甘油作为生物柴油生产过程中的副产物，价格低廉且储量丰富，将其转化为高附加值精细化学品是缓解当前资源、环境等问题的有效途径之一。电催化甘油氧化反应（GEOR）因无需氧化剂且阴极产生清洁能源H₂等优点而极具应用前景；但贵金属催化剂的高成本和稀缺性限制其商业化应用。因此，亟需开发高效非贵金属催化剂以替代贵金属催化剂。在简单介绍甘油氧化机理的基础上，对近年来过渡金属基GEOR催化剂的研究进展进行综述，并重点梳理了不同催化剂设计策略对甘油氧化性能的提升作用，包括掺杂工程、合金策略、异质结构筑、复合工程和晶相调节等。最后，对过渡金属基催化剂在GEOR中所面临的挑战进行展望。

石墨毡（GF）作为传统电极材料，虽然具有独特三维多孔结构和良好的导电性，但存在表面润湿性差、电化学活性不够等固有缺陷。为此，研究者聚焦于利用物理、化学、电化学等多种方法通过引入特定的官能团或纳米结构活化石墨毡基底，从而制备出具有优异性能的复合电极材料，在高效储能领域展现出广阔的应用前景。在介绍石墨毡特性及储能机制基础上，重点综述了石墨毡表面沉积过渡金属化合物、导电聚合物与碳质材料的改性优势，以及采取杂原子（O、S、N等）掺杂，调变GF表面润湿性、电导率和电催化活性，从而突出GF复合材料在可穿戴设备及轻量化储能装置中的应用前景。同时，也指出GF复合材料在制备工艺精确调控中面临的挑战。未来随着材料科学、表面处理技术和电化学理论的不断发展，GF表面改性有望催生更多创新技术，为超级电容器的商业化应用提供理论支撑。

冷析结晶是生产结晶硫酸镁的常用方法之一，但得到的硫酸镁晶体往往形貌不规则且表面粗糙，限制了硫酸镁晶体在涂层、复合材料等领域的应用。针对原料卤水中常见离子Li⁺、K⁺、Ca²⁺对结晶硫酸镁微观形貌的影响开展研究，以更好地满足后续应用的需要。根据冷析法提取高纯硫酸镁水合物工艺，在MgSO₄-NaCl共饱和溶液的静置结晶中，对介稳态溶液及结晶产物进行表征。结果表明，降温过程中NaCl会附着在结晶表面影响晶体形貌。杂质离子会提高溶剂共享型离子对（Mg²⁺-H₂O-SO₄^2-）的比例，使其更有利于MgSO₄·6H₂O的生长和析出；不改变降温结晶产物组成的同时，杂质离子会促使晶体表面Na含量降低，优化晶体形貌；当K₂SO₄浓度为300 mmol/L时，产品中Na质量分数可从0.57%降低至0.03%，得到规整的结晶产物。推测杂质离子会与Na⁺竞争位于晶体表面的结晶位点，阻止钠盐成核，并采用分子动力学模拟验证了上述推测。因此，溶液中少量杂质离子的存在有助于获得表面光滑、性质稳定的硫酸镁晶体。

以空气作为氧化剂制备电池级磷酸铁，采用传统机械搅拌反应器及鼓泡反应器时存在产品粒径大、效率低的问题。利用射流强化空气氧化法制备电池级磷酸铁，采用自主研发的射流氧化反应器为实验装置，以空气作为氧化剂，对磷酸二氢亚铁溶液氧化沉淀进行实验研究。研究发现，射流强化空气氧化法能够较好地制备出电池级磷酸铁。此外，通过正交试验探究了磷酸铁制备过程中反应温度、反应时间、反应物流速、空气流速及pH对产品粒径和产率的影响。通过X射线衍射、激光粒度分析仪及扫描电镜对合成的产物进行了表征分析。结果表明：最佳工艺条件为反应温度为90 ℃、反应时间为100 min、磷酸二氢亚铁溶液流速为10 L/min、空气流速为3.5 L/min、pH为2.0；最佳工艺条件下制备的磷酸铁为类球形颗粒、结晶度高、粒度分布较窄，其D₅₀为5.37 μm、产率为93.28%。

