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聚酰亚胺气体分离膜结构调控与制备工艺研究

聚酰亚胺气体分离膜结构调控与制备工艺研究

作者：崔宇辉北京化工大学

学位级别：硕士

气体分离是世界石油化工生产的关键技术及研究热点,也是防治大气污染、应对环境挑战的重要途径。传统的热驱动分离能耗高,导致大量的能源消耗和碳排放,因此开发高效的气体分离技术是降低产业能耗、改善环境的关键。膜分离具有占地面积... 详细信息

气体分离是世界石油化工生产的关键技术及研究热点,也是防治大气污染、应对环境挑战的重要途径。传统的热驱动分离能耗高,导致大量的能源消耗和碳排放,因此开发高效的气体分离技术是降低产业能耗、改善环境的关键。膜分离具有占地面积小、能源效率高和成本效益高等特点,在气体分离领域极具应用前景,在碳中和中发挥着重要作用,如今迫切需要开发高性能聚合物膜来满足实际应用。聚酰亚胺（PI）是一种典型的高分子膜材料,常被用于气体分离膜的开发,具有高选择性与耐压性等优势;因此,本研究旨在开发一种调控PI气体分离膜结构的方法,进一步提出一种光诱导高效成膜技术。主要研究内容如下:针对传统PI气体分离膜选择性不足的难题,开发了基于丙酮添加量、蒸发时间以及凝固浴组成等关键参数的控制技术,实现了膜气体分离性能的显著提升。Kapton型PI具有耐高温、机械与化学稳定性好、无毒等特点,然而,其应用于气体分离的报道较少,对于指导开发高性能气体分离膜参考更加缺乏。本研究采用相转化法制备的Kapton聚酰胺酸（PAA）膜,通过傅里叶变换红外光谱（FT-IR）中位于725 cm-1、1380cm-1、1720 cm-1和1780 cm-1处特征峰的出现证明PAA成功亚胺化;通过扫描电镜（SEM）观察了膜内部由指状孔转变为海绵状孔,选择层厚度从最初的40.90 nm增长到577.72 nm,证实了丙酮添加量越多、凝固浴中甲醇含量越高以及蒸发时间越长膜选择层越厚。参数调控后膜对H2/CH4与CO2/CH4选择性分别可达57.07和25.27。通过热重分析（TGA）和拉伸测试表明,经过参数调控后膜的热量损失温度由587~oC上升到596~oC,且膜的拉伸应变、应力与杨氏模量分别从10.7%、23.0 MPa和487.3 MPa提高到22.6%、26.3 MPa和626.3 MPa,证明了膜机械性能的改善。针对传统PI分子量较低造成的成膜性差、材质脆出现缺陷而损失选择性的问题,同时高分子量PI易出现聚合物链紧密堆砌,造成传质空间局限、损失通量。因此,开发了一种基于冰浴时间、固含量、催化剂种类、催化剂与脱水剂用量等关键参数的合成工艺控制技术,实现高分子量PI的合成,并引入大空间位阻的cardo和-CF3,有效阻止了链堆积,释放传质通道。核磁、FT-IR测试观察到了6FDA-DAP型PI上的氢原子的吸收峰、以及位于720 cm-1、1728 cm-1和1776 cm-1处的红外吸收峰,证实了6FDA-DAP成功合成;凝胶色谱仪（GPC）测出6FDA-DAP聚合物Mn为74300 g mol-1,证实了高分子量PI的成功合成,分子量越高膜的机械性能越好,因此有利于后续膜制备以及实际应用。通过溶解性测试证明制备的PI具有优异的溶解性;通过SEM观察了聚合物膜的良好形貌;通过拉伸试验证明高分子量高的PI膜拉伸应力可以达到22.75MPa,拉伸应变为1.4%,证明膜刚性强且不易发生形变;为进一步提高膜的气体分离性能,掺入联苯-3,3’,4,4’-四胺（DAB）结合热处理技术,对H2的渗透率相比于6FDA-DAP膜从43.86 Barrer上升到116.63 Barrer,H2/CH4选择性从71.9上升到191.2,性能超过2008年Robeson上限。此外,针对传统PI制膜工艺固化时间长造成的膜制备效率低的关键问题,本研究构建了光敏性PI新体系,采用光诱导固化的方法替代传统热处理过程。核磁与红外结果显示在δ=6.1 ppm和δ=5.7 ppm处的特征峰,与727 cm-1、1378 cm-1、966 cm-1和1647 cm-1处的特征峰,表明光敏性PI成功合成。此外,光固化制膜技术仅需紫外照射10 min即可固化成膜,为了扩大膜内部自由体积从而进一步提高气体渗透量,加入2,4,6-三甲基苯-1,3-二胺（DAM）,利用其内部含有的大量甲基扩大PI膜内部自由体积,从而实现气体渗透率的显著提高。6FDA-BAP0.97-DAM0.03-G1膜的H2渗透率相比于6FDA-BAP-G1膜从9.37 Barrer增加到43.42 Barrer,选择性从66.9下降到57.9,光固化快速制膜技术的提出有助于推动PI膜的产业化发展。

