（1）创新和发展了CO2等气氛下强化传质传热的理论与方法，系统揭示了褐煤的热解反应机理，为我国实施褐煤及其他低品质煤的大规模提质利用提供了科学依据；
（2）研究和发明了新一代多气氛移动导控的内构件热解技术，并获得国家发明专利。
（3）搭建了公斤级的小试装置，实现了多气氛循环导控和利用，为进一步扩大和工业应用奠定了基础。
褐煤热解示意图
内构件热解示意图和专利
多气氛内构件热解反应器实物图
成果二 新型多功能杂原子掺杂改性纳米碳材料制备技术
（1）通过排除过渡金属杂质影响，首次证明磷原子掺杂可有效改善碳材料的氧还原电催化活性，成果发表在国际化学权威期刊Angewandte Chemie International Edition(IF=15.336)上，该论文连续8年评为高被引论文；
（2）通过实验和理论计算，首次揭示磷掺杂纳米碳材料中氢析出和氧析出活性结构，成果发表在国际材料权威期刊Advanced Functional Materials (IF=18.808)上；
（3）首次证明硅、砷掺杂碳纳米材料具有较高的氧还原电催化活性，成果发表在Journal of Materials Chemistry A (IF=12.732)、Journal of Power Sources(IF=9.127)等高水平期刊上；
（4）通过实验和理论计算，首次揭示所开发的氮磷掺杂纳米碳材料有效改善负载过渡金属和贵金属氢氧析出的活性结构，成果发表在Journal of Energy Chemistry (IF=9.676) 等高水平期刊上；
（5）获得杂原子掺杂新型改性石墨烯、泡沫碳和碳纳米管等纳米碳材料的中试制备技术，所制备的改性碳材料在被用作离子电池负极材料时，0.27 C循环300圈后，仍保持400-700 mAh/g比容量。同时被用作二氧化碳气体及水体中有害物质的吸附剂时，也展现出优异的吸附性能，显示出较好的市场开发应用前景。
磷掺杂片层石墨展现出优异的氧还原电催化活性
磷原子掺杂纳米石墨优异的水电解氢氧析出（HER/OER）电催化性能及活性结构
氮磷共掺杂碳纳米管使负载0.94%铂催化剂的氧还原性能与47.6%商业铂碳催化剂相近
利用农作物秸秆制备多元共掺杂石墨烯公斤级中试产品Elemental Mapping及数字照片
杂原子掺杂泡沫碳公斤级中试产品三维扫描及数字照片
成果三 用于甲醇氧化羰基化反应的多种Cu基催化剂制备工艺
（1）研究了溶液离子交换法用于无氯Cu+/Y分子筛催化剂的制备技术，通过提高溶液pH值以及调节活化温度等方法提高催化剂的催化活性，并且发现催化剂中约75%的 Cu+落位在 Y 型分子筛的超笼中。
（2）通过严格控制实验条件，热处理Cu2(NO3)(OH)3/AC前驱体的方法获得分别以CuO, Cu2O和Cu为主的催化剂，发现催化活性顺序为: CuO/AC <Cu2O/AC<Cu/AC，并进行首次报道。
（3）通过纳米浇铸法合成了有序介孔炭CMK-3，浸渍法制备了Cu/CMK-3催化剂。与Cu/AC相比，Cu/CMK-3用于气相甲醇氧化羰基化反应催化活性更高和稳定性更好，CMK-3的有序介孔结构以及大比表面积和孔容有利于Cu粒子的分散。
Cu/C催化剂催化甲醇氧化羰基化反应
Cu/CMK-3催化剂的HRTEM图
成果四 ZnIn2S4析氢材料的制备工艺和改性方法
（1）创新和发展了ZnIn2S4光解水析氢材料的合成方法，系统探讨了ZnIn2S4材料在不同溶剂中的化学稳定性问题，解决了ZnIn2S4纳米片易团聚的问题，获得了结构稳定及均匀分散的ZnIn2S4纳米片，为ZnIn2S4材料光解水析氢应用提供了科学依据；
（2）提出了ZnIn2S4光解水析氢材料的异质结改性方法，开发了一系列ZnIn2S4异质结的制备工艺和材料体系，探讨了ZnIn2S4异质结光电子动力学的评价方法，获得了一系列性能优异的ZnIn2S4基光解水析氢材料。
利用ZnIn2S4在醇溶剂中不稳定性原理构建的Z型In2S3/BiOBr异质结催化机理图
NiS/ZnIn2S4异质结扩散反射光谱曲线
成果五 新型太阳能电池及发光材料的理论研究
通过化学配位修饰和构效关系的研究，揭示了电子结构-光能性能的关系，进而为获得高性能材料提供理论依据。
成果六 新型Nb3O7F光电子材料的湿化学法制备工艺和改性方法
（1）首次采用湿化学法成功合成了Nb3O7F纳米材料，拓宽了铌基光电子材料家族的范围，创新和发展了Nb3O7F材料的光电子应用，为Nb3O7F材料光电子应用提供了科学依据；
（2）提出了Nb3O7F光电子材料的异质结改性方法，开发了一系列Nb3O7F异质结的制备工艺和材料体系，探讨了Nb3O7F异质结的光电子特性评价方法，获得了一系列性能优异的Nb3O7F基光电子材料；
（3）开发了Nb3O7F光电子材料的离子掺杂改性方法，获得了一系列离子掺杂Nb3O7F纳米材料。
Nb3O7F纳米材料FESEM图
Nb3O7F异质结光催化析氢机理示意图
Eu3+离子掺杂Nb3O7F纳米材料过程示意图
成果七 半导体片材检测工具
（1）开发了半导体片材表面缺陷检测装置，设备集成了半导体片材表面凸起、针刺、翘曲度、硬质点等缺陷检测功能，及自动检测、计数、分析、图像处理和报警功能，有效提高半导体片材的检测效率，极大地降低了设备成本，为半导体工艺改善提供了技术支持；
（2）开发了半导体片材连续厚度检测装置，系统集成了连续取点、检测、计数和分析功能，有效提高了研发部对半导体片材厚度的检测和复测能力，极大地降低了运行成本。
半导体片材表面质量检测装置工作示意图
半导体片材的连续取点厚度检测装置示意图
成果八 聚焦燃料和燃烧化学、能源材料、功能材料等领域的应用基础研究，发展了融合人工智能与大数据技术的多尺度理论模拟方法
（1）创新和发展了新型替代燃料燃烧特性的综合性能预测理论模型并应用于煤基喷气燃料燃烧特性的研究，为我国煤直接液化喷气燃料的适航审定提供了科学支撑；
（2）发展了典型热电材料、拓扑绝缘材料等功能材料性能预测的机器学习方法，为材料设计、合成和性能研究提供了科学有效的指导；
（3）建立了高性能含能材料的机器学习设计和性能预测模型，构建了含能材料详细燃爆化学动力学核心机理，为含能材料的科学设计和性能预测提供了理论支撑。
燃料层流火焰速度预测的机器学习方法
热点功能材料设计和性能预测的机器学习模型
