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UiO-66-NH纳米材料的规模化合成及其在混合基质碳捕集膜中的应用研究

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洁净煤技术 2024年

作者：陈羿戬生梦龙李庆华王志天津大学化工学院天津大学化工学院化学工程研究所天津市膜科学与海水淡化技术重点实验室天津大学化学工程联合国家重点实验室天津化学化工协同创新中心

UiO-66-NH2是一种典型Zr基金属有机框架（Zr-MOFs），在CO2吸附领域具有广阔应用前景，是与聚乙烯基胺（PVAm）结合制备混合基质膜（MMMs）的良好填料。但UiO-66-NH2合成反应的规模化效应明显，难以放大到十克级以上。本研究通过调节水... 详细信息

UiO-66-NH2是一种典型Zr基金属有机框架（Zr-MOFs），在CO2吸附领域具有广阔应用前景，是与聚乙烯基胺（PVAm）结合制备混合基质膜（MMMs）的良好填料。但UiO-66-NH2合成反应的规模化效应明显，难以放大到十克级以上。本研究通过调节水-乙酸的比例，合成了一系列UiO-66-NH2，并通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、比表面积测试与孔隙度分析（BET）对样品进行了表征。通过分析表征结果，提出一种水-乙酸促进Zr-MOFs二级结构（SBU）形成的机理，以此为指导成功实现UiO-66-NH2颗粒的百克级规模化合成。此外，将该材料与聚乙烯基胺（PVAm）结合制备了UiO-66-NH2/PVAm混合基质膜，用模拟烟道气(组成为15 vol% CO2，85 vol% N2)进行了分离性能测试，相较于纯PVAm膜，UiO-66-NH2/PVAm混合基质膜的分离性能得到提高，CO2渗透率达到1937 GPU，CO2/N2分离因子达到85。根据成本估算结果，采用混合基质膜可以有效减少碳捕集的成本，在实际燃煤烟道气碳捕集中具有应用前景。

关键词： UiO-66-NH 规模化制备膜分离 CO 捕集水促进

基于均方根容积卡尔曼滤波的船舶操纵运动响应模型参数辨识

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系统仿真学报 2024年第8期36卷 1790-1799页

作者：李晴昊任俊生华焱大连海事大学航海动态仿真和控制重点实验室辽宁大连116026

为了解决扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)算法在船舶操纵运动模型参数辨识中存在辨识精度低、稳定性差和泛化能力弱的问题,提出了一种基于均方根容积卡尔曼滤波(square root cubature Kalman filter,SRCKF)的辨识算法。在CK... 详细信息

为了解决扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)算法在船舶操纵运动模型参数辨识中存在辨识精度低、稳定性差和泛化能力弱的问题,提出了一种基于均方根容积卡尔曼滤波(square root cubature Kalman filter,SRCKF)的辨识算法。在CKF框架下将方差矩阵的均方根代替原始方差矩阵,使用三角分解对其进行预测和更新以提高辨识的稳定性。将EKF作为对比算法,利用四阶龙格库塔法解算的数值仿真数据,对舵角符合舵机伺服机构变化的船舶二阶非线性响应模型参数进行辨识,并将得到的辨识模型开展泛化能力验证试验。结果表明:SRCKF算法具有比EKF算法更高的辨识精度、稳定性和泛化能力。

关键词：参数辨识 SRCKF(square root cubature Kalman filter) 四阶龙格库塔法舵机伺服机构响应模型

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基于超螺旋滑模及前馈补偿的智能车侧向运动控制

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湖南大学学报（自然科学版） 2024年第2期51卷 151-162页

作者：吴晓建张明华王爱春关龙新江会华彭晨若南昌大学先进制造学院江西南昌330031 江铃汽车股份有限公司江西南昌330001

智能车路径跟踪控制受到车辆参数摄动、场景多变等干扰,影响路径跟踪精确性,甚至引起控制系统不稳定.本文设计了考虑不确定性的二阶超螺旋滑模鲁棒控制算法,证明了控制系统的收敛性,并针对干扰问题设计了前馈补偿控制器以进一步提升控... 详细信息

智能车路径跟踪控制受到车辆参数摄动、场景多变等干扰,影响路径跟踪精确性,甚至引起控制系统不稳定.本文设计了考虑不确定性的二阶超螺旋滑模鲁棒控制算法,证明了控制系统的收敛性,并针对干扰问题设计了前馈补偿控制器以进一步提升控制系统的精确性.通过Carsim-Simulink联合仿真环境下的双移线、正弦路径跟踪控制,以及参数摄动情况下的路径跟踪控制,与传统一阶滑模控制对比,验证了所设计的超螺旋滑模控制器路径跟踪的精确性及鲁棒性.结果表明,面对智能车辆参数不确定、驾驶场景多变等情况,采用超螺旋滑模算法比传统滑模算法具有更好的鲁棒性和跟踪精度,超螺旋算法能有效地减弱传统滑模算法产生的方向盘抖振问题.最后,利用实车平台对进行了低速大曲率场景测试,验证所设计的超螺旋滑模算法控制器具有良好的路径跟踪精度.

