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前表面三维荧光技术应用于超滤及其工艺中膜污染物表征的研究

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前表面三维荧光技术应用于超滤及其工艺中膜污染物表征的研究

作者：吴梓坚哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

超滤作为一种具有优良的除浊、除微生物的功效,能够满足国家在饮用水生物安全保障方面需求的技术,已经广泛应用于水处理领域。尽管超滤技术有着迅速的发展,但如何解决超滤过程中产生的膜污染仍是限制其发展的最大问题。正是膜污染严重... 详细信息

超滤作为一种具有优良的除浊、除微生物的功效,能够满足国家在饮用水生物安全保障方面需求的技术,已经广泛应用于水处理领域。尽管超滤技术有着迅速的发展,但如何解决超滤过程中产生的膜污染仍是限制其发展的最大问题。正是膜污染严重制约了超滤工艺在饮用水处理用的应用与推广,因此,膜污染迄今以来都是膜法水处理技术领域的研究热点。膜污染物的表征是膜污染机理解析的根本,是膜污染控制的前提。现有的膜污染表征方法仍较为局限,常用的表征方法有冲洗后表征膜污染物和利用质量平衡公式计算分析,但这两种方法操作繁琐,会导致表征结果误差偏大。此外,也有研究采用超声、电学、光学等多种新技术直接检测受污染的膜表面来表征膜过滤过程中污垢层的形成、演化过程,但也由于灵敏度不高,数据处理复杂等缺陷受到局限。因此,开发高效和准确的膜污染表征技术,是现阶段深入了解膜污染过程、开发膜污染控制技术的基础前提。本研究开发了利用前表面三维荧光技术(Front-face Fluorescence Excitationemission Matrix,FF-EEM)结合平行因子分析(Parallel factor analysis,PARAFAC),对荧光性有机膜污染物质进行直接检测的表征方法。首先建立了膜污染物的原位表征方法,进一步采用该方法对实际水体污水厂二级出水(Effluent organic matter,Ef OM)的膜污染情况进行了表征解析。此外,还研究了该技术应用于混凝-超滤工艺中对混凝原位监测及膜污染趋势预测的可行性。本论文首先以牛血清蛋白(Bovine serum albumin,BSA)和腐殖酸(Humic acid,HA)作为标准污染物,分别将其及其混合物以一系列不同的负载量附着在聚偏二氟乙烯膜(Polyvinylidene fluoride,PVDF)上,进行前表面三维荧光检测,并通过平行因子分析进行处理,成功建立了相应的标准曲线。其次,本文以该方法对超滤实验中的膜污染物进行了定量表征,并与传统液体三维荧光方法的检测结果对比分析,验证其有效性和准确性,并对膜污染机理进行分析。实验结果表明,相比于传统的液体三维荧光法,前表面三维荧光法由于避免了质量平衡公式计算中的误差传播,而且通过响应面分析有效消除了腐殖质类物质对蛋白质类物质荧光的猝灭效应,因此该方法能够更加准确有效地对膜上的荧光性污染物进行表征。此外,在探究膜污染过程中也发现了,不同污染物造成的膜阻力与其在膜上的负载量不具有相关性,膜污染阻力的主要的决定性因素是与膜污染的微观机理。最后,本论文也尝试将前表面三维荧光技术应用于检测混凝后含絮体的Ef OM水样,探究其原位表征的可行性。实验结果表明,混凝后含有絮体的水样的前表面三维荧光与絮体粒径大小并不相关,而与水样中的荧光性物质浓度相关性较好,且其与水样混凝后超滤过程中的膜污染指数相关性也很好。因此,可以利用前表面三维荧光技术来原位表征混凝后的浑浊液体,为混凝在线监测、混凝后续超滤膜污染预测及反馈调节提供技术支持。综上所述,前表面三维荧光技术由于其操作简便高效,表征结果也更为直观准确,在超滤膜污染表征及混凝超滤组合工艺的监测表征方面有较好的研究价值及应用前景,能够为深入解析膜污染及膜污染的在线监测提供理论依据和技术支撑。

关键词：超滤膜污染表征前表面三维荧光平行因子分析混凝

具有凹凸非线性项和变号权函数的奇异椭圆系统解的多重性

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数学理论与应用 2020年第2期40卷 29-46页

作者：吴梓坚陈海波中南大学数学与统计学院长沙410083

本文考虑在有界区域上具有凹凸非线性项和变号权函数的奇异椭圆系统解的多重性.在适当的假设条件下,我们使用Nehari流形和纤维映射得到了系统至少有两个非平凡解.

