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Cd在地肤[Kochia scoparia(L.)Schrad.]中的化学形态及亚细胞分布

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农业环境科学学报 2023年第5期42卷 1011-1022页

作者：吴亮朱姝张皓谭菊王凡牛鸿宇谭璐杨海君核工业二三〇研究所长沙410007 湖南农业大学资源环境学院长沙410128 湖南省伴生放射性矿产资源评价与综合利用工程技术研究中心长沙410007 湖南省长沙生态环境监测中心长沙410001 长沙环境保护职业技术学院长沙410004

为探究镉(Cd)在地肤[Kochia scoparia(L.)Schrad.]茎部与根系中的亚细胞分布特征,在不同pH和不同Cd浓度胁迫下,对成熟期地肤生物量及Cd在地肤根系、茎部的积累状况和化学形态特征进行研究。结果表明:所有处理地肤茎部生物量均高于根系,... 详细信息

为探究镉(Cd)在地肤[Kochia scoparia(L.)Schrad.]茎部与根系中的亚细胞分布特征,在不同pH和不同Cd浓度胁迫下,对成熟期地肤生物量及Cd在地肤根系、茎部的积累状况和化学形态特征进行研究。结果表明:所有处理地肤茎部生物量均高于根系,当Cd添加量为1.5~3.0 mg·kg^(-1)时,T处理(pH 6.1)地肤总生物量高于TS处理(pH 5.0);地肤将58.09%~89.35%的Cd积累在茎部,所有处理地肤Cd的富集系数大小为茎>根系,表明地肤茎对Cd的积累能力强于根系,且在Cd添加量为1.5~9.0 mg·kg^(-1)时,T处理地肤茎Cd积累量高于TS处理;地肤根系和茎中超过85%的Cd贮存在细胞壁与液泡中,表明二者是地肤细胞中Cd区室化分布和解毒的重要场所;地肤根系细胞器Cd所占比例低于地肤茎部,这也是地肤将更多的Cd富集在茎部的一个重要原因;地肤茎和根系中均以移动性和毒性相对较低的醋酸提取态、氯化钠提取态及乙醇提取态Cd分配比例最大(T为82.96%~88.17%;TS为83.70%~89.70%),其中醋酸提取态含量最高(T为37.31%~56.24%;TS为40.98%~52.32%),氯化钠提取态与乙醇提取态Cd含量接近,这种Cd赋存形式是地肤降低Cd生物有效性和减少Cd毒害的一种重要防御机制。当土壤pH为6.1和Cd添加量为1.5 mg·kg^(-1)时,地肤对土壤Cd的解毒较好。研究表明,地肤具有对不同Cd胁迫水平的耐性,且对酸性土壤有较强的适生性,因此适用于湖南地区酸性农田土壤的修复治理。

关键词：镉地肤积累亚细胞分布化学形态

降解吡啶复合菌系MD1的筛选、降解特性及代谢途径

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微生物学报 2023年第11期63卷 4330-4343页

作者：牛鸿宇郭佳源陈勃智陈丹丹龙宇杨海君彭锐湖南农业大学环境与生态学院湖南长沙410128 长沙市生态环境局湖南长沙410131 湖南省长沙生态环境监测中心湖南长沙410001

【目的】为筛选吡啶高效降解复合菌系,促进高浓度吡啶废水的降解。本研究围绕吡啶降解复合菌系的筛选、降解特性及代谢途径,旨在获得吡啶高效降解复合菌系,为高浓度吡啶废水微生物降解及完全矿化提供理论依据和技术支撑。【方法】以吡... 详细信息

【目的】为筛选吡啶高效降解复合菌系,促进高浓度吡啶废水的降解。本研究围绕吡啶降解复合菌系的筛选、降解特性及代谢途径,旨在获得吡啶高效降解复合菌系,为高浓度吡啶废水微生物降解及完全矿化提供理论依据和技术支撑。【方法】以吡啶为唯一碳氮源从某农药废水处理系统好氧活性污泥中筛选得到一个吡啶高效降解复合菌系MD1。采用16S rRNA高通量测序技术探究了MD1的群落结构及多样性,通过单因素实验考察了MD1的降解特性,利用气相色谱-质谱联用仪对MD1降解吡啶的代谢产物进行了初步检测与鉴定,推测吡啶可能的降解途径。【结果】结果显示,在温度30℃、pH 8.0、NaCl浓度0.1%的最佳条件下培养72 h,MD1对初始浓度1400 mg/L的吡啶降解率为98.44%±0.27%。在属水平上,MD1主要由副球菌属(Paracoccus sp.)、布鲁氏菌属(unclassified_Brucellaceae)、无色杆菌属(Achromobacter sp.)等组成。由代谢产物检测结果初步推测MD1对吡啶的代谢途径为吡啶→烟酸→6-羟基烟酸→2,5-二羟基吡啶→N-甲酰基马来酰胺酸→马来酰胺酸→马来酸→CO_(2)+H_(2)O。【结论】研究筛选得到一个可高效降解吡啶、降解性能稳定的复合菌系MD1。解析了MD1的微生物组成多样性和群落结构,推测了MD1可能的代谢途径,研究结果丰富了吡啶降解微生物资源。

