随着人口增长和工业化的快速发展，大量有毒有害物质未经处理直接排放，对水环境造成了严重污染。吸附法因其操作简便、效率高而被广泛应用于水处理领域，因此开发高效且廉价的吸附剂成为当前研究的重点。氧化镁纤维不仅具有氧化镁耐高温、无毒和环境友好的特性，还兼具纤维材料的高比表面积和良好的自支撑性能，是一种极具潜力的吸附材料。通过将氧化镁与其他材料复合得到的氧化镁基复合纤维，能够进一步丰富纤维的活性位点，改善氧化镁纤维力学性能。系统介绍了氧化镁纤维及其复合纤维的常见制备方法，即离心纺丝法、静电纺丝方法、模板法等；综述了近年来国内外氧化镁纤维及氧化镁基复合纤维的发展现状，重点介绍其在吸附领域的研究进展和应用方向；最后指出发展氧化镁纤维及其复合纤维需要解决的问题和面临的挑战，并对此进行展望。

复合生态板是一种新型环保材料，广泛应用于整体橱柜、室内装修、室内地板等领域。为了制备综合性能更优、环保价值更高的新型板材，以硫氧镁生态板为研究对象，通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、表观密度测试、抗压强度测试等表征手段，探究了农林业废弃物的种类及其掺量对生态板结构和性能的影响。研究结果表明：小麦秸秆、砂光粉、木屑的掺入对硫氧镁生态板的物相结构均无显著影响，各样品的主结晶相均为MgO、MgCO₃、Mg（OH）₂、5Mg（OH）₂·MgSO₄·7H₂O，且峰强差异不明显；与砂光粉和小麦秸秆相比，掺入木屑的硫氧镁试块性能最佳，当木屑掺量（木屑与氧化镁的质量比，下同）为0.3时，硫氧镁生态板养护28 d后具有最大的表观密度（1 100 kg/m³）和较高的抗压强度（16.6 MPa）；小麦秸秆的掺入能有效降低生态板的表观密度；当其掺量为0.8时，表观密度降至402 kg/m³，且28 d抗压强度仍保持在3.7 MPa。这一结论为轻质硫氧镁生态板材料的研究提供了依据，对环保化菱镁建材的开发具有启示意义。

中国是世界上最大的金属镁生产国和出口国，但较低的镁还原率导致炼镁能耗高、生产效率低、废镁渣多且氧化镁含量高，严重制约了中国金属镁产业的绿色、健康发展。为提高炼镁还原率，对炼镁原料煅白进行了改性处理。首先，将白云石煅烧得到的煅白通过水化-再煅烧工艺制备水化改性煅白。随后，分别以煅白和水化改性煅白为原料，与硅铁、萤石混合并压制成还原球团，在高温、真空条件下进行炼镁实验。通过热重分析（TG）、X射线衍射（XRD）、比表面积分析（BET）、粒度分析仪及扫描电镜-能谱分析（SEM-EDS）对水化改性前后煅白及炼镁实验还原渣的物相性质、结构、组分和形貌进行了系统表征。实验结果表明，水化改性后的煅白粒度显著减小，颗粒尺寸从60 μm降至1 μm，其微观形貌呈现疏松多孔结构，孔隙发达且孔径增大，比表面积从8.41 m²/g增加至23.23 m²/g。煅白经改性处理后，炼镁实验的镁还原率显著提高，在还原时间为1.0 h的条件下，以煅白为原料的炼镁实验镁还原率为82%，而以水化改性煅白为原料的炼镁实验镁还原率提升至94%。这表明水化改性处理有效改善了煅白的物理化学性质，从而显著提升了炼镁效率。

盐湖镁资源的主要加工途径之一是通过氯化镁矿化制备碳酸镁产品，而以硫酸镁为镁源时的矿化工艺经验尚少，且存在形貌和粒度难调控的问题。针对上述问题，采用以MgSO₄·7H₂O为镁源矿化CO₂的方法制备MgCO₃·3H₂O晶体，开展了工艺优化的实验研究。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜等手段对产物进行表征，探究了反应条件与晶体组成及形貌间的关联规律，并分析了CO₂矿化历程。结果表明，当反应温度为50 ℃、MgSO₄初始浓度为0.6 mol/L、NH₃·H₂O浓度为4.0 mol/L时，能够获得结晶良好、表面光滑、形貌规则的MgCO₃·3H₂O晶体。以MgSO₄·7H₂O为镁源时，MgCO₃·3H₂O发生碱式转化的相变温度达到80 ℃，且获取优质MgCO₃·3H₂O晶体所需的MgSO₄初始浓度达0.6 mol/L，工艺条件比MgCl₂·6H₂O为镁源时更为苛刻。以MgSO₄·7H₂O为镁源制备的MgCO₃·3H₂O是直径为1~3 μm的棒状晶体，有别于以MgCl₂·6H₂O为镁源时的晶须和晶棒型产品。以MgSO₄·7H₂O为镁源矿化CO₂的反应历程主要由3个阶段构成，分别是Mg（OH）₂的形成、Mg（OH）₂的溶解和MgCO₃·3H₂O的形成。