关键词：智能车路径跟踪鲁棒性超螺旋滑模算法前馈补偿

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盾构隧道底部注浆抬升模拟试验研究

岩土力学 2024年第S1期45卷 371-381页

作者：黄大维刘家璇谭满生邓翔浩黄永亮翁友华陈升平华东交通大学轨道交通基础设施性能监测与保障国家重点实验室中铁第六勘察设计院集团有限公司江西省交通工程集团有限公司中交一公局集团有限公司江西赣榕地方铁路开发建设有限公司

针对盾构隧道底部注浆时浆液扩散及隧道周围土压力影响不明的问题，开展了注浆单元体试验及盾构隧道底部注浆抬升模拟试验。注浆单元体试验分析表明：注浆过程浆液呈现劈裂扩散后最终发生了跑浆现象，而在发生跑浆后注浆附加土压力基本... 详细信息

针对盾构隧道底部注浆时浆液扩散及隧道周围土压力影响不明的问题，开展了注浆单元体试验及盾构隧道底部注浆抬升模拟试验。注浆单元体试验分析表明：注浆过程浆液呈现劈裂扩散后最终发生了跑浆现象，而在发生跑浆后注浆附加土压力基本不再增加，甚至有所减小。在隧道注浆抬升模型试验注浆过程中，浆液发生了挤密扩散和劈裂扩散等；浆液劈裂扩散的方向具有一定的随机性，随着劈裂扩散浆液在土层中固结，其流动性逐渐降低，最终停止扩散；浆液由挤密扩散转为劈裂扩散后，挤密扩散所形成浆泡的周围土压力显著减小；完成注浆后，因浆液固结收缩，注浆导致的附加土压力将再次减小；模型盾构隧道在底部注浆导致的附加土压力作用下发生了横椭圆变形与纵向挠曲变形，模型盾构隧道与其周围土体形成相互作用的附加荷载。因此在实际施工中，除遵循少量多次的注浆原则外，应提高浆液稠度而避免发生跑浆。

关键词：盾构隧道不均匀沉降注浆抬升浆液扩散隧道变形

悬索桥自适应锚碇基础土压力与变位离心模型试验

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中国公路学报 2024年第8期37卷 125-134页

作者：梁发云华建江铸炜卢永成戴建国同济大学土木工程学院上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司

以上海黄浦江某越江大桥在方案研究中提出的自适应锚碇基础为背景，针对埋置于砂土地基中的自适应锚碇基础开展了离心机模型试验，分析了主缆拉力作用下锚碇的侧土压力分布及变位规律，探讨了偏心填土对锚碇稳定性和变位的影响。研究结... 详细信息

以上海黄浦江某越江大桥在方案研究中提出的自适应锚碇基础为背景，针对埋置于砂土地基中的自适应锚碇基础开展了离心机模型试验，分析了主缆拉力作用下锚碇的侧土压力分布及变位规律，探讨了偏心填土对锚碇稳定性和变位的影响。研究结果表明：锚碇在主缆拉力作用下呈现绕侧面趾部的旋转变位模式，靠近锚拉点一侧受主动土压力作用，远离锚拉点一侧受被动土压力作用，两侧的土压力差能够提供一定的水平抗力。锚碇基础承受主缆拉力作用时，其主要的变位模式为转动变位，刚性水平变位对锚碇整体变位的贡献较小；偏心填土显著减小了锚碇的水平变位，有利于提高锚碇抗倾覆稳定性与变位控制。研究结论对于自适应锚碇基础的理论分析和工程设计具有参考价值。

关键词：桥梁工程自适应锚碇离心模型试验土压力水平位移偏心填土

秸秆及其配施有机物料对黄灌区盐碱土淋洗效果的影响

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农业环境科学学报 2024年第2期43卷 339-350页

