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基于机器学习算法的有机污染物氧化速率常数的预测研究

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基于机器学习算法的有机污染物氧化速率常数的预测研究

作者：潘思远中南大学

学位级别：硕士

水环境中不断出现的有机污染物(OCs)对人类和生态健康构成了重大威胁。高级氧化技术(AOPs)因氧化性能强、降解效率高和二次污染少等优点而被广泛用于氧化去除OCs。氧化速率常数(k)是评估AOPs降解性能以及工业设计的一个重要参数。但仅... 详细信息

水环境中不断出现的有机污染物(OCs)对人类和生态健康构成了重大威胁。高级氧化技术(AOPs)因氧化性能强、降解效率高和二次污染少等优点而被广泛用于氧化去除OCs。氧化速率常数(k)是评估AOPs降解性能以及工业设计的一个重要参数。但仅通过实验测试的方法计算OCs的k存在效率低、成本高等问题。而定量构效关系(QSAR)模型则可用于高通量地预测OCs的k,弥补实验的不足。本研究使用机器学习算法,分别构建了以羟基自由基(·OH)、硫酸根自由基(SO·)和臭氧(O)为主要活性物质的3种典型AOPs中k的QSAR预测模型,其k分别记为k、k和k。主要研究工作如下:(1)通过文献收集构建了3种AOPs中k的数据集,大小分别为1389(k)、407(k)和494(k)。结合6种机器学习算法(支持向量机、K近邻、决策树、随机森林、梯度提升决策树和极端梯度提升)和13种分子指纹(Morgan、MACCS、CDK、Ext、Graph、Estate、Pub、Sub、SubC、KR、KRC、AP2D和AP2DC),构建了预测AOPs中k的QSAR模型。其中算法基于Python语言实现,分子指纹使用Rdkit软件包和Pa DEL-Descriptor软件进行计算。采用十折交叉验证、外部验证和基于分子指纹相似度的应用域表征对所构建模型的稳健性、预测能力和适用范围进行了评估。具有最优k、k和k预测性能的模型分别是RF-Pub(决定系数R=0.938,外部验证系数Q=0.825,平均相似度阈值T=0.039)、SVM-Pub(R=0.993,Q=0.853,T=0.067)和RF-MACCS(R=0.925,Q=0.727,T=0.099)模型。(2)应用SHapley Additive ex Planations方法,对基于XGB算法得到的k预测模型进行了解释,统计了Morgan指纹中对k贡献度排名前10的特征位点,根据这些位点代表的分子结构信息,揭示了AOPs氧化反应中OCs的关键活性位点。结果显示OCs中的芳香C原子、双键C原子、伯碳和硫醚S原子是与·OH反应的主要活性位点;芳香C原子、亚氨基N原子、与芳香C相连的羟基、仲碳和与芳香N相连的甲基作为主要活性位点与SO·反应;与芳香C相连的羟基、与芳香C相连的氨基、芳香C原子、双键C原子和氨基N原子则作为与O反应的主要活性位点。通过3种AOPs中主要活性位点差异性的比较,为目标OCs的AOPs选择提供理论指导。

关键词：高级氧化技术机器学习算法分子指纹 QSAR 模型解释反应活性位点

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支沙口村庙建筑与民间信仰文化研究

支沙口村庙建筑与民间信仰文化研究

作者：潘思远河北大学

学位级别：硕士

有清一代,晋商的活动地域非常广泛,支沙口村本身也是适应当时商人之需要而建。此村位于井陉县南部山区,是太行山东麓腹地的一个小山村,现有278户居民,这里群山环绕,石头建筑众多,尤以清朝晚期的特色建筑——石墙瓦房,最具北方太行山区... 详细信息