硫氧镁水泥（MOSC）作为一种新型环保建材，具有早强、轻质等特点，但其强度低、耐水性差等问题限制了其广泛应用。偏高岭土（MK）是由煤系高岭土（煤矸石）煅烧而成的无定形材料，因其高火山灰活性而被广泛研究。为改善MOSC的强度与耐水性缺陷，同时实现环保节能的目标，探究了在柠檬酸质量分数为1%的改性条件下，MK掺量对MOSC性能的影响，并通过XRD和SEM分析了试样水化后的物相组成及微观结构特征，揭示了MK对MOSC的作用机理。实验结果表明，MOSC的流动度和凝结时间随MK掺量的增加而逐渐降低，而力学性能则呈现先升高后下降的趋势。从力学强度和耐水性能的角度综合考虑，MK的最佳质量分数为10%。在此掺量下，养护28 d的试样表现出最佳的抗压强度（105.77 MPa）和抗折强度（28.62 MPa），软化系数达到0.927。微观结构分析显示，掺加柠檬酸的所有样品中均出现了针棒状的517晶相同时MK的加入促进了517晶相的生长和发展，使其长径比显著增加，体系结构更加致密，从而显著提升了MOSC的力学强度和耐水性能。

为对比水镁石与菱镁矿分解产物的特性差异，首先以水镁石为原料，利用热重分析仪、X射线衍射仪、物理吸附仪等对其煅烧过程中分解率、物相组成、微观结构等性质进行表征，研究了CO₂气氛、煅烧温度、保温时间对其产物活性的影响，并与菱镁矿煅烧产物进行对比。结果表明：随着煅烧温度的增加，水镁石分解率逐渐升高，产物的比表面积逐渐降低，而晶粒尺寸和显色时间呈现先降低后增加的趋势，700 ℃时显色时间最短，活性最佳，晶粒尺寸最小，活性由分解率和微观结构共同决定；相同煅烧温度下（700 ℃），保温时间的延长对分解率及产物的性质几乎没有影响；与氮气中的结果相比，CO₂气氛中水镁石分解温度升高了约65 ℃，产物晶粒尺寸降低，比表面积和活性增加；水镁石煅烧产物活性较菱镁矿的更高，这主要是因为水镁石分解后活性氧化镁含量更高。该研究结果将为水镁石资源的利用提供参考数据。

随着中国工业的快速发展，工业副产石膏（磷石膏、烟气脱硫石膏、钛石膏等）排放量日益增长，工业副产石膏大量堆积会造成严重的环境问题，例如污染地下水、土壤等。工业副产石膏是制备硫酸钙晶须的原料之一，硫酸钙晶须在工业中常被作为填充剂添加到其他材料中起到增强性能的作用，因此充分利用工业副产石膏制备高附加价值的硫酸钙晶须既能保护环境，又能拓展其应用范围，增加经济效益。但受生产工艺及设备的限制，目前在常压下利用工业副产石膏制备硫酸钙晶须尚未实现大规模工业化生产。基于此，对常压下利用工业副产石膏制备硫酸钙晶须的方法进行了系统综述和对比，重点分析了不同类型转晶剂对晶体形貌的调控机理，并探讨了工业副产石膏中杂质对转晶过程的影响。此外，总结了当前硫酸钙晶须制备方法的不足之处，并对未来工艺的发展方向进行了展望。