作者：尹广生李玮彭钰梅陈冲商建英王祥中国农业大学土地科学与技术学院北京100193 农业农村部华北耕地保育重点试验室北京100193

为了分析比较玉米秸秆及其配施不同有机物料对盐碱土壤淋洗过程中盐分和溶解性有机物的影响,以黄河南岸灌区中度和重度两种盐碱土壤为研究对象,分别设置对照(CK)、3%玉米秸秆(W1)、2%玉米秸秆配施1%牛粪(W2)和2%玉米秸秆配施1%生物炭(W3... 详细信息

为了分析比较玉米秸秆及其配施不同有机物料对盐碱土壤淋洗过程中盐分和溶解性有机物的影响,以黄河南岸灌区中度和重度两种盐碱土壤为研究对象,分别设置对照(CK)、3%玉米秸秆(W1)、2%玉米秸秆配施1%牛粪(W2)和2%玉米秸秆配施1%生物炭(W3)共4个处理,通过测定淋洗液的可溶性盐和溶解性有机碳(DOC)含量、淋洗前后土壤电导率(EC)和盐基离子,探究淋洗过程中不同有机物添加下土壤盐分和有机物分解过程的变化。结果表明:秸秆及其配施不同有机物料均显著降低了两种盐碱土淋洗后土壤的EC和可溶性盐离子含量。与淋洗前相比,W1、W2和W3处理下,中度盐碱土的脱盐率分别为65.02%、67.22%和66.21%,重度盐碱土分别为73.85%、66.14%和69.55%。W1、W2和W3处理下,中度盐碱土中可溶性Na^(+)、Ca^(2+)和Mg^(2+)的降幅范围分别为48.38%~69.32%、70.89%~75.86%和73.00%~74.45%,重度盐碱土中可溶性K^(+)、Na^(+)、Ca^(2+)和Mg^(2+)降幅范围分别为14.86%~23.39%、70.98%~85.84%、86.63%~92.39%和93.72%~95.42%。有机物料的输入会增加两种盐碱土的DOC含量,但不同处理在两种盐碱土中腐殖化程度表现不同。中度盐碱土中,不同物料淋洗液中溶解性有机物的特定紫外吸光度(SUVA254)和光谱斜率比值(SR)在处理间均无显著差异,SUVA254随淋洗次数增加而降低,而SR均增大;重度盐碱土中,添加有机物料处理下溶解性有机物的SR均较小,但W1处理的SUVA254低于W2和W3处理。秸秆配施不同有机物料均提高了土壤持水量,中度盐碱土中以W1效果最好,提高了31.00%,重度盐碱土中W1、W2分别提高了76.46%、74.33%。综上,在相同淋洗状态下,外源有机物料的添加均不同程度地减少了两种盐碱土的可溶性盐基离子含量,有效降低了土壤盐碱程度,尤其是重度盐碱土。同时,外源有机物料的添加也增加了土壤DOC的输入来源,提高了土壤持水能力,弥补了淋洗对盐碱化土壤造成的养分损失。在给定淋洗条件下,中度盐碱土中W2处理的脱盐、降Na+效果最好,重度盐碱土中以W1处理较好。

关键词：玉米秸秆有机物料盐碱土配施土柱淋洗

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溶胀法制备荧光微球研究进展

发光学报 2024年第7期45卷 1058-1067页

作者：陈红建袁玉文凌世生陈东乔旭升董余兵樊先平浙江理工大学材料科学与工程学院浙江杭州310018 浙江大学材料科学与工程学院硅材料国家重点实验室浙江杭州310027 杭州安旭生物科技有限公司浙江杭州310011

溶胀法作为一种可调控性强、操作简单、实用性高的制备荧光微球的方法而被广泛应用。本文综述了利用溶胀法制备荧光微球的研究进展,阐述了溶胀法制备荧光微球的基本原理和步骤。进一步综述了溶胀过程中影响微球性能的常见因素,例如聚合... 详细信息

溶胀法作为一种可调控性强、操作简单、实用性高的制备荧光微球的方法而被广泛应用。本文综述了利用溶胀法制备荧光微球的研究进展,阐述了溶胀法制备荧光微球的基本原理和步骤。进一步综述了溶胀过程中影响微球性能的常见因素,例如聚合物基质、荧光物质、溶胀剂的种类等,总结了溶胀法调控优化荧光微球的改进策略,对溶胀法制备荧光微球的应用前景进行了展望。