有清一代,晋商的活动地域非常广泛,支沙口村本身也是适应当时商人之需要而建。此村位于井陉县南部山区,是太行山东麓腹地的一个小山村,现有278户居民,这里群山环绕,石头建筑众多,尤以清朝晚期的特色建筑——石墙瓦房,最具北方太行山区的传统民居文化价值。位于村口的关帝庙和位于村东坡的“官房”,作为支沙口村的两处标志性建筑,无论是对考察北方山区的村庙建筑历史,还是对研究我国北方山区的原生态民俗文化发展和演变历史,都算得上是较为重要的民俗文化遗存。所以本文以支沙口村庙为个案,比照吕家和大梁江两个民俗文化村的村庙建筑,来探讨支沙口的村庙建筑文化。村庙作为广大乡村居民重要的文化生活场所,是民间信仰的得以持续的核心。支沙口村庙供奉的俗神以关公为主,而关公的忠孝精神又体现了儒家的文化内质。可惜,自改革开放以来,由于人口不断向城市流动,村里的常住人口开始逐渐减少。与此同时,支沙口“官房”村庙这个民俗文化的重要载体,也开始因经费不足、缺少维护等问题而今已坍废,抢救保护应系当务之急。毕竟“官房”村庙曾经经历了不同历史时期的风风雨雨,见证了支沙口村落的发展和演变,更承载着几代代村民的节日欢乐和美好记忆。作为一种特殊的民俗文化,支沙口官房村庙的建筑风格比较独特,留住它不但是一种文物,而且还是一种责任,是支沙口村民的乡愁,是支沙口村落的生命之根。

关键词：支沙口村庙建筑形式信仰

硅负极-电解液界面可控构建及力学/电化学稳定性研究

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硅负极-电解液界面可控构建及力学/电化学稳定性研究

作者：潘思远天津大学

学位级别：硕士

硅被认为是下一代锂离子电池最具商业化前景的负极材料。然而,由于锂化过程中所产生的巨大的体积膨胀效应(300%)引发了硅负极一系列力学和电化学失稳问题。其中,小尺寸纳米硅材料体积膨胀会导致固态电解质界面层(SEI)的反复破裂-生长,... 详细信息

硅被认为是下一代锂离子电池最具商业化前景的负极材料。然而,由于锂化过程中所产生的巨大的体积膨胀效应(300%)引发了硅负极一系列力学和电化学失稳问题。其中,小尺寸纳米硅材料体积膨胀会导致固态电解质界面层(SEI)的反复破裂-生长,而大尺寸的微米硅材料则会发生颗粒破裂,在电极内产生巨大局域应力,并暴露新鲜的硅活性表面与电解液发生副反应。本文首先针对纳米硅采用导电层状聚合物包覆诱导构建了组成分布均匀的柔性复合SEI,进而针对微米硅材料构建了双金属碳化物掺杂的碳包覆层,实现了碳保护层的增强增韧。以上分别有效提升了纳米硅和微米硅材料的电极-电解液界面的力学和电化学稳定性,获得了高容量、长循环寿命硅基负极。在柔性包覆层构建策略上,通过“自下而上”的表面化学修饰-原位聚合组装的策略实现了导电层状聚苯胺(LCP)在纳米硅负极表面均匀、致密包覆。LCP的层状结构使得电解液能够渗透至层间,并在层间得到电子原位转化为以有机相为主并扎根于LCP的复合SEI(h SEI)。LCP与层间电解液的偶极-偶极相互作用促进了氟代碳酸乙烯酯(FEC)的分解,实现了氟化锂(Li F)在SEI的均匀分布。原位形成的均匀、柔性的h SEI促进了Li的快速迁移、改善了锂化/脱锂过程动力学、缓冲了膨胀应力并维持了电极结构稳定。结果上,所制备的纳米硅负极表现出长循环寿命(300圈保持1000 m Ah g)和优异的倍率性能(5 A g下可达942 m Ah g),并在3 m Ah cm的实用面容量下稳定循环150圈。上述结果证明了通过柔性层状聚合物包覆诱导稳定SEI的形成及聚合物与SEI一体化构建对于改善电极循环稳定性具有重要的作用。相较于纳米硅的均匀膨胀和应力的快速释放,微米硅负极锂化过程中伴随着剧烈的各向异性膨胀以及严重的颗粒破碎现象,使得电极-电解液界面稳定性问题更加突出。为了提高微米硅/碳材料中碳保护层的力学稳定性,通过溶胶-凝胶法结合氢气热还原在碳包覆层中引入钨-钛双金属碳化物,增强碳包覆层的力学强度,从而提高碳包覆层的界面力学与电化学稳定性,消纳电极局部应力,抑制副反应。所制备碳化钨-碳化钛掺杂碳包覆微米硅(Si MPs@WTC)电极库伦效率得到提升,并展现出良好的循环稳定性(400圈可逆容量达1145 m Ah g)和优异的倍率性能(1 C下可逆容量超过1000 m Ah g)。上述结果证明了金属碳化物对碳层机械性能的调控能够有效改善电极循环稳定性。