关键词：气体分离分离膜聚酰亚胺光固化

PDGFD基因编辑对滩羊胎儿期脂尾发育的影响研究

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PDGFD基因编辑对滩羊胎儿期脂尾发育的影响研究

作者：王宇辉西北农林科技大学

学位级别：硕士

空天地一体化网络中无人机智能任务调度算法研究

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空天地一体化网络中无人机智能任务调度算法研究

作者：王宇辉电子科技大学

学位级别：硕士

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双圆极化反射阵天线设计

双圆极化反射阵天线设计

作者：张宇辉杭州电子科技大学

学位级别：硕士

反射阵天线是一种由馈源和反射功能层构成的高增益天线。反射功能层内的每个单元具有不同的反射相位,将馈源的电磁波反射后在设计方向上形成等相位面,进而形成高定向性反射波束。反射阵天线集成了贴片天线、反射面天线和相控阵天线的优... 详细信息

反射阵天线是一种由馈源和反射功能层构成的高增益天线。反射功能层内的每个单元具有不同的反射相位,将馈源的电磁波反射后在设计方向上形成等相位面,进而形成高定向性反射波束。反射阵天线集成了贴片天线、反射面天线和相控阵天线的优点于一体,采用空间馈电的方式,无需设计复杂的馈电网络;利用平面介质作为反射功能层,避免了反射面天线的金属曲面较为笨重、成本高昂、维护成本高等问题。双极化天线在一副口径面上集成了两种极化方式的天线。K波段和Ka波段作为5G毫米波通信中的主要频段,能够利用的频谱资源更为丰富。在远距离通信中,线极化波容易受到电离层和多径效应的干扰,产生极化失配等问题,圆极化天线则可以较好地规避这一问题。本文围绕双圆极化反射阵天线展开研究,提出了一系列应用于不同场景的宽频低剖面双圆极化反射阵天线。本文的主要内容如下:1.首先简要描述了双圆极化反射阵天线的相位补偿原理,介绍了反射阵天线单元的仿真方法和三种相位补偿方式以及双圆极化反射阵天线单元的设计条件。基于上述理论,将弧形结构和椭圆环状结构结合在一起形成多谐振结构,仅用单层介质基板和金属反射底板设计了一个由1013个单元构成的宽带双圆极化反射阵天线。仿真和测量结果表明,可以实现对左旋和右旋圆极化反射波束方向的独立调控,在30 GHz左旋和右旋圆极化反射波束分别指向θ=-20°和θ=15°,1-dB增益带宽大于30%,峰值增益大于30.5 dBic,具有结构简单、成本低、剖面低、带宽宽、定向性高和极化纯度高等优势。该部分研究成果已在IEEE *** Propag.发表。2.为实现反射波束多区域覆盖,提高反射功能层分辨率,把弧形结构更改为自由度更高的双箭头结构,在双箭头结构中增加菱形环状结构进一步扩展电流在贴片表面的流动路径,实现了单元小型化的目的。接着,设计了一个由1304个单元共同构成的多波束双圆极化反射阵天线。右旋/左旋圆极化喇叭作为馈源时,在θ=3.5°和θ=-3.5°/θ=3.5°和θ=-3.5°方向上形成两个高定向性右旋/左旋圆极化反射波束,θ=0°/θ=0°方向形成深零点用于区分。该部分研究成果已在IEEE ACCESS发表。3.在K波段和Ka波段卫星通信中,上行和下行链路为两个不同频段。利用一组基于环状结构、扇形结构和矩形结构共同构成的单元设计了双频段宽频带双圆极化反射阵天线。所提出的单元能够应用于K波段和Ka波段,双频段双圆极化反射阵天线集成了一副在19 GHz时指向θ=20°的右旋圆极化反射功能层以及在31 GHz时指向θ=-20°的左旋圆极化反射功能层,3-dB增益带宽分别为43.79%和47.11%,1.5-dB轴比带宽大于90%,能够同时覆盖两个频段。该部分研究成果已在IEEE Antennas Wireless ***.发表。

