择性99.6%。将其用于多种木质素衍生物的烷基化反应，催化剂均显示出较高的催化活性。该工作为木质素衍生酚类烷基化制备高值动力燃料提供了新途径。

氨硼烷（AB）作为一种分子量低、含氢量高的优质储氢物质，若想充分发挥其价值，开发出针对 AB 水解析氢的低成本、高活性催化剂，正是推动 AB 水解析氢技术迈向工业化的核心路径。本工作以无水氯化铜为原材料，在碱性条件下利用溶剂热法制备出氧化铜纳米片（CuO NS）前驱体。在通过低温磷化法，将 CuO NS 转化成 Cu₃P@CuO 纳米片(Cu₃P@CuO NS)。采用 SEM、TEM、AFM、XRD 和 XPS 表征 Cu₃P@CuO NS 的微观形貌和结构组成，考察 Cu₃P@CuO NS 催化剂对 AB 析氢反应性能的影响，并探究不同反应条件下 Cu₃P@CuO NS 催化 AB 析氢反应的析氢速率、转化频率（TOF值）。结果表明，当磷化比例为 m（CuO NS）/ m（NaH₂PO₂）=1 时（m（CuO NS）= m（NaH₂PO₂）=0.1 g），Cu₃P@CuO NS 表现出优异的催化 AB 活性， TOF 值高达 57.23 min⁻¹，表观活化能为 44.31 kJ/mol，AB 的水解反应在催化剂用量上遵循伪一级动力学，在 AB 的用量上则呈现伪零级动力学。对 Cu₃P@CuO NS 所展现出的卓越性能，可归因于其纳米片结构暴露出的丰富的活性位点。鉴于催化剂的成本极低，Cu₃P@CuO 纳米片催化剂有望取代贵金属催化剂，成为从AB中析氢的理想催化材料。

为了实现赤泥的资源化高效利用和开发，本研究以赤泥为原料、淀粉为碳源，利用溶胶-凝胶技术与碳热还原工艺制备了Fe_xO_y/TiO₂/C复合微波吸收材料，通过调控焙烧温度和原料配比，显著优化了Fe_xO_y/TiO₂/C复合材料的最低反射损耗值（RL_min）及有效吸收带宽（EAB）。实验结果表明，RmCT-5.4-700具有最佳的微波吸收性能，当涂层厚度为2.0 mm时，RL_min达到−30.2 dB，对应的EAB达到5.3 GHz；Fe_xO_y/TiO₂/C复合材料优异的吸波性能源于多种损耗机制的协同作用。碳热还原过程中碳消耗产生的缺陷会提供偶极位点，进而引发偶极极化现象，有效损耗电磁波能量，从而提升吸波性能。石墨化碳与Fe₃O₄、Fe颗粒共同构建起导电网络，电子在网络上迁移跳跃，由此产生导电损耗。此外，Fe₃O₄、Fe与TiO₂颗粒均匀分布于赤泥基体上，形成众多的异质界面，从而引发界面极化。Fe₃O₄和Fe颗粒所具备的磁损耗特性有效改善了材料的阻抗匹配特性，促使更多电磁能量进入复合材料内部并被高效吸收。本工作研究思路不仅为赤泥的资源化利用开辟了新途径，而且助推固体废弃物的高值化利用。

本工作以堇青石为基体制备了Ni含量为15%的Ni/Al₂O₃整体式催化剂，并用10% NaOH对催化剂进行改性，基于碱改性15Ni/Al₂O₃整体式催化剂进行了生物质气化模拟气甲烷化性能研究。采用BET、TEM、H₂-TPR、XRD、CO₂-TPD和TG等手段表征了改性前后催化剂的结构和性能。结果表明，对于CO转化率，未改性和改性2 h的Ni/Al₂O₃催化剂的CO转化率随温度的变化趋势基本一致，改性2 h的15%Ni/Al₂O₃催化剂明显优于改性1 h；对于CH₄选择性，碱改性Ni/Al₂O₃整体式催化剂的CH₄选择性优于未改性Ni/Al₂O₃催化剂。当H₂与CO的体积比为3∶1、空速为10000 mL/(g·h)、温度为400 °C时，碱改性2 h的15%Ni/Al₂O₃催化剂的甲烷化性能达到最佳，CO转化率为97%，CH₄选择性为100%。