关键词：吡啶复合菌系生物降解代谢途径

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一株十二烷基硫酸钠高效降解菌的分离鉴定、降解特性及代谢途径研究

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生物技术通报 2022年第12期38卷 287-299页

作者：牛鸿宇舒倩杨海君颜智勇谭菊湖南农业大学资源环境学院长沙410128 湖南农业大学植物保护学院长沙410128 湖南省长沙生态环境监测中心长沙410001

为获得更丰富的十二烷基硫酸钠(sodium dodecyl sulfate,SDS)降解菌资源,从本实验室筛选保存的复合菌系SDS1中,分离出1株以SDS为唯一碳源生长的高效降解菌D2,结合形态学观察、生理生化特征及16S rRNA序列分析,结果显示D2为帕拉伯克霍尔... 详细信息

为获得更丰富的十二烷基硫酸钠(sodium dodecyl sulfate,SDS)降解菌资源,从本实验室筛选保存的复合菌系SDS1中,分离出1株以SDS为唯一碳源生长的高效降解菌D2,结合形态学观察、生理生化特征及16S rRNA序列分析,结果显示D2为帕拉伯克霍尔德菌(Paraburkholderia tropica)。实验结果证实,在温度30℃、pH 7、盐度0.1%(W/W)、附加氮源硝酸钠+氯化铵的条件下培养48 h,D2对初始浓度1 200 mg/L的SDS降解率达到98.3%。采用离子色谱法、气相色谱法、液相色谱法对D2在SDS降解过程中的主要代谢产物进行检测与鉴定,初步推测出其对SDS的降解途径可能为SDS→硫酸盐+1-十二烷醇→十二烷醛→十二烷酸→乙酸→CO+HO。本研究可为含SDS表面活性剂废水的高效降解处理提供微生物资源。

关键词：十二烷基硫酸钠帕拉伯克霍尔德菌微生物降解分离鉴定降解特性代谢途径

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Cu基催化剂在糠醛选择加氢反应机制研究

Cu基催化剂在糠醛选择加氢反应机制研究

作者：牛鸿宇大连理工大学

学位级别：硕士

随着现代社会高速地发展,不可再生能源化石能源的储量越来越少以及带来的环境问题越来越多,人们逐渐对可再生能源生物质及其生物质衍生物越来越关注。糠醛(FFA)是木质纤维素生物质中半纤维素衍生的重要平台化合物。我国年产量糠醛达上万... 详细信息