关键词：奇异椭圆系统凹凸非线性项变号权函数 Nehari流形

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微机械陀螺中永磁薄膜表面磁场分布仿真

中国测试 2024年第4期50卷 16-23页

作者：施江焕马丹跃吴琼吴梓坚黄腓力陈杭武吕沛宁波市计量测试研究院(宁波新材料检验检测中心) 浙江宁波315040 北京航空航天大学大科学装置研究院北京100191 中国计量大学材料与化学学院浙江杭州310018

基于隧道磁电阻效应的微机械陀螺中,磁场的产生和分布是决定器件性能的重要因素。该文以NdFeB永磁薄膜为磁场源,利用基于有限元法的Comsol Multiphysics软件对NdFeB永磁薄膜表面磁场进行系统分析,研究不同薄膜厚度下的薄膜表面磁场分布... 详细信息

基于隧道磁电阻效应的微机械陀螺中,磁场的产生和分布是决定器件性能的重要因素。该文以NdFeB永磁薄膜为磁场源,利用基于有限元法的Comsol Multiphysics软件对NdFeB永磁薄膜表面磁场进行系统分析,研究不同薄膜厚度下的薄膜表面磁场分布的均匀性及隧道磁阻敏感轴方向磁场分量的变化率。研究发现,随着薄膜厚度的增加,薄膜表面磁场和磁场变化率也在变大,薄膜厚度为20μm时,薄膜所产生的磁场变化率可达0.43 mT/μm。考虑到薄膜阵列化可以有效抑制薄膜过厚所导致的薄膜与基底附着力变弱的问题,该文通过改变设计参数,研究NdFeB永磁厚膜一维阵列的表面磁场分布。发现阵列单元的厚度和宽度增加时,阵列的磁场强度和磁场变化率也会变大,而间距增加会导致薄膜阵列的表面磁场和磁场变化率降低。

关键词：表面磁场分布薄膜阵列磁场变化率

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新质生产力的运行机理、生成逻辑与模式建构——基于生产力与生产关系辩证统一的视角

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新疆师范大学学报（哲学社会科学版） 2025年第1期46卷 89-97页

作者：李勇坚张海汝中国社会科学院财经战略研究院北京100005 浙江财经大学浙江杭州310018 江苏省社会科学院经济研究所江苏南京210004

新质生产力是创新发挥主导作用,摆脱传统经济增长方式、生产力发展路径,具有高科技、高效能、高质量特征,符合新发展理念的先进生产力质态。纵观三次科技革命变革生产力的历程,新质生产力的产生和发展是生产力与生产关系相互作用的结果... 详细信息

新质生产力是创新发挥主导作用,摆脱传统经济增长方式、生产力发展路径,具有高科技、高效能、高质量特征,符合新发展理念的先进生产力质态。纵观三次科技革命变革生产力的历程,新质生产力的产生和发展是生产力与生产关系相互作用的结果,具有生产力与生产关系的双重内涵和发展要求。新质生产力以新型劳动者、新型劳动资料、新型劳动对象及其组合模式和新型生产关系为架构要素与发展基础,其生成逻辑与运行机理是由技术革命性突破引发,在催生新型生产力要素、新型要素组合模式的基础上促使与新质生产力相适应的新型生产关系变革形成,新型生产关系的反作用促进新质生产力进一步生成的过程。发展新质生产力要以实施创新驱动战略、加快产业深度转型、构建要素生态系统和全面深化改革为基本模式和关键路径。亟须加快实现高水平科技自立自强,加快技术革命性创新;促进产业深度转型,构建现代化产业体系;促进生产要素创新配置,构建新质生产要素系统;全面深化改革,加快建立健全与新质生产力相适应的新型生产关系,促进新质生产力加快形成发展。

关键词：新质生产力新型生产关系技术革命性突破全面深化改革

新型含Mn生物陶瓷粉体减轻软骨细胞的氧化应激损伤

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中国组织工程研究 2025年第16期29卷 3335-3342页

作者：张梓宁邓荣辉余家阔北京大学第三医院运动医学科北京市100191 北京清华长庚医院骨科与运动医学中心清华大学医学中心北京市102218

背景:Mn可参与到多种生物体内氧化还原反应中,比如作为超氧化物歧化酶2中的金属辅助基团发挥辅助清除活性氧的作用,因此近些年开发含Mn的新型抗氧化应激材料成为研究的热点。目的:探讨含Mn生物陶瓷粉体通过降低活性氧途径对软骨细胞氧... 详细信息