关键词：锂离子电池硅负极固态电解质界面层层状聚合物包覆碳包覆

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胃癌靶向治疗的研究进展

中华内科杂志 2020年第2期59卷 148-152页

作者：潘思远房静远上海交通大学医学院附属仁济医院消化科上海市消化疾病研究所200001

胃癌在全球的发病率及致死率仍位居前列,针对胃癌的靶向治疗是研究热点,但让患者获益的治疗仍占少数。目前被批准用于晚期胃癌靶向治疗的药物仅有曲妥珠单抗、雷莫芦单抗、阿帕替尼、帕博丽珠单抗及Nivolumab,且靶向药物的临床应用面临... 详细信息

胃癌在全球的发病率及致死率仍位居前列,针对胃癌的靶向治疗是研究热点,但让患者获益的治疗仍占少数。目前被批准用于晚期胃癌靶向治疗的药物仅有曲妥珠单抗、雷莫芦单抗、阿帕替尼、帕博丽珠单抗及Nivolumab,且靶向药物的临床应用面临诸多问题。靶向药物的耐药、患者个体化的药物选择、靶向药物的合理使用等问题仍有待于进一步探究。本文就胃癌靶向治疗的研究成果及面临的挑战进行综述。

关键词：胃癌靶向治疗

湖南天明金矿区云斜煌斑岩年代学、同位素地球化学及成矿意义

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西北地质 2023年第6期56卷 285-300页

作者：陈澍民徐宏根吴金虹缪宇曾昊彭勃潘思远中国地质调查局长沙自然资源综合调查中心湖南长沙410600 中国地质大学地球科学与资源学院北京100083 中国地质调查局昆明自然资源综合调查中心云南昆明650100 中国地质科学院矿产资源研究所北京100037

湖南安化天明金矿区的勘查工作中,岩芯揭露隐伏云斜煌斑岩。为探讨脉岩与成矿关系,对云斜煌斑岩开展岩石学、LA−ICP−MS锆石U−Pb年代学、全岩主微量元素和Sr−Nd同位素组成研究。结果显示,云斜煌斑岩遭受强烈的碳酸盐化蚀变;成岩时代不早... 详细信息

湖南安化天明金矿区的勘查工作中,岩芯揭露隐伏云斜煌斑岩。为探讨脉岩与成矿关系,对云斜煌斑岩开展岩石学、LA−ICP−MS锆石U−Pb年代学、全岩主微量元素和Sr−Nd同位素组成研究。结果显示,云斜煌斑岩遭受强烈的碳酸盐化蚀变;成岩时代不早于104 Ma,可能是晚燕山期华南构造-岩浆事件的响应;(418.79±1.57)Ma与(2506±14)Ma两组谐和年龄分别记录了志留纪扬子地块华夏诸岛弧陆弧碰撞以及太古宙地壳初始大规模增生,表明基底物质来源于上述2次地质事件。云斜煌斑岩属高钾钙碱性系列,轻稀土元素(LREE)富集、重稀土元素(HREE)亏损,具有明显的Eu负异常和Ce正异常;大离子亲石元素和高场强元素亏损,相容元素含量高;全岩εNd(t)=−8.28~−7.61表明壳幔混源;认为云斜煌斑岩由地幔岩浆在源区残留角闪石、钛铁矿和/或金红石,经历以斜长石为主的分离结晶,并受地壳混染,最终在近EW向断裂中侵位形成。对比湘中地区脉岩,赋矿地层,地壳Au、Sb含量,暗示脉岩与锑可能具有深部同源性,天明矿床具有锑成矿潜力。