CO₂捕集与利用（CCU）技术作为应对全球气候变暖、推进碳减排及实现资源循环利用的关键技术，其核心材料的开发与性能优化备受关注。炭材料凭借可调孔隙结构、丰富表面活性位点、高比表面积及化学稳定性等独特物理化学性质，在CO₂捕集与利用领域展现出显著的应用潜力。本工作对活性炭、多孔碳、石墨烯以及碳纳米管等典型炭材料在碳捕集过程中的吸附行为特征及性能差异展开系统梳理；针对CO₂利用，对碳基材料在甲烷化、逆水煤气变换、甲烷干重整及醇类物质合成等典型CCU反应中的催化应用研究进展进行重点归纳；对炭材料在CO₂吸附容量、催化活性及稳定性等方面的优势与局限进行总结，并对其在集成CO₂捕集与利用一体化技术中的应用前景进行展望。对基于结构调控与表面改性碳质材料的关键策略进行提炼，以期为炭材料在今后CCU领域的研究和规模化应用提供理论参考。

气化炉渣口砖寿命是影响气化炉长周期稳定运行的关键。通过对四台工业水煤浆气化炉损毁的渣口砖和其对应的气化煤特性进行分析，研究了气化炉渣口砖的损毁机理。对四种气化煤样品的炉渣特性，包括结晶和黏温的研究表明，低黏度炉渣会对耐火砖造成更严重的损坏。基于炉渣结晶的风险考虑，建议当T_ICT（初始结晶温度）高于T₂₅时，应将T_ICT− T_2.5设定为安全排渣的温度范围。而对所有侵蚀耐火砖的内部形态分析均发现了裂缝，采用SEM-EDS和XRD对损毁渣口砖剖面裂缝形态分析结果表明，渣口砖内部裂缝出现的原因主要是熔渣的渗透并与耐火材料反应生成新物质，由于该新物质与耐火材料热膨胀的差异导致裂缝的产生。通过对渣-骨料界面和渣-基质界面的分析结果表明，耐火材料中铬含量的减少是耐火砖被损毁的初始特征。基于此提出一种耐火砖损毁机理，即由于Cr₂O₃含量降低，高铬耐火材料的基质和骨料首先会遭到破坏，熔渣会渗透到耐火砖内部与耐火材料反应形成新的物质。由于新物质与耐火砖之间的热膨胀差异从而导致耐火砖内部开裂损毁。因此，理解和如何阻止耐火砖中铬含量的减少是延长耐火砖寿命的关键手段。

本研究以三聚氰胺和三聚氰酸为前驱体，通过水热法在氢键驱动下自组装形成超分子晶体，再经高温热聚合构筑具有独特“毛刷状”形貌的三维氮化炭材料。研究发现，此种刷状三维结构能够暴露更多活性位点，显著促进电子传输，并有效抑制光生电子-空穴对的复合。机理研究表明，光催化过程中起主导作用的活性物种为超氧自由基（${\mathrm{O}}_2^{- \bullet} $）与羟基自由基（$^{ \bullet} {\mathrm{OH}} $）。此外，刷状结构表面富含氮空位，进一步增强了催化剂对可见光的吸收能力。在以罗丹明B为模型污染物的光催化降解实验中，刷状氮化碳（CNS-650）在660 nm红光照射下的降解速率达到传统块状氮化碳的7.4倍。本研究为开发高效非金属三维光催化剂提供了新思路。