关键词：宽频带各向异性阻抗表面多波束双频段双圆极化反射阵天线

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面向多场景下的位置隐私保护算法研究

面向多场景下的位置隐私保护算法研究

作者：马宇辉西安理工大学

学位级别：硕士

随着科技发展的不断推进,基于位置的服务(Location Based Service,LBS)已经逐渐渗透到用户的日常生活中,成为不可或缺的一部分。从智能导航到社交媒体,再到广告定位以及物流和交通管理,LBS在推动社会进步中发挥着重要作用。然而,用户在... 详细信息

随着科技发展的不断推进,基于位置的服务(Location Based Service,LBS)已经逐渐渗透到用户的日常生活中,成为不可或缺的一部分。从智能导航到社交媒体,再到广告定位以及物流和交通管理,LBS在推动社会进步中发挥着重要作用。然而,用户在使用LBS时,需向位置服务提供商(Location Service Provider,LSP)提供其所处的位置信息,若这些信息保护不当,则极易遭到泄露,从而威胁到用户的生命、财产和隐私安全。因此,在保障LBS服务质量的同时,确保用户位置隐私的安全显得至关重要。然而,现有的位置隐私保护算法缺乏对时间的细粒度化,除此之外对位置语义信息的研究较少,更为重要的是很难平衡服务质量与隐私保护之间的关系。具有背景知识的攻击者很容易从位置单元的查询概率,位置语义信息和地图信息这三方面出发,通过推理获取到用户的真实位置,对用户的隐私和安全造成威胁。为了解决以上问题,本文的主要研究工作如下:(1)在快照查询场景下,本文提出了基于时域划分和多目标优化的假位置生成算法。本算法在构建假位置集之初,首先进行时域的划分,并在当前用户所处的时域下选取与用户真实位置的查询概率相近的若干个假位置。其次采用Jaro-Winkler算法来过滤掉位置语义相似的假位置。然后,通过计算匿名集的凸包面积,选取凸包面积最大的一组作为最终匿名集。接着本方案增加了缓存机制,将用户频繁访问的LBS服务缓存在用户本地,以此来保证用户的服务质量。最后,在Geolife和T-Drive数据集上分别从位置熵、时间熵、位置多样性、位置离散度和平均匿名时间五个方面与其他学者提出的方案进行对比。实验结果表明本文所提算法与VLBS(Virtual Location-based on Semantics,VLBS)算法相比,在Geolife数据集中时间熵、位置多样性和平均匿名时间分别提升了4.12%、49.52%和39.12%;在 T-Drive 数据集上分别提升了4.11%、49.50%和40.01%。(2)在连续查询场景下,本文提出了基于多模块设计的假位置生成算法。算法由缓存模块、初步构建候选假位置集模块、合理性检查模块和最终构建假位置集模块四个部分共同组成。为了准确评估本文所提算法的性能,本文在Geolife和taxi trajectory data数据集上分别从位置熵、时间熵、匿名集合理性、位置离散度和平均匿名时间五个方面与其他学者提出的方案进行对比。实验结果表明本文所提算法与RDG(Robust Dummy Generation,RDG)算法相比,在Geolife数据集中时间熵、匿名集合理性和平均匿名时间分别提升了32.89%、60.23%和 39.53%;在 taxi trajectory data 数据集上分别提升了33.12%、59.65%和40.15%。