为探讨锡基钙钛矿的高温晶相变化及表面活性位如酸、碱位点之间的关系，采用水热法制备了一系列ASn（OH）₆（A＝Ca、Sr、Ba）前驱体，并在800 ℃空气氛围下焙烧获得纯相的ASnO₃（A＝Ca、Sr、Ba）钙钛矿型复合氧化物。使用XRD、FT-IR、Raman、XPS和TEM等技术对其结构进行表征，结果表明，CaSnO₃和SrSnO₃为正交晶相，BaSnO₃为具有肖特基缺陷的立方晶相，随着温度从室温升高至800 ℃，CaSnO₃和BaSnO₃不发生晶相变化，而SrSnO₃在高温下会由正交晶相（Pnma）向正交晶相（Imma）转变。表面酸碱性位点与A位离子的碱性密切相关，A位离子碱性越强，碱性位点越丰富，酸性位点越少。结果表明：中等强度碱中心量与氧空位浓度相关；氧空位浓度取决于平均金属-氧键键能，平均金属-氧键键能越低，氧空位和中等强度碱中心越丰富。钙钛矿型复合氧化物是优良的氧离子导体，在一些临氧的多相催化反应中均表现出良好的反应性能，阐明其高温相变和表面活性位有助于进一步理解其在该类反应中的构效关系。

通过A端Nd替代Y元素的方法制备了汽车电池负极用La_0.15Y_0.85-x Nd _x Ni_3.2Mn_0.15Al_0.15（x=0~0.6）储氢合金，考察了不同Nd含量替代Y的储氢合金的相结构、微观形貌和电化学性能。结果表明：x=0~0.3时储氢合金主要由Ce₂Ni₇型和LaNi₅型相组成，x≥0.4时，储氢合金主要由Ce₂Ni₇型和PuNi₃型相组成；随着x从0增加至0.6，储氢合金的晶胞参数a和晶胞参数c逐渐增大、c/a逐渐减小。不同含量Nd替代Y后储氢合金电极都可以在2~3次活化后取得最大放电容量（C_max），C_max与储氢合金中Ce₂Ni₇型相丰度具有线性相关性，Ce₂Ni₇型相丰度越大则储氢合金的C_max越大；随着x由0.2增加至0.6，储氢合金的S₁₀₀先增大后减小，添加Nd元素的储氢合金的S₁₀₀都高于未添加Nd元素的储氢合金，且x=0.4时储氢合金具有高S₁₀₀的同时还具有较大放电容量，储氢合金电极的循环稳定性主要由其在碱液中的耐腐蚀性决定。相同放电电流密度下，x=0.4时储氢合金的高倍率放电性能最大；x=0和0.1时储氢合金电极的高倍率放电性能主要由氢扩散系数D₀决定，x=0.2~0.6时储氢合金电极的高倍率放电性能主要由交换电流密度I₀和氢扩散系数D₀决定。

为了研究锂离子电池组在高温环境下热失控的特性，基于能量守恒及副反应生热方程，建立了锂离子电池组的三维数值模型，模拟电池组内部的温度分布、热量传递及副反应产热等关键物理过程，分析了环境温度、传热系数、初始温度等参数对锂离子电池组热失控的影响。研究结果表明，随着环境温度升高，电池模组内部因化学反应速率加快而产生更多的热量。当环境温度达到140 ℃，传热系数为10、15、25 W/（m²·K）时，这些反应释放的热量开始呈量级变大，导致发生热失控；更进一步，当环境温度为170 ℃，且传热系数为5、25 W/（m²·K）时，电池模组分别在16 200、4 600 s左右发生热失控，热失控顶峰温度为375 ℃左右；当环境温度为170 ℃，初始温度为20、100 ℃时，电池模组分别在9 280、3 980 s左右发生热失控，热失控顶峰温度为380 ℃左右，说明在高温环境下初始温度越高和传热系数越大，发生热失控的时间越早，但初始温度及传热系数对热失控顶峰温度影响都不大。