生物质灰分中的内源性碱和碱土金属（AAEMs）及其热解温度对热解多联产产物特性具有显著的影响。本工作选取碱金属（钾）和碱土金属（钙）作为AAEMs的代表性金属，通过浸渍法向玉米秸秆中添加不同质量比（2%、5%、7%）的钾离子（K⁺）和钙离子（Ca²⁺），并在400、500、600 ℃下进行固定床热解实验，研究了热解气、液、固三相产物的产率与组成。结果表明，随着金属离子质量比的提高，生物炭产率显著上升，其中，钙离子在7%质量比时炭产率达到24.96%，而生物油产率普遍下降。Ca²⁺凭借其强 Lewis 酸性显著促进H₂生成，在7%质量比时H₂在气体中占比达32.49%，并推动呋喃类化合物富集至65.88%；K⁺在低质量比时有利于酚类物质形成，高质量比则促进酮类化合物生成并加剧生物油裂解。随着热解温度从400 ℃升高至600 ℃，生物炭产率下降，气体产率持续增加。高温促进挥发分的二次裂解和重整反应，显著提高H₂和CH₄产量，同时抑制含氧组分生成。600 ℃时，钾离子催化使酸类物质含量上升至39.41%，而钙离子催化下呋喃类物质含量提高至65.89%。本研究通过调控金属离子质量比与热解温度，实现了对生物油高值组分与高能气体的定向调控，为生物质热解产物的优化利用提供了理论依据。

CO₂加氢制低碳烯烃过程的开发和应用不仅可以减缓因温室气体大量排放而带来的环境问题，同时也开辟了制备重要化学品的新路线。由于CO₂分子高度稳定，实现其高效且定向活化和转化极具挑战。本工作综述了当前CO₂加氢制低碳烯烃的研究进展，重点分析了费托合成（CO₂-FTO）路线和甲醇中间体（CO₂-MTO）路线的优缺点。介绍了影响CO₂活化和低碳烯烃生成的关键因素，包括助剂种类、载体结构以及表面缺陷位点浓度等。同时，研究了分子筛孔道结构和酸性对甲醇转化制烯烃的影响机制。

本研究旨在探究微藻颗粒在熔融氢氧盐（80% NaOH-20% Na₂CO₃）体系中的热化学转化行为对氢气生成的影响。通过对比有无熔融盐条件下的微藻颗粒温度演变、气体释放特性及结构演化规律，并结合焦炭碱化反应实验，分析了熔融盐对微藻颗粒反应路径及制氢行为的调控机制。结果表明，熔融盐显著提升了颗粒内部传热效率，中心升温速率达177 ℃/s，有效缓解了颗粒传热滞后。同时，熔融盐通过渗透、侵蚀与催化作用促进了颗粒孔隙发育，颗粒反应10 s后的孔隙率增幅达53.2%–104.3%；并显著提升了转化效率，反应主导路径在反应70 s后即转为焦炭碱化反应。在高于600 ℃提高升温速率时，焦炭碱化反应的氢气产率提升更为显著，主要归因于熔融盐的催化作用与快速升温过程对挥发分重整的协同促进效应。本研究为深入理解熔融氢氧盐体系生物质高效制氢的机制提供了理论依据。

本研究开展了Co改性Ce/TiO₂催化剂的制备优化与性能研究，重点考察了制备方法及Co负载量对催化剂低温脱硝活性的调控作用。通过条件筛选确定最优制备参数后，采用BET、XRD、XPS、H₂-TPR及原位DRIFTS等多表征技术，对催化剂的物理化学特性与反应机理展开深入解析。结果表明，相较于浸渍法与共沉淀法，以溶胶-凝胶法制备且Co/Ti质量比为0.025的Ce-Co_0.025/TiO₂-SG催化剂表现出更优的脱硝活性—在225−350 ℃下NO转化率稳定维持在95%以上，且具有较高的N₂选择性。表征分析表明，该催化剂表面丰富的氧空位、较高的Ce³⁺物种占比及较为突出的酸性位点，共同促进了其低温脱硝性能的提升。本工作为开发高效低温脱硝催化剂提供参考价值。