关键词：基于位置的服务位置语义位置隐私语义量化假位置生成

主动脉搏动指数对射血分数保留的心力衰竭患者无事件生存的影响及预测价值

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中华医学杂志 2024年第8期104卷 594-599页

作者：吴易航张宇辉张健中国医学科学院北京协和医学院国家心血管病中心阜外医院心血管疾病国家重点实验室心力衰竭中心，北京100037

目的探索主动脉搏动指数(API)对射血分数保留的心力衰竭(HFpEF)患者无事件生存的影响及预测价值。方法回顾性纳入2014年11月至2022年8月在中国医学科学院阜外医院心力衰竭中心行漂浮导管检查的121例HFpEF患者。API的计算公式为脉压差/... 详细信息

目的探索主动脉搏动指数(API)对射血分数保留的心力衰竭(HFpEF)患者无事件生存的影响及预测价值。方法回顾性纳入2014年11月至2022年8月在中国医学科学院阜外医院心力衰竭中心行漂浮导管检查的121例HFpEF患者。API的计算公式为脉压差/肺动脉楔压。根据基线API的三分位数值将患者分为API>3.77组(n=40)、1.893.77组N末端B型利钠肽原(NT-proBNP)水平[492(163,2776)比2962(722,5831)比3823(1419,10262)ng/L]、左房前后径[38(34,42)比43(39,48)比45(42,53)mm]、右房压[5(2,8)比8(4,13)比13(8,16)mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)]、平均肺动脉压[15(11,20)比22(17,26)比33(26,37)mmHg]均低于1.893.77组、1.89

关键词：心力衰竭左心功能主动脉搏动指数血流动力学预后

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先拱后梁法系杆拱桥施工监控研究

先拱后梁法系杆拱桥施工监控研究

作者：赵宇辉西安工业大学

学位级别：硕士

钢管混凝土系杆拱桥具有刚度大、跨越能力强、外形优美等优点,在我国发展迅速。本文以1-118.68米荻溪大桥为工程背景,采用先拱后梁法施工。由于其施工工艺复杂,施工难度大,施工耗时长,产生的误差多,每次施工都对线形有较大的的影响。本... 详细信息