关键词：雪峰构造带云斜煌斑岩燕山期主微量元素 Nd同位素

机器学习结合分子指纹预测过硫酸盐氧化体系污染物的降解速率常数

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徐州工程学院学报（自然科学版） 2022年第2期37卷 42-48页

作者：杨鹰潘思远中南大学化学化工学院湖南长沙410083

降解速率是环境污染物处理工艺选用和设计中必须考虑的关键因素,与传统实验方法相比,基于定量构效关系(QSAR)模型预测有机物降解速率的方法可以明显降低人力、物力和时间成本.文章基于分子指纹(MF),分别使用随机森林和极端梯度提升(XGBo... 详细信息

降解速率是环境污染物处理工艺选用和设计中必须考虑的关键因素,与传统实验方法相比,基于定量构效关系(QSAR)模型预测有机物降解速率的方法可以明显降低人力、物力和时间成本.文章基于分子指纹(MF),分别使用随机森林和极端梯度提升(XGBoost)机器学习算法,成功构建了预测过硫酸盐高级氧化体系中有机污染物降解速率常数的MF-QSAR模型.与MD-QSAR模型相比,MF-QSAR模型在应对更大的数据集时,仍能表现出良好的性能,XGBoost模型的决定系数和均方根误差分别为0.8378和0.3160.最后,使用SHapley Additive exPlanations方法解释了MF具体位点对模型结果的贡献度,XGBoost模型正确区分了富电子和吸电子分子特征对模型的正负影响.

关键词：降解速率常数定量构效关系分子指纹机器学习

中国制造业上市公司金融化对企业未来主业绩效的影响研究

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中国制造业上市公司金融化对企业未来主业绩效的影响研究

作者：潘思远对外经济贸易大学

学位级别：硕士

本文将以中国经济出现了显著的“脱实向虚”趋势,大量的金融资源脱离实体经济部门逆向流入金融、房地产等虚拟化程度较高领域的现象以及占总资产的比例逐年增加为背景,以研究微观制造业企业的未来主业绩效为落脚点,在依据新古典资本需... 详细信息

本文将以中国经济出现了显著的“脱实向虚”趋势,大量的金融资源脱离实体经济部门逆向流入金融、房地产等虚拟化程度较高领域的现象以及占总资产的比例逐年增加为背景,以研究微观制造业企业的未来主业绩效为落脚点,在依据新古典资本需求理论、委托代理理论,融资约束理论和实物期权理论进行理论分析的基础上,利用2007-2018年CSMAR数据库和WIND数据库的数据,深入考察中国制造业上市公司金融化对企业未来主业绩效的作用效应和影响机制。具体来说拟回答以下两个问题:第一,中国制造业上市公司金融化是否促进企业未来主业绩效的提升?第二,中国制造业上市公司金融化对企业未来主业绩效作用效应的影响机制是哪些?本文在一定程度克服潜在内生性的基础上,通过利用面板回归模型进行基础检验,利用中介效应进行机制检验,并通过稳健性检验确保结论稳健。一系列实证检验发现:中国制造业企业金融化对企业未来主业绩效有显著的制约作用,通过进一步的机制检验发现,融资约束缓解机制和技术创新抑制机制是企业金融化对企业未来主业绩效作用效应的影响机制。本文研究不仅从企业金融化视角丰富了企业未来主业绩效影响因素的相关研究,而且还从企业未来主业绩效视角拓展了企业金融化经济后果的相关研究。为制造业进一步确立对金融化的基本态度和监管思路以促进中国经济高质量发展提供理论依据,更为政府监管部门协调实体经济和金融部门关系、建设创新型国家的政策制定提供了理论参考。

关键词：制造业上市公司金融化未来主业绩效融资约束缓解机制技术创新抑制机制

APT木马网络行为特征自动化分析技术与应用

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APT木马网络行为特征自动化分析技术与应用

作者：潘思远上海交通大学

学位级别：硕士

近几年来,网络攻击随着互联网技术的广泛应用而层出不穷,特别是APT攻击,更加成为了对国家安全、社会稳定、经济发展的重要威胁。而APT攻击离不开木马软件的应用,因此,分析APT木马网络行为特征,从而识别攻击行为有着至关重要的作用。本文... 详细信息