背景:Mn可参与到多种生物体内氧化还原反应中,比如作为超氧化物歧化酶2中的金属辅助基团发挥辅助清除活性氧的作用,因此近些年开发含Mn的新型抗氧化应激材料成为研究的热点。目的:探讨含Mn生物陶瓷粉体通过降低活性氧途径对软骨细胞氧化应激损伤的保护作用。方法:采用熔盐法制备含Mn生物陶瓷粉体。分离培养小鼠原代软骨细胞。在H_(2)O_(2)溶液中分别加入含0,0.15,0.30 mg/mL Mn生物陶瓷粉体,避光孵育后检测H_(2)O_(2)清除率。将第2-4代软骨细胞分别与含不同质量浓度(0,0.15,0.30 mg/mL)含Mn生物陶瓷粉体的完全培养基共培养,采用细胞活死染色检测细胞活性。将第2-4代软骨细胞(或软骨组织)分4组干预:空白对照组加入完全培养基培养,H_(2)O_(2)组加入用含H_(2)O_(2)的完全培养基培养,H_(2)O_(2)+低质量浓度Mn粉体组加入含H_(2)O_(2)+0.15 mg/mL含Mn生物陶瓷粉体的完全培养基培养,H_(2)O_(2)+高质量浓度Mn粉体组加入含H_(2)O_(2)+0.30 mg/mL含Mn生物陶瓷粉体的完全培养基,采用CCK-8法检测软骨细胞活力,2,7-二氯荧光素二乙酸酯探针检测软骨细胞活性氧生成,qRT-PCR检测软骨细胞相关因子表达,甲苯胺蓝染色检测软骨组织结构与功能。结果与结论:①两种剂量的含Mn生物陶瓷粉体均可以于体外显著清除H_(2)O_(2),并且具有质量浓度依赖性;细胞活死染色结果显示,0.15 mg/mL含Mn生物陶瓷粉体具有软骨细胞安全性,0.30 mg/mL含Mn生物陶瓷粉体存在软骨细胞毒性;②CCK-8检测结果显示,两种质量浓度的含Mn生物陶瓷粉体均可以显著减轻H_(2)O_(2)对软骨细胞活力的抑制作用,并可抑制H_(2)O_(2)诱导的软骨细胞活性氧生成,并且具有质量浓度依赖性;两种质量浓度的含Mn生物陶瓷粉体均可逆转H_(2)O_(2)诱导的软骨细胞血小板反应蛋白解整合素金属肽酶5 mRNA表达升高与蛋白聚糖mRNA表达降低;③甲苯胺蓝染色结果显示,两种质量浓度的含Mn生物陶瓷粉体均可保护氧化应激下软骨组织结构的完整,其中0.30 mg/mL含Mn生物陶瓷粉体还可以减轻软骨组织的功能损伤;④结果表明,含Mn生物陶瓷粉体可以通过清除活性氧途径维持软骨细胞外基质稳态,从而对氧化应激下的软骨细胞发挥保护作用,但0.30 mg/mL含Mn生物陶瓷粉体具有一定的软骨细胞毒性,因此更倾向使用0.15 mg/mL含Mn生物陶瓷粉体进行后续研究。

关键词：生物陶瓷 Mn粉体材料软骨损伤氧化应激活性氧骨关节炎细胞外基质生物安全性

绿色建筑全生命周期成本效益的量化评估与优化路径

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中国集体经济 2025年第1期 97-100页

作者：戴梓瀚威海市文登区建筑工程事务服务中心

在全球气候变化日益严峻和资源日益紧张的宏观背景下,绿色建筑作为可持续发展的核心驱动力,其重要性愈发凸显。全面而深入地评估绿色建筑在其全生命周期内的成本效益,不仅是精准把握其综合价值的关键所在,更是推动绿色建筑理念与实践在... 详细信息

在全球气候变化日益严峻和资源日益紧张的宏观背景下,绿色建筑作为可持续发展的核心驱动力,其重要性愈发凸显。全面而深入地评估绿色建筑在其全生命周期内的成本效益,不仅是精准把握其综合价值的关键所在,更是推动绿色建筑理念与实践在全球范围内广泛普及与应用的重要基石。这一过程的重要性不言而喻,它直接关系到建筑行业的绿色转型与可持续发展目标的实现。文章系统性地阐述了绿色建筑在节能减排和提升环境质量方面的重要作用,并构建了一个综合性的研究框架,旨在全面量化评估并优化绿色建筑从决策设计到报废处置各阶段的成本与效益关系。通过深入剖析绿色建筑特性及其全生命周期成本特性,并结合净现值法(NPV)作为核心分析工具,创新性地构建了增量成本与效益模型,实现了对绿色建筑项目经济绩效的精确量化与分析。文章通过科学评估与优化路径探索,为相关决策提供坚实依据,助力绿色建筑行业的可持续发展,促进经济社会与环境的和谐共生。