磷酸铁锂浆料的黏度、固含量和稳定性是电池制作工艺中的重要参数，将直接影响涂布后电极极片的质量，最终影响电池的性能和寿命。使用高温固相法制备了一系列由不同碳源包覆的磷酸铁锂材料（LFP/C），并研究了其物理性能、电化学性能及加工性能。XRD结果显示，以3种有机物为碳源制备的LFP/C样品均呈现较高的结晶度，且都没有发现明显杂相；Raman结果表明，以蔗糖为碳源包覆改性的LFP/C-3样品的碳层石墨化程度最高；SEM和TEM结果证明，LFP/C-3样品的一次粒径最小，且颗粒分散性较好，其碳层厚度约为5 nm，且包覆均匀性良好。电化学表征结果显示，LFP/C-3样品在0.1C和1.0C倍率下的放电比容量分别能够达到154.6、130.9 mA·h/g，并且具备优异的倍率性能，在1.0C倍率下循环110次后容量保持率高达98.2%。但以葡萄糖作为碳源包覆改性的LFP/C-1样品具有最优的加工性能表现，在相同固含量条件下，其浆料的出料黏度为10 738 mPa·s，三段式触变测试结果显示，其黏度恢复率为97.86%。研究结果对工业界生产磷酸铁锂时的碳源选用起到了一定的借鉴意义。

中国钡矿资源丰富，但部分专用高纯钡材料仍依赖进口。为增强产品国际竞争力，实现产业供应链安全可控，对高纯氢氧化钡的生产工艺进行研究。主要测定氢氧化钡在不同溶液组成情况下的结晶温度，并通过正交实验设计及响应面曲线法分析探究氯化钡质量分数、保温时间及搅拌转速对氢氧化钡结晶的影响，以获取最优工艺条件，最后通过重结晶制备高纯氢氧化钡。结果表明：氢氧化钡1次结晶的最优工艺条件为氯化钡质量分数为27.32%、保温时间为2.1 h、搅拌转速为306 r/min；实验室制品w（氯）为0.015%，对应生产线产品w（氯）为0.017%，均满足HG/T 2629—2011《化学试剂八水合氢氧化钡（氢氧化钡）》中化学纯的要求。当八水氢氧化钡质量分数为42.85%、保温时间为2.0 h、搅拌转速为306 r/min时，可制得w（氯）为0.000 7%、w（镁）为0.000 6%、w（钙）为0.000 5%、w（铁）为0.000 1%、w（锶）为0.000 9%的高纯氢氧化钡，且产品收率可达91.87%。对高纯氢氧化钡生产工艺进行优化改进，能有效提升技术要求，降本增效，增强产品国际竞争力，满足电子新材料产业链升级发展的需要。

热力学分析是研究化学反应的重要手段，通过对FeS₂-FeSO₄反应体系进行热力学分析可预测反应体系中可能发生的化学反应及反应条件对化学平衡组成的影响。为了揭示出FeS₂还原FeSO₄制备纳米氧化铁反应体系的反应机理及工艺参数对平衡组成的影响，用HSC Chemistry软件对FeS₂-FeSO₄反应体系进行热力学分析，然后通过实验进行验证。根据不同温度下反应过程的∆_rG^⊖及化学平衡组成，推断出FeS₂-FeSO₄反应体系在450 ℃时主要按R1~R2反应生成α-Fe₂O₃和Fe₃O₄，生成的Fe₃O₄与FeSO₄按R12反应生成α-Fe₂O₃，但此温度下R1~R2反应不完全。热力学分析表明：R1~R2均为吸热反应，相同温度下R1反应的∆_rG^⊖ 恒小于R2反应的∆_rG^⊖，且R1平衡常数大于R2平衡常数，升高温度更有利于R1反应的进行，当温度升高至500 ℃时，此时R1~R2反应可进行较为完全。此外，通过控制n（FeSO₄）/n（FeS₂）（13∶1）大于反应R1理论配比促使生成的Fe₃O₄与FeSO₄能充分反应生成α-Fe₂O₃。基于分析结果，控制反应温度为500 ℃、反应时间为60 min，采用固相还原法成功合成纳米α-Fe₂O₃颗粒，其平均粒径为62 nm。由此可见，FeS₂-FeSO₄反应体系的热力学分析为α-Fe₂O₃纳米颗粒制备提供理论依据。