近几年来,网络攻击随着互联网技术的广泛应用而层出不穷,特别是APT攻击,更加成为了对国家安全、社会稳定、经济发展的重要威胁。而APT攻击离不开木马软件的应用,因此,分析APT木马网络行为特征,从而识别攻击行为有着至关重要的作用。本文对APT木马网络行为特征提取技术进行研究,提出一种木马网络协议逆向方法,通过该方法实现对于木马网络行为特征的自动化提取。该网络协议逆向方法的理论依据主要为同一网络协议的网络通信数据的自身内部约束所产生的统计规律。首先通过部署沙盒环境,包括木马运行环境以及网络环境,以此捕获木马受控端通信数据。在对通信数据经过Token序列化预处理后,再对预处理的Token序列应用序列比对以及聚类算法进行进一步的分析,并在聚类过程中不断调整Token的划分。从而使Token的划分不断逼近真实的协议格式,最终得到逆向后的网络协议格式。通过对逆向后的协议格式进行分析,从中提取网络特征。该自动化分析方法由于通过沙盒上下文信息支持一定的语义分析,能够动态对变长数据域的协议格式进行动态调整。实验表明,本文所述的APT木马网络行为自动化分析原型系统对于文本型网络协议的木马、二进制型网络协议的木马以及采用HTTP协议隧道的木马均能够有效地分析出网络特征。

关键词： APT 木马网络特征提取未知网络协议逆向

“意”与“象”在旅游形象标志中的应用研究——以“艺境太行”旅游写生基地为例

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“意”与“象”在旅游形象标志中的应用研究——以“艺境太行”旅...

作者：潘思远湖北工业大学

学位级别：硕士

旅游形象的整体塑造随着国内旅游业的迅速发展而占据越来越重要的位置。旅游形象标志设计在我国的各省市地区都在如火如荼地进行。本文从特点、构成、定位等方面对旅游形象进行了详细的介绍,阐述了旅游形象标志对于区域旅游文化发展、... 详细信息

旅游形象的整体塑造随着国内旅游业的迅速发展而占据越来越重要的位置。旅游形象标志设计在我国的各省市地区都在如火如荼地进行。本文从特点、构成、定位等方面对旅游形象进行了详细的介绍,阐述了旅游形象标志对于区域旅游文化发展、创造区域旅游品牌等方面的重要意义。通过调研我们发现,国内的旅游形象标志在设计上存在许多的问题,例如极高的相似性、缺乏创意等,有些设计则存在传递信息不准确,缺乏视觉美感等问题。为了提高区域旅游形象标志的感召力,对旅游地起到更好的宣传作用,同时又让游客能通过旅游形象标志增加对旅游景区文化底蕴的了解,本文从“意象”的角度深入研究了“意”与“象”在旅游形象标志中的应用。意象是来源于心理学的词汇,主要指人脑对事物的外形以及大小等客观信息进行加工后所产生的的描述。“意象”是“意”与“象”的统一,“意”是一种情感的融入,而“象”则是实际存在的事物,两者的统一是指主观感情融入到所看到的事物,而形成的审美感觉。它是主观与客观的完美结合,也是一种内外表里统一的状态。意象就是寓"意"于"象",其实就是将主观的情感融入客观存在的具体的物体中。设计的过程其实是一个“意”与“象”相结合的复杂过程。本文先阐述中国的旅游形象标志设计发展的现实状况,然后以“艺境太行”旅游写生基地为例,从意象理论出发,延伸出旅游意象基本内涵,从旅游意象角度对旅游形象标志所包含的意、象功能和设计理念等方面进行分析。同时本文立足于“意”、“象”在区域旅游形象标志设计中的应用,通过对“艺境太行”旅游写生基地意象设计的分析,研究认为“意”与“象”互动应成为旅游形象标志设计的基本理念。最后,希望本文对意象理论的应用研究能够为今后的区域旅游形象标志的设计实践提供新的思路。

关键词：意象旅游形象标志