橄榄石结构的磷酸铁锂（LiFePO₄）作为一种性能优良的正极材料，具有成本低、容量大、环境友好等优点。但由于磷酸铁锂电池的电子电导率、离子扩散速率低等缺陷，制约了磷酸铁锂在动力电池行业的进一步发展。因此，需要有效的策略来改善磷酸铁锂的电池性能。基于此，系统阐述了高温固相法、水热/溶剂热及溶胶-凝胶法合成磷酸铁锂的具体过程及各个方法的优缺点，表明不同方法对LiFePO₄的形貌及粒度影响不同。然后，分析了表面包覆、离子掺杂等改性方法对磷酸铁锂电化学性能的影响，结果表明，两种改性方法均有效改善了离子间电导率及锂离子扩散速率，显著提升其电化学性能。最后，对磷酸铁锂未来的研究方向进行展望，未来仍需深入研究LiFePO₄的包覆掺杂技术，推动LiFePO₄在锂离子电池行业的持续发展，提高其在高性能锂电池等领域的应用价值。

随着中国快堆技术的快速发展，与之匹配的干法后处理技术日益受到关注。其中，氧化物电沉积流程（DDP）因其能够实现铀、钚的共沉积并直接制备混合氧化物（MOX）燃料，成为当前研究最为广泛的干法后处理技术之一。在DDP流程的电解分离过程中，需要精确地控制氯氧分压比，以确保铀元素以铀酰离子状态存在，钚元素以钚离子状态存在，从而实现铀、钚的高效共沉积。为探究铀、钚离子存在形态对氯氧分压比的依赖关系，基于铀钚氯氧二重优势区图，研究了铀酰离子与钚离子共存状态下，最小氯氧分压与温度之间的关系，以及两种气体分压之间的相互影响规律。研究结果表明：随着温度升高，氯气的最小分压增长较为缓慢，而氧气分压则随温度升高呈快速增加趋势；随着氧气浓度的增加，氯气的最小分压起初保持稳定，但当氧气浓度达到一定阈值后，氯气分压开始缓慢上升；此外，随着氯气分压的增加，氧气分压立即呈现上升趋势。该研究结果对氧化物电解沉积过程中氯、氧分压的精确控制具有重要的指导意义。

分子筛催化甲缩醛（DMM）羰基化制甲氧基乙酸甲酯（MMAc）反应是当前最具基础研究价值和工业化前景的C1化学反应之一。分子筛拓扑结构对DMM羰基化反应的活性及选择性影响较大，选择了具有十元环、十二元环孔道及超笼拓扑结构的MFI、MOR及FAU分子筛进行DMM羰基化对比。结果表明，随着分子筛可提供的反应空间逐步增大，DMM羰基化的本征活性及选择性不断提高。羰基化选择性的提高是由于反应空间的增大削弱了双分子DMM的歧化过程，而羰基化活性则受反应过程中酰基生成与酰基转化两步基元反应的共同影响。在排除扩散影响的低转化率动力学条件测试中，FAU表现出比MFI高约9倍的本征活性。通过原位红外直接观察到DMM羰基化过程中MFI与FAU两种分子筛甲氧基乙酰基中间体红外特征吸收峰，该中间体特征峰与歧化酰基甲酰基特征峰相对强度可与羰基化选择性相关联。借助对构效关系的理解及原位红外实验结果，提出了可能的分子筛催化DMM羰基化及歧化反应机理并定性推导出羰基化动力学方程。

为提升钠离子电池正极材料Na₄Fe₃（PO₄）₂P₂O₇/C（NFPP）的导电性及高倍率充放电性能，采用喷雾干燥法制备了Mo-Mn双掺杂及复合碳纳米管（CNTs）改性的NFPP材料。通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、恒电流间歇滴定技术（GITT）及其他物理和电化学测试技术，系统分析了改性NFPP材料的结构与性能。研究结果表明，与单一Mo⁶⁺掺杂样品相比，Mo⁶⁺、Mn²⁺协同双掺杂能够进一步降低电荷传递阻抗，提高钠离子扩散系数，从而显著提升材料的电化学性能。所制备的Na₄Fe_2.87Mo_0.1Mn_0.03（PO₄）₂P₂O₇/C材料在0.1C、5.0C和10.0C倍率下的可逆容量分别达到122.6、100.3、95.6 mA·h/g。进一步复合质量分数为5%的碳纳米管后，材料的电荷传递阻抗降低至313 Ω，钠离子扩散系数提高至4.23×10^-10 cm²/s，从而显著改善了材料的倍率性能和循环性能。改性后的材料在0.1C、5.0C和10.0C倍率下的可逆容量分别提升至123.0、109.5、104.4 mA·h/g，且在10.0C倍率下循环350次后容量保持率高达92.52%。该研究表明，Mo-Mn双掺杂结合碳纳米管复合改性是提升NFPP材料电化学性能的有效策略，为高性能钠离子电池正极材料的开发提供了重要的理论和实验依据。