随着现代社会高速地发展,不可再生能源化石能源的储量越来越少以及带来的环境问题越来越多,人们逐渐对可再生能源生物质及其生物质衍生物越来越关注。糠醛(FFA)是木质纤维素生物质中半纤维素衍生的重要平台化合物。我国年产量糠醛达上万吨,其中80%作为廉价的原料出口,为糠醛深度加工成更有价值的化学品提供了可能。2-甲基呋喃(MF)是生产呋喃基化合物、戊二醇等重要的化工原料,也是作为生产农药杀虫剂(菊花乙酯)、香水、抗疟药(氯喹)等优异的化工中间体。因此开发MF产品替代化石燃油或作为目前燃料的添加剂将有利于缓解当前能源危机现状,具有很好的时代背景及研究意义。环戊醇(CPL)与环戊酮(CPO)是重要的化学原料,已广泛用于合成杀菌剂,香料化学品和药物的溶剂和原料。在温和的条件下将生物质衍生物FFA直接转化为CPL与CPO,获得较高的FFA转化率、CPL或CPO选择性将具有重要的意义。本文首次系统地研究了CuZnAl催化剂用于液相氢转移催化FFA加氢制备MF。通过共沉淀的方法制备了一系列的CuZnAl催化剂和CuZn催化剂、CuAl催化剂、ZnAl催化剂。实验探究了不同催化剂、不同焙烧温度、不同CuZn摩尔比、不同溶剂、不同压力、不同反应温度以及不同反应时间对FFA催化氢转移制备MF的影响。实验发现,在常压氮气的气氛下异丙醇溶剂中使用CuZn-Al-600(Cu/Zn=2.5,焙烧温度为600C)催化剂获得MF的收率为72%,显示出7.5mmol MF/(gCat.h)的比率和循环稳定性,与报道中的贵金属的催化性能相当。为进一步探究催化剂结构与性能之间的关系,对催化剂进行了XRD、XPS、H-TPR、TEM等表征。分析发现,糠醛中C-O键的裂解对于生成2-甲基呋喃是必不可少的,可以通过催化剂表面的Cu晶相和CuAlO晶相来调节和促进,CuZnAl催化剂还原后Cu物质量与2-甲基呋喃的生成具有正相关。其次采用共沉淀的方法,制备了一系列不同ZnAl比的Cu基催化剂(Cu占37 mol%),用于糠醛水相加氢重排反应。反应结果表明,Cu基催化剂最佳的反应条件为150C,4 MPa,4 h。经XRD、H-TPR,NH-TPD,H-TPD,XPS,CuLMM,TEM催化表征分析可知,在CuZnAl催化剂中,Zn和Al不仅与Cu的粒径和催化剂的结构有关,而且还改变了Cu的化合价分布和催化剂的酸度。

关键词：糠醛 CuZnAl催化剂 2-甲基呋喃重排反应加氢反应

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基于计算机视觉的工业金属表面缺陷检测综述

自动化学报 2024年第7期50卷 1261-1283页

作者：伍麟郝鸿宇宋友北京航空航天大学软件学院北京100191

针对平面及三维结构金属材料的工业表面缺陷检测,概述了视觉检测技术的基本原理和研究现状,并总结出视觉自动检测系统的关键技术包括光学成像技术、图像预处理技术与缺陷检测器.首先介绍了如何根据检测对象的光学特性选择合适的二维、... 详细信息

针对平面及三维结构金属材料的工业表面缺陷检测,概述了视觉检测技术的基本原理和研究现状,并总结出视觉自动检测系统的关键技术包括光学成像技术、图像预处理技术与缺陷检测器.首先介绍了如何根据检测对象的光学特性选择合适的二维、三维光学成像技术;其次介绍了图像降噪、特征提取、图像分割和拼接等预处理技术的重要作用;然后根据缺陷检测器的实现原理将其分为模板匹配、图像分类、图像语义分割、目标检测和图像异常检测五类,并对其中的经典算法进行了归纳分析.最后,探讨了工业场景下金属表面缺陷检测技术实施中的关键问题,并对该技术的发展趋势进行了展望.

关键词：表面缺陷检测计算机视觉金属表面缺陷自动化检测

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一种基于时空运动信息交互建模的三维人体姿态估计方法

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图学学报 2024年第1期45卷 159-168页

作者：吕衡杨鸿宇北京航空航天大学计算机学院北京100191 北京航空航天大学人工智能研究院北京100191

三维人体姿态估计在虚拟现实和人机交互等领域具有重要作用。近年来,Transformer已被引入三维人体姿态估计领域,用于捕捉人体关节点的时空运动信息。然而,现有研究通常只关注于人体关节点群的整体运动,或只对单独的人体关节点运动进行建... 详细信息

三维人体姿态估计在虚拟现实和人机交互等领域具有重要作用。近年来,Transformer已被引入三维人体姿态估计领域,用于捕捉人体关节点的时空运动信息。然而,现有研究通常只关注于人体关节点群的整体运动,或只对单独的人体关节点运动进行建模,均没有深入地探讨每个关节点的独特运动模式及不同关节点运动间的相互影响。因此,提出了一种创新的方法,旨在细致地学习每帧中的二维人体关节点的空间信息,并对每个关节点的特定运动模式进行深入分析。通过设计一个基于Transformer编码器的运动信息交互模块,精确地捕捉不同关节点之间的动态运动关系。相较于已有直接对人体关节点的整体运动进行学习的模型,此方法能够使得预测精度提高约3%。与注重单节点运动的最先进MixSTE模型相比,该模型在捕捉关节点的时空特征方面更为高效,推理速度实现了20%以上提升,使其更适合于实时推理的场景。