钢管混凝土系杆拱桥具有刚度大、跨越能力强、外形优美等优点,在我国发展迅速。本文以1-118.68米荻溪大桥为工程背景,采用先拱后梁法施工。由于其施工工艺复杂,施工难度大,施工耗时长,产生的误差多,每次施工都对线形有较大的的影响。本研究针对其缺点结合实际施工情况建立了可靠有效的施工监控系统。在主要施工阶段进行变形和受力的收集、分析,以确保施工过程安全,使成桥后的内力和线形满足规范要求。论文的主要工作内容及结论如下:(1)介绍先拱后梁法钢管混凝土拱桥施工工艺。通过对开环控制法、闭环控制法和自适应控制法三种方法的优缺点进行比较,确定自适应控制法作为本桥的施工监控方法,针对自适应控制法建立本桥的自适应控制框架。选择拱脚处、1/4拱肋处、1/2拱肋处、3/4拱肋处作为拱肋重要截面,对重要截面采取全过程内力和线形的监控测量,同时在系梁、吊杆和支架处设置重要截面进行全过程控制。(2)建立本桥的Midas/civil仿真模拟分析模型,通过仿真模型验算吊装拱肋及风撑阶段、拱肋混凝土浇注阶段、系梁吊装结束浇筑湿接缝阶段、吊杆张拉阶段等重要施工阶段,拱肋、系梁的弯矩、内力和变形,为施工过程监控提供理论依据。(3)分析桥梁实际施工与理论分析产生误差的原因,并提出降低误差的措施。通过对温度、混凝土容重、吊杆张拉力和混凝土弹性模量进行定量变化分析,探索吊杆索力变化、拱肋相对变形与系梁相对变形。研究表明:温度对吊杆力基本没有影响,对系梁的影响比拱肋小;混凝土容重对拱肋位移变形影响小,对吊杆力和系梁的位移变形影响较大;吊杆张拉力的变化对拱肋位移变形较小,对系梁位移变形较大;混凝土弹性模量对吊杆力、拱肋和系梁的位移变形影响都较小。(4)实际施工监控结果中的拱脚位移、拱肋位移、系梁线形、吊杆索力、拱肋应力与理论模型结果相比,存在一定的偏差,但是这些偏差都在可以接受的范围之内,不影响桥梁安全施工。(5)荻溪大桥主桥成桥后线形、内力及结构满足规范要求,表明本桥施工监控方案合理,施工结果理想。该施工监控方案具有普遍意义,可为今后同类桥梁施工监控研究提供依据。

关键词：钢管混凝土系杆拱桥先拱后梁法施工监控仿真模型线形控制

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MJSD资产重组绩效研究

MJSD资产重组绩效研究

作者：赵宇辉西安工业大学

学位级别：硕士

在我国数字经济飞速发展的趋势下,数字化革命对企业和社会产生了深刻的影响。我国电力行业开始实施以“数字底座+能源底座”为核心的电力体制改革。在我国国有企业改革的过程中,资产重组作为一种帮助企业调整产业结构的重要方式,能否帮... 详细信息

在我国数字经济飞速发展的趋势下,数字化革命对企业和社会产生了深刻的影响。我国电力行业开始实施以“数字底座+能源底座”为核心的电力体制改革。在我国国有企业改革的过程中,资产重组作为一种帮助企业调整产业结构的重要方式,能否帮助电力行业整合相关优势资产,实现提高企业绩效的目的仍然具有论研究意义和实践探索价值。MJSD公司作为四川省阿坝州唯一主板上市的公司,受到水电行业激烈竞争的影响日益突出。2019年,国网以MJSD作为电力数字化的试点展开资产重组,旨在通过资源整合发挥资产重组各方优势,改善经营现状。因此,本文选取MJSD公司为研究对象,首先对国内外献、相关概念以及理论基础归纳整理。然后在后面的案例描述章节,结合实际情况以及公司长期战略部署对其重组方式的选择进行了梳理,并分析MJSD资产重组的动因。在此基础上结合前文梳理的理论基础,对资产重组对MJSD绩效影响的机理展开分析。在资源配置层面,MJSD与被重组公司的结合提高了经营效率、拓宽了自身的资金来源进而促进公司绩效;在治理机制层面,MJSD通过本次资产重组完善了MJSD的股权结构、提高了管理效率进而促进公司绩效。根据资产重组对MJSD绩效影响的具体方面发现本次资产重组主要影响了财务绩效、创新绩效、社会绩效三个维度。在熵值法确定权重的基础上,通过变级数法构建资产重组绩效评价模型,先对资产重组前后MJSD的财务绩效、创新绩效与社会绩效进行探究,然后通过归一公式进行综合绩效进行评价。最后针对企业提出进一步提升绩效的措施。本文的研究成果主要体现在:(1)通过对资产重组对公司绩效影响的机理的研究,发掘本次资产重组对绩效的主要影响方面,进而构建绩效评价指标体系较为符合实际。借助突变级数法,较为全面地对资产重组对公司绩效进行计算;(2)通过研究MJSD公司资产重组的绩效,发现MJSD实施资产重组后,提升了自身的绩效表现,并分别从财务、创新、社会三个方面提出进一步优化企业绩效的建议和措施;(3)MJSD公司作为电力上市公司首批进行电力数字化的案例,面临的问题具有一定的代表性。因此,本文的研究结论与相关建议能够为电力行业企业进行电力数字化改革提供借鉴作用。