对于浮式液化天然气生产储卸装置（FLNG）天然气脱CO₂项目，当原料气处理量与CO₂含量均处于较高水平时，采用醇胺工艺存在能耗高、塔器尺寸大、塔器性能受风浪摇晃影响大等问题。针对该问题，提出先采用膜分离工艺对原料气粗脱CO₂，再采用醇胺工艺对原料气精脱CO₂；依托某深水气田开发项目生产数据，采用HYSYS软件建立“膜分离+醇胺法”耦合工艺仿真模型，从设备尺寸、系统能耗、烃类损失等方面与醇胺工艺进行对比分析。结果表明：“膜分离+醇胺法”耦合工艺的塔器（吸收塔与再生塔）尺寸小于醇胺工艺；膜分离工艺将原料气中CO₂物质的量分数从28.8%降至15.0%~20.0%后，再用膜分离工艺将CO₂质量浓度降至98 mg/m³，系统总能耗可降至42%~61%，但烃类损失率从1.2%增至5.0%~8.0%，且新增膜分离设备的膜面积为890~1 481 m³。这说明“膜分离+醇胺法”耦合技术在FLNG天然气脱CO₂领域具有潜力，工艺设计时应综合考虑系统能耗、设备投资、产品收益与废气处理。

磷石膏堆存量巨大且含有大量硫酸盐、磷、氟、重金属等有害物质，若处置不当将会对环境造成严重危害。为解决此问题，利用磷石膏中含有CaSO₄·2H₂O的特点，采用矿渣、Ca（OH）₂、Na₂SO₄等材料协同制备磷石膏复合胶凝材料，并系统研究其力学性能、水化机理、微观结构及浸出毒性特征。研究结果表明：磷石膏复合胶凝材料的抗压强度随Ca（OH）₂掺量的增加呈先减后增趋势，随磷石膏掺量的增加则呈先增后减趋势，最优配合比确定为67%矿渣、30%磷石膏、3% Ca（OH）₂及外掺3% Na₂SO₄，在此配合比下，材料3、7、28 d的抗压强度分别达到4.12、25.21、37.45 MPa；Ca（OH）₂掺量的增加能够加速磷石膏分解释放SO₄^2-与Ca²⁺，同时促进矿渣中硅氧四面体和铝氧四面体的分解，这些成分通过水化反应形成大量钙矾石和C-（A）-S-H凝胶，且相互交织构成致密的网络结构。在浸出毒性方面，磷石膏中F^-、PO₄^3-的质量浓度分别为148.23、298.24 mg/L，而制备的胶凝材料中F^-、PO₄^3-的质量浓度分别下降至2.34~4.32 mg/L和0.05~0.18 mg/L。此外，胶凝材料中的所有污染物指标均满足GB 8978—1996《污水综合排放标准》的要求。

针对电解铝废渣盐酸浸取液中钠、铝元素含量高且难以分离的问题，依据AlCl₃-NaCl-H₂O（-HCl）体系相图，探讨了酸浸液在不同操作条件下的蒸发结晶规律。通过对比分析溶析结晶与等温蒸发结晶两种技术路线，确定了以等温蒸发结晶为主要路径，旨在实现NaCl与AlCl₃·6H₂O的精准分离。相图分析结果显示，盐酸浓度对两种盐的溶解度有显著抑制作用，而温度对两种盐的溶解度影响很小。在溶析结晶过程的相图分析中发现，无论是在AlCl₃-NaCl共饱点还是酸浸液原料点调整溶液盐酸浓度，所获得的AlCl₃·6H₂O产品理论纯度均可达到96.65%。在等温蒸发结晶过程中，所获得的产品纯度与溶析结晶过程相同，这为等温蒸发结晶法的应用提供了理论依据。通过对操作性过程进行综合评估得出，该研究采用等温蒸发结晶法作为优选方案。通过等温蒸发结晶法，从复杂酸浸液中直接获得了纯度为99.54%的NaCl和96.22%的AlCl₃·6H₂O产品，二者的单次收率分别达到94.35%和92.51%。该研究优化了酸浸液钠铝分离的全流程工艺，可借鉴于电解铝废渣资源化利用的工艺设计与过程强化。