热解是实现低阶煤分级转化的重要途径，但挥发分中富含含氧化合物和重质组分，直接利用效率低。选择合适的催化剂对挥发分大分子进行催化重整则可以实现产物焦油轻质化，简化焦油加工流程。本研究提出一种金属氧化物/分子筛串联催化体系，通过双催化剂的协同催化作用，将褐煤热解挥发分高效地定向转化为轻质芳烃（苯、甲苯、乙苯、二甲苯、萘、甲基萘等）；同时通过预裂解作用，有效脱除含氧组分，从而减少分子筛上积炭沉积，延长催化剂寿命。研究表明，具有较强碱性的金属氧化物MgO对于挥发分的裂解和脱氧有明显的促进作用；相较于单独ZSM-5催化，上层添加MgO后，维持原本液体产物占比的同时大幅提高了轻质芳烃的产率，总轻质芳烃产率提高约20%，达到21.5 mg/g；金属氧化物的添加能够有效减少分子筛上的积炭沉积，延长催化剂寿命。

全球能源格局正经历深刻变革，风能，尤其是风力发电，因其清洁、可再生的特性日益受到重视。然而，随着风电装机容量的持续扩大，废弃风机叶片（WWTB）的处理已成为一项重大挑战。这些叶片主要由环氧树脂（EP）聚合物、碳纤维（CFs）和玻璃纤维（GFs）组成。不当处置不仅会加剧环境问题，还会导致宝贵资源的流失，特别是碳基材料。热解技术作为一种多功能且环保可持续的资源回收方法，在WWTB处理方面受到了广泛关注。本工作综述了WWTB的热解回收技术，重点探讨了热解技术的原理与分类、影响热解过程的关键因素，以及热解方法、设备、产物及其应用。通过对当前WWTB热解回收研究的深入分析，本综述指出了该领域尚未解决的关键问题，并对新兴研究趋势进行了前瞻性展望。

电催化CO₂还原（CO₂ Reduction Reaction，CO₂RR）被视为降低CO₂排放和生产多种高价值化合物的有效途径。本工作采用一步电沉积法制备了类麦穗状枝晶结构的Cu-Sn合金催化剂用于CO₂选择性电还原为甲酸盐。实验结果表明，与Cu和Sn电极相比，因其独特的类麦穗状结构可为反应过程提供大量的活性位点，Cu-Sn合金催化剂对甲酸盐展现出较高的催化活性和选择性，甲酸盐的法拉第效率最高可达80%，并且在−1.7− −2.0 V的电位窗口下均可以达到70%以上的法拉第效率。结合电化学数据及XPS分析表明，Cu原子和Sn原子共同调节了电还原过程中CO₂*⁻中间体的吸附。该制备方法可为CO₂RR设计双金属催化剂提供新的途径。

石蜡作为页岩油、石油馏分及化工产品的关键组分，其氧化热解行为直接影响了能源转化效率与工艺优化方向。深入理解石蜡氧化热解机理对解决油气开采中的蜡沉积问题、提升裂解工艺产物选择性以及开发新型清洁燃料技术具有关键意义。然而，传统实验手段难以捕捉高温下瞬态自由基反应路径，而分子动力学模拟可填补原子尺度动态机制的认知空白。本数据库基于高精度分子动力学模拟构建，包含三种不同直链烃分布的石蜡模型在2100−2500 K的氧化热解轨迹数据。采用COMPASS力场优化初始结构，利用ReaxFF反应力场模拟热解过程，数据集涵盖加热过程和恒温裂解过程的原子轨迹、物种演化信息及反应网络分析结果，总数据量约141 GB（含15万原子构型帧）。数据采用层级目录存储，支持多尺度热解机理研究，为揭示碳链长度效应与温度敏感性提供原子尺度动态依据。