关键词：溶胀法荧光微球研究进展发光增强

不同提取方法对井冈蜜柚皮精油组成与性质的影响

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食品工业科技 2024年第3期45卷 83-97页

作者：李欣华建新罗杰洪王国庆陈赣周爱梅华南农业大学食品学院广东省功能食品活性重点实验室广东广州510642 吉安井冈农业生物科技有限公司江西吉安343016

以井冈蜜柚皮精油(Jinggang pomelo peel essential oil,JPPEO)为研究对象,采用水蒸气蒸馏法、低温连续相变法两种方法进行提取,以精油得率为主要指标,研究了萃取温度、压力、时间等因素对井冈蜜柚皮精油得率的影响,并通过正交法进行低... 详细信息

以井冈蜜柚皮精油(Jinggang pomelo peel essential oil,JPPEO)为研究对象,采用水蒸气蒸馏法、低温连续相变法两种方法进行提取,以精油得率为主要指标,研究了萃取温度、压力、时间等因素对井冈蜜柚皮精油得率的影响,并通过正交法进行低温连续相变法提取工艺优化,同时对精油的理化性质及化学组成进行分析。研究表明,低温连续相变提取井冈蜜柚皮精油(Low-temperature continuous phase transition extraction essential oil,L-JPPEO)的最佳工艺为:颗粒度30目,萃取温度55℃,萃取压力0.6 MPa,萃取时间60 min,解析温度70℃,此时精油得率为10.99‰,比水蒸气蒸馏法提取的精油(Hydro distillation essential oil,H-JPPEO)得率高出了2.88倍;理化性质实验结果表明,低温连续相变萃取的井冈蜜柚皮精油的不饱和脂肪酸含量较高,游离脂肪酸含量较低,酯类成分含量较低;傅里叶衰减全反射中红外光谱法(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)鉴定出L-JPPEO和H-JPPEO含萜烯类化合物、醇类、酚类、醛类以及含羰基化合物。气相色谱-质谱联用法(Gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)从H-JPPEO、L-JPPEO样品中分别鉴定出23和32种化合物,其中两种精油都检测出的有15种物质,D-柠檬烯相对含量均最高,L-JPPEO中相对含量为4.75±0.16μg/mL,H-JPPEO中相对含量为640.93±44.47μg/mL;顶空气相色谱-离子迁移谱法(Headspace-gas chromatography-ion mobility spectrometry,HS-GC-IMS)从两种提取方法的精油均鉴定出71种化合物,与水蒸气蒸馏相比,低温连续相变萃取技术提取出较多的萜烯类(45.75%)、酮类(7.68%)及酯类(15.85%)、酸类(5.62%)成分。

关键词：井冈蜜柚皮精油水蒸气蒸馏低温连续相变红外光谱法气相色谱-质谱联用法顶空气相色谱-离子迁移谱法

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基于图像三维重建的隧道喷射混凝土回弹率测定方法研究

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建筑科学与工程学报 2024年第2期41卷 106-114页

作者：阳军生王子建汤宇梁雄刘德安中南大学土木工程学院湖南长沙410075 湖南航天建筑工程有限公司湖南长沙410205 中铁五局集团第一工程有限责任公司长沙湖南410021

针对复杂隧道施工环境下如何快速、准确测量喷射混凝土回弹率的问题,基于机器视觉三维重建技术中的主要理论和算法,提出了一种新的隧道喷射混凝土回弹率测定方法。该方法通过坐标标记版和手持相机快速采集图像,基于运动恢复结构(SFM)算... 详细信息

针对复杂隧道施工环境下如何快速、准确测量喷射混凝土回弹率的问题,基于机器视觉三维重建技术中的主要理论和算法,提出了一种新的隧道喷射混凝土回弹率测定方法。该方法通过坐标标记版和手持相机快速采集图像,基于运动恢复结构(SFM)算法、基于面片的密集匹配(PMVS)算法与三角剖分原则实现隧道实际开挖轮廓及初支内轮廓的三维曲面网格模型的建立;通过网格射线法,将隧道实际开挖轮廓与初支内轮廓三维网格模型进行空间差值求解,获得初支实际有效的喷射混凝土体积;最后,结合实际喷射混凝土总用量,完成喷射混凝土回弹量的测定,并以郑万高铁巴东隧道为依托进行现场试验与应用。结果表明:所提方法测得的喷射混凝土回弹率比传统现场称重法测试结果更为合理,准确性更高,说明该方法能够较好地实现喷射混凝土回弹率的测试;在现场应用中,结合喷射混凝土回弹率的测试结果提出的降低回弹率的施工质量控制建议,现场采用后施工良好,保证了隧道施工质量;该测定方法简便高效、成本低、不干扰施工,具有较好的工程应用价值。

关键词：隧道喷射混凝土回弹率三维图像点云图像三维重建

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