碱渣废液是一种具有强烈刺激性和恶臭气味的危险废液，主要由石油炼化行业在油品精制过程中产生。其特点是难降解、毒性强且呈强碱性，同时含有高浓度的硫化物和有机物。为实现碱渣废液的资源化利用或达标排放，必须对其进行硫稳定化处理。基于此，以某石化厂产生的汽柴油碱渣废液为对象进行了系统研究。实验结果表明，该废液呈强碱性，S^2-的质量浓度高达24.22 g/L，同时含有少量SO₄^2-。此外，该废液还含有多种复杂的有机硫化合物，包括甲硫醇、二甲基二硫醚、甲基乙基二硫醚等。系统研究了中温低压湿式氧化技术对S^2-的氧化效果，发现该技术可以实现S^2-的完全氧化，最终产物为SO₄^2-。具体研究结果表明，当湿式氧化温度升至60 ℃时，甲硫醇被氧化为二甲基二硫醚，并伴随剧烈放热。随着温度的进一步升高，以二甲基二硫醚为主的有机硫经深度氧化生成亚砜和砜类化合物，最终以可溶性SO₄^2-的形式存在于废液中。通过中温低压湿式氧化处理，碱渣废液中的S^2-和有机硫得到了完全氧化，硫元素最终以稳定性良好的SO₄^2-形式存在于废液中。该工艺不仅有效去除了废液的刺激性气味，降低了其毒性，还为碱渣废液的资源化回收利用创造了有利条件，具有重要的环境保护意义。

采用原位沉淀法将高温煅烧制得的TiO₂/g-C₃N₄复合物负载到Ag₃PO₄上，制备出三元异质结TiO₂/g-C₃N₄/Ag₃PO₄复合光催化剂，并用于降解罗丹明B（RhB）。通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、紫外-可见漫反射光谱（UV-vis DRS）等测试方法对该异质结的组成、微观结构和理化性质等进行表征与分析。研究结果表明，在TiO₂/g-C₃N₄/Ag₃PO₄复合光催化剂中，粒径约为100 nm的TiO₂纳米颗粒均匀地负载于g-C₃N₄和Ag₃PO₄表面，材料的吸收带边发生红移。以RhB为模拟污染物，在可见光照射下TiO₂/g-C₃N₄/Ag₃PO₄异质结表现出优异的光催化活性。可见光照射7 min后，TiO₂/g-C₃N₄/Ag₃PO₄复合光催化剂对RhB的降解率可达99%，明显优于纯g-C₃N₄、TiO₂、Ag₃PO₄及二元复合物，并且在重复使用5次后其光催化降解率仍保持在92%以上，表明TiO₂/g-C₃N₄/Ag₃PO₄异质结具有较强的光催化活性和稳定性。通过捕获实验探究其光催化机理，三元异质结中具有π共轭结构的g-C₃N₄有助于电荷转移，在可见光照射下，异质结中的光生电子积累在g-C₃N₄导带，光生空穴积累在Ag₃PO₄和TiO₂价带，从而促使e^--h⁺对分离，提高了光生载流子的分离效率，此复合光催化剂的主要反应活性物种为光生空穴（h⁺）和超氧自由基（·O₂^-），而电子（e^-）的作用相对较小。

二氧化碳直接加氢转化为甲醇，既为二氧化碳的固定提供了一种可行的方法，也为氢气的储存提供了一种有效策略。基于此，分别采用水热法和共沉淀法制备了系列ZnO/MO _x （M=Zr，Ti）催化剂，并将其用于催化CO₂加氢制甲醇反应。评价结果显示，采用共沉淀法制备的20%ZnO/ZrO₂-C催化剂表现出最优的催化活性。在反应温度为350 ℃、压力为3.0 MPa、质量空速为24 000 mL/（g·h）的条件下，CO₂转化率达到9.0%，甲醇选择性为58.3%，甲醇的时空收率高达0.321 g/（g·h）。通过X射线粉末衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、H₂程序升温还原（H₂-TPR）、N₂吸附-脱附实验、X光电子能谱（XPS）和CO₂程序升温脱附（CO₂-TPD）等表征手段，发现20%ZnO/ZrO₂-C催化剂以固溶体形式存在，具有均一的介孔结构、较大的比表面积、较低的还原温度和较高的CO₂活化能力。研究进一步表明，ZnO-ZrO₂界面的形成对甲醇的合成具有重要的促进作用。适量的ZnO能够优化ZnO-ZrO₂界面的形成，从而显著提升催化性能。