关键词：绿色建筑绿色建筑全生命周期成本效益量化评估优化路径

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信息化技术赋能中职校职业体能的实践探索

文体用品与科技 2025年第1期 109-111页

作者：景梓阳上海市高级技工学校上海200437 上海工程技术大学高等职业技术学院上海200437

近年来随着职业教育的高速发展,我国各个省市的中职校逐渐开始进行相关教育资源的整合与优化改革。体育与健康科目与其他的教学科目比较而言,属于公共基础课,这就导致了中职校体育与健康科目的教育教学革新较为落后,从而暴露出了许多的... 详细信息

近年来随着职业教育的高速发展,我国各个省市的中职校逐渐开始进行相关教育资源的整合与优化改革。体育与健康科目与其他的教学科目比较而言,属于公共基础课,这就导致了中职校体育与健康科目的教育教学革新较为落后,从而暴露出了许多的问题,阻碍了体育与健康学科的持续发展。职业体能是中职校体育与健康课程中不可或缺的重要组成部分。信息技术赋能职业体能,可以利用先进的互联网便利地得到许多行业中大量详尽的各种职业的信息,利用这些信息制订出预防或者缓解身体疲劳的计划。信息化时代呼吁职业体能进行信息化教学改革,职业教育的变革需要信息化教学改革,以学生为中心的理念要求进行信息化教学改革。在实践探索中要丰富适应新时代变化的职业体能课程资源,建设整合职业体能测试的管理平台,建立科学完整的中职校学生职业体能评价体系。基于实践探索中的反思:深化校企合作,引领职业体能教学改革方向;完善信息化教学改革保障机制;落实中职校学生职业体能评价机制建设。

关键词：信息化技术中职校体能教学应用研究

基于DCGAN数据增强的樱桃番茄可溶性固形物含量光谱检测方法

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食品科学 2025年第2期46卷 214-221页

作者：吴至境刘富强李志刚陈慧华东交通大学机电与车辆工程学院江西南昌330013

针对樱桃番茄在实际检测中样品数不足的特点,本研究提出一种深度卷积生成对抗网络(deep convolutional generative adversarial network,DCGAN)模型以同时扩充光谱数据及可溶性固形物含量(soluble solids content,SSC)标签数据,并建立... 详细信息

针对樱桃番茄在实际检测中样品数不足的特点,本研究提出一种深度卷积生成对抗网络(deep convolutional generative adversarial network,DCGAN)模型以同时扩充光谱数据及可溶性固形物含量(soluble solids content,SSC)标签数据,并建立一维卷积神经网络回归(one dimensional-convolutional neural networks regression,1D-CNNR)模型以提高模型的预测精度和泛化能力。为了比较,分别建立偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)模型和支持向量机回归(support vector regression,SVR)模型。将原始80个样品数据集、1000个样品的DCGAN扩充数据集和1080个样品的合并数据集,分别结合1D-CNNR、SVR及PLSR进行建模与预测。为了进一步验证模型的泛化能力,一批新的总数为40个样品的樱桃番茄数据作为上述3个模型的新测试集。结果显示,使用合并数据集划分所得校正集进行1D-CNNR建模后,模型为最优的SSC回归检测模型。此时1D-CNNR面向合并样品测试集的预测准确率最高,预测相关系数rp=0.9807,均方根误差RMSE_(p)=0.1929;与SVR与PLSR对比,1D-CNNR面向新的40个样品数据集的预测准确率也最高,其rp=0.9638,RMSE_(p)=0.2245。本研究可为有效准确检测樱桃番茄的可溶性固形物含量提供一种新思路。

关键词：樱桃番茄可溶性固形物含量可见-近红外漫反射光谱深度卷积生成对抗网络一维卷积神经网络

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基于改进布谷鸟算法的集卡路径优化

现代商贸工业 2025年第1期 240-243页

作者：宋玉坚上海立信会计金融学院工商管理学院上海201610

在集装箱公路运输中,合理规划集卡路径以提高运输效率具有重要的现实意义。本文以最小化总运输时间为目标,构建了集卡路径优化问题的数学模型,并设计了改进布谷鸟算法进行求解。为了提升算法性能,本文根据问题的特点构造了局部搜索策略... 详细信息

在集装箱公路运输中,合理规划集卡路径以提高运输效率具有重要的现实意义。本文以最小化总运输时间为目标,构建了集卡路径优化问题的数学模型,并设计了改进布谷鸟算法进行求解。为了提升算法性能,本文根据问题的特点构造了局部搜索策略来改善布谷鸟算法的局部寻优能力。实验结果表明,改进布谷鸟算法在优化性能上明显优于标准的布谷鸟算法、差分进化算法和粒子群算法,因此是解决该类问题的有效算法,能为集装箱公路运输方案的规划提供重要的决策支持。

关键词：集卡路径优化改进布谷鸟算法局部搜索策略