以生物质废弃物木屑为原料，采用磷酸法、磷酸-硫酸协同活化法制备用于超级电容器电极材料的碳材料。通过BET、FT-IR、XPS、XRD和Raman等手段对生物炭的微观结构、化学组成及石墨化程度进行表征分析。结果表明：最佳制备工艺条件为磷酸木屑质量比（浸渍比）为2.0∶1、升温速率为10 ℃/min、活化温度为550 ℃、活化时间为60 min时，磷酸法木屑基碳材料的比表面积为1 717 m²/g、总孔容为1.00 cm³/g、微孔孔容为0.83 m³/g、中孔孔容为0.17 m³/g；磷酸-硫酸协同活化法木屑基碳材料（MSC-4-98）的比表面积为1 951 m²/g、总孔容为1.66 cm³/g、微孔孔容为0.60 m³/g、中孔孔容为1.06 m³/g；XPS等测试结果表明碳材料具有较高的石墨化程度。电化学性能测试结果表明，MSC-4-98在电流密度为0.5 A/g时比电容为250.38 F/g，当电流密度进一步增加到2.0 A/g时比电容依旧达到204.56 F/g，仍保持为最高比电容的81.7%，具有较高的比电容和较好的电容保持率。磷酸法制备的木屑碳材料，尽管具有高比表面积、高微孔率，但中孔不发达不满足电极材料要求；磷酸-硫酸协同制备的木屑基碳材料，具有高比表面积且中微双孔孔容均衡，电化学性能较为优异，在超级电容器应用中有巨大潜力。

为提高磷石膏的资源化利用率，通过在半水磷石膏（HPG）中添加生石灰和三聚氰胺减水剂（SM）来制备改性半水磷石膏墙体材料（MPGWM）。采用控制变量法研究水灰比和减水剂掺量对MPGWM力学性能的影响，结合多元回归模型分析双因素耦合作用下MPGWM的力学性能变化规律，获得高掺量改性半水磷石膏墙体材料的最优配比。研究结果表明：高掺量MPGWM试件立方体抗压强度试验的主要破坏特征为劈裂破坏和锥形破坏，立方体劈裂抗拉试验的破坏形态为典型劈裂破坏；试件的表观密度主要来源于HPG和生石灰；水灰比对MPGWM试件的表观密度及力学性能影响较大，减水剂掺量的影响次之；当SM掺量为1.0%、水灰比（质量比）为0.29时，试件的立方体抗压强度可达27.87 MPa；当SM掺量为1.0%、水灰比为0.32时，试件的劈裂抗拉强度可达1.92 MPa。通过回归分析，预测MPGWM的最优配比为HPG质量分数为97%、生石灰质量分数为3%、水灰比为0.27、减水剂掺量为HPG和生石灰混合物总质量的1.2%。研究成果可为磷石膏的资源化利用提供参考，促进磷化工企业可持续发展。

为探究煅烧前后煤矸石粉对改性硫氧镁水泥性能的影响，首先在不同温度（0、600、800 ℃）下煅烧得到煤矸石粉，然后将其作为骨料分别掺入制备改性硫氧镁水泥，并利用X射线衍射、扫描电镜及压汞仪对水泥的物相组成、微观形貌及孔隙率进行测试，分析其对改性硫氧镁水泥力学性能、耐水耐酸性能、微观形貌和孔结构的影响。实验结果表明，掺入800 ℃煅烧后的煤矸石粉能够提升改性硫氧镁水泥的抗压强度，当掺量为15%时，水泥28 d抗压强度最高，是基准试件的130%，同时可提高水泥的耐水耐酸性能。掺入煤矸石粉可以改善改性硫氧镁水泥的微观结构，促进5·1·7相的生长，使得形貌更加致密。20%EG/MOS浸水浸酸后，大于100 nm孔径占比降低，小于10 nm孔径占比增加，表明掺入20%经800 ℃煅烧后的煤矸石粉可以抵御水和酸性液体的渗透和溶解，强化了水泥的耐水性和稳定性。

为降低废盐炭化除COD处理的能耗，采用金属催化有机物热分解技术，研究了Cu²⁺催化废盐炭化除COD工艺，考察了Cu²⁺用量、反应温度和反应时间对废盐炭化过程除COD的影响，并采用响应曲面法进行了建模优化与验证。结果表明：Cu²⁺催化废盐炭化除COD效果明显，可在较低温度下得到较高的COD去除率，未加催化剂炭化时，550 ℃炭化的废盐COD去除率为90.45%，添加催化剂后，350 ℃炭化的废盐COD去除率可达92.20%，降温效果显著；影响COD去除率的显著性因素从高到低依次为Cu²⁺用量、反应温度和反应时间；响应曲面法优化废盐炭化建立的数学模型，其拟合值与实验验证结果的吻合度高，优化后最佳工艺参数为Cu²⁺用量为0.4%、反应温度为450 ℃、反应时间为0.7 h，此时COD去除率预测值为98.53%，通过3次实验验证，实际COD去除率均值为98.55%，与模型相差0.02%，说明优化条件的准确性与可靠性高。