关键词：资产重组资产重组绩效突变级数法

遥感目标检测算法研究及其在重要生态区人类活动监管中的应用

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遥感目标检测算法研究及其在重要生态区人类活动监管中的应用

作者：任宇辉中南林业科技大学

学位级别：硕士

随着社会经济的快速发展,人类活动对生态环境产生的复杂影响日益凸显,如何有效监测和约束这些活动,尤其是在重要生态功能区内的各类人类活动,成为生态环境保护工作中的一项紧迫任务。遥感技术能提供广域、连续、实时的观测数据,克服了... 详细信息

随着社会经济的快速发展,人类活动对生态环境产生的复杂影响日益凸显,如何有效监测和约束这些活动,尤其是在重要生态功能区内的各类人类活动,成为生态环境保护工作中的一项紧迫任务。遥感技术能提供广域、连续、实时的观测数据,克服了传统监测手段在时空覆盖上的局限性,成为重要生态功能区监管的重要手段。但人类活动复杂多变,在卫星遥感影像中表现的空间特征、纹理特征、几何特征、关联背景等与自然图片迥异,导致常规人工解译遥感影像人类活动难以满足生态保护监测即时、高效、准确的要求。针对上述问题,本研究通过优化YOLOv5（You Only Look Onceversion 5）目标检测算法,建立人类活动数据集,训练了人类活动检测模型,开发了重要生态功能区人类活动检测系统,并开展了实际应用,效果显著。主要研究内容如下:（1）优化了 YOLOv5网络结构。针对遥感影像中目标实例具有方向性的问题,将YOLOv5中的水平锚框改进为带角度参数的旋转锚框。将CBAM融合特征注意力机制引入到YOLOv5网络中,挖掘遥感影像中潜在的语义信息和空间关系,增强网络对高分辨率影像全局信息的提取能力。针对遥感图像中小目标较多,且难以识别的问题,构建了 MWFF加权特征融合模块,从异尺度特征和同尺度特征两个方面加强了对各个阶段特征图信息的融合利用。改进后的YOLOv5网络在大型公开遥感数据集 DOTA 和 DIOR-R 上 mAP@IoU=0.5分别达到73.6%和75.3%,模型大小分别为16.1M和15.7M,影像处理速度均为64FPS。（2）建立了遥感影像人类活动数据集。基于湖南省2022-2023年GF-2号原始卫星遥感影像和人类活动分类体系,通过遥感影像预处理、实例标注、数据转化等一系列流程,构建了一个种类丰富、背景多样的高质量遥感图像人类活动数据集EnvHA,包含9种人类活动类型,1261张遥感图像,共计5184个目标实例,是对现有的公开遥感数据集中包含人类活动类型稀少,目标实例单一,影像背景单调的有效补充,进一步满足了生态环境实际监测的需求。（3）训练了人类活动目标检测模型。基于改进的YOLOv5网络和数据集EnvHA进行人类活动检测模型的训练,模型具备很高的均衡性和准确性,mAP值达到83.8%,对9种人类活动类型AP值均超过了 60%,体现出良好的泛化能力和对多样人类活动场景的适应性。（4）开发了重要生态功能区人类活动检测系统。基于训练生成的人类活动目标检测模型,利用PyQt5设计了可视化交互软件系统,开发了文件上传、参数控制、模型选择和检测效果显示等功能,测试了系统的应用效果,结果表明具有良好的应用价值。

关键词：遥感目标检测算法 YOLOv5 生态功能区人类活动监管