磷石膏中硅、有机质等杂质的存在严重制约了磷石膏的增值化利用。基于此，以湖北某磷化工企业副产磷石膏为研究对象，通过同步反浮选结合预先筛分工艺，以十八烷基三甲基氯化铵（1831）为脱硅剂，对磷石膏中石英、有机质等杂质的脱除展开了研究，并通过XRD、Zeta电位、接触角和XPS分析探究了1831的作用机制。结果表明，预先筛分与同步反浮选相结合的工艺能有效提升磷石膏精矿的质量，在178 μm筛分、脱色剂TC-3用量为600 g/t、1831用量为100 g/t、转速为1 800 r/min的最佳工艺条件下，可获得CaSO₄·2H₂O质量分数为94.543%、白度为58.07%的磷石膏精矿。机理分析表明，1831通过氢键作用在石英表面形成选择性吸附，继而显著增强了石英的疏水性和可浮性。

为了解决抗生素废水污染和室内装修低浓度甲醛污染，采用简易的混合高温煅烧法制备了活性炭负载g-C₃N₄/TiO₂（g-C₃N₄/TiO₂/AC）复合光催化剂。通过XRD、XPS、TEM、UV-vis DRS和PL等技术对复合光催化剂的物相晶型、元素组成、微观形貌、光谱响应范围和光生载流子重组等进行了表征。S-scheme异质结弯曲能带和内电场实现了光生载流子的高效分离，拓宽了光谱吸收范围，有效保留了高活性的·O₂^-、h⁺和·OH等活性基团，表现出优异的磺胺甲基噻唑（STZ）降解活性和稳定性，g-C₃N₄/TiO₂/AC投加量为1.0 mg和STZ初始质量浓度为100 mg/L条件下，可见光照射30 min时STZ降解率为98.8%，明显优于g-C₃N₄、TiO₂和TiO₂/AC。g-C₃N₄/TiO₂/AC掺杂到环氧树脂涂料中合成了光催化涂料，通过空气喷枪均匀喷涂到混凝土表面得到光催化混凝土，光催化混凝土表现出良好的甲醛降解活性和稳定性，g-C₃N₄/TiO₂/AC负载量为3%、甲醛初始质量浓度为1 000 mg/L、可见光照射180 min时，甲醛降解率达到了96.3%，有效实现了室内装修低浓度甲醛气体的高效降解。

为了实现建筑室内甲醛的高效降解，以AgNO₃、C₃N₅和十六烷基三甲基溴化铵为前驱体制备了AgBr/C₃N₅复合材料，采用X射线粉末衍射（XRD）、傅里叶红外光谱（FT-IR）、紫外可见漫反射光谱（DRS）、稳态荧光光谱（PL）、透射电镜（TEM）、瞬态光电流谱（TPC）和交流阻抗谱（EIS）等系列技术进行了详细的表征。以偏高岭土和磷酸改性水玻璃作为主要成膜物质、六偏磷酸钠作为分散剂、磷酸三丁酯作为消泡剂、十二烷基磺酸钠作为表面活性剂、羧甲基纤维素作为乳化剂、制备的AgBr/C₃N₅复合材料作为功能组分，通过机械混合法制备了AgBr/C₃N₅无机光催化涂料。通过喷涂的方式将AgBr/C₃N₅无机光催化涂料负载于混凝土表面，研究其对建筑室内HCHO气体的降解活性和稳定性。结果表明，AgBr/C₃N₅复合材料广泛的光谱响应范围、高效的光电子-空穴分离、高的比表面积和低的电荷传质阻力实现了高效稳定的光催化。质量分数为5%的AgBr/C₃N₅无机光催化涂料喷涂到混凝土表面，可见光照射7 d，HCHO的降解率达到了91.50%，表现出优异的HCHO降解活性；循环使用10次后HCHO的降解率仍高于90%，表现出良好的耐久性。