关键词： 3D人体姿态估计 Transformer编码器关节点间运动时空信息关联实时推理

LCC-S型MC-WPT系统的电能与信号同步传输技术研究

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LCC-S型MC-WPT系统的电能与信号同步传输技术研究

作者：季鸿宇重庆理工大学

学位级别：硕士

磁耦合无线电能传输(Magnetic Coupling Wireless Power Transfer,MC-WPT)技术具有设计简单、抗干扰能力强、电能传输高效、过程安全、应用场景广泛的特点,在电动汽车无线充电、植入式医疗设备、航空航天、移动通信等领域具有良好的应... 详细信息

磁耦合无线电能传输(Magnetic Coupling Wireless Power Transfer,MC-WPT)技术具有设计简单、抗干扰能力强、电能传输高效、过程安全、应用场景广泛的特点,在电动汽车无线充电、植入式医疗设备、航空航天、移动通信等领域具有良好的应用前景和研究价值。本文首先以S-S补偿拓扑为例分析了其电路特点并根据LCC-S型拓扑具有一次侧恒流输出,系统恒压输出的特点,明确了本文的研究对象为LCC-S型MC-WPT系统;针对信号在传输过程中存在与能量相互干扰导致信号传输速率低、电能质量受影响等问题展开研究,本文研究内容如下。(1)磁耦合无线电能传输系统补偿拓扑研究。首先以S-S补偿拓扑为例分析了其电路特点和传输特性,并介绍了目前应用较多的低阶补偿拓扑和高阶补偿拓扑。基于S-S补偿拓扑配置了LCC-S型补偿网络,对LCC-S型补偿拓扑构建了数学模型。通过对系统传输效率、输出功率及输出电压增益等多个方面的分析,得出LCC-S拓扑具有原边恒流输出和系统恒压输出的特性。(2)基于FSK频率调制的正向信号传输系统研究。首先,对LCC-S型补偿拓扑分析时发现系统存在多个谐振工作频点,通过仿真分析得出结论:系统不工作在谐振频点时会进入失谐模式,但在失谐模式中存在与谐振工作模式输出特性相同的频点。最后,根据这一特点提出一种基于FSK信号调制技术的新型选频策略,并进行参数规划和解调电路设计,实现了电能与信号的正向同步传输。(3)基于载波调制的反向信号传输系统研究。由于FSK调制方法只能实现信号的正向传输,本文采用了载波ASK调制方式来实现反向信号传输。引入信号载波后电能的传输会对信号产生干扰,因此,对载波调制式电能与信号同步传输技术中影响信号传输的关键因素进行了分析。随后针对基于LCC-S型补偿拓扑的信号传输电路进行系统电能传输和信号传输的分析。最后,利用MATLAB/Simulink仿真平台建立LCC-S型MC-WPT系统反向信号传输电路,对反向能量与信号传输系统进行了仿真,确定最佳的电路参数,并验证了该方案的可行性。(4)MC-WPT能量和信号同步传输及电能优化电路设计研究。对系统能量与信号传输同步传输的电能传输效率、电能质量和可靠性等方面做了全面的仿真验证和分析。分析得出正向电能传输时出现输出电压质量受损,电能幅值发生变化的结论。为了提高电能传输质量,在副边整流桥后加入四开关BUCK-BOOST电路,并搭建仿真模型。仿真结果显示,成功将幅值变化的电压转为稳定输出的电压,而负载电流不受频率切换的影响,能够实现恒压输出,验证了前文选择恒流频率点作为正向传输FSK调制策略的正确性和有效性。

关键词：磁耦合无线电能传输电能与信号同步传输电能频率调制频率切换 LCC-S补偿网络

基于FBG传感的仿生机器手触滑热觉多信息协同感知研究

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基于FBG传感的仿生机器手触滑热觉多信息协同感知研究

作者：秦鸿宇重庆交通大学

学位级别：硕士

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基于MOF材料的涂层应用与机制研究进展

复合材料学报 2024年第3期41卷 1093-1108页

作者：杜娟汪鸿宇石玉超宋海鹏中国民航大学中欧航空工程师学院天津300300 北京机械设备研究所北京100854

金属有机骨架(MOF)作为一种新型多孔晶体材料,因其具有高孔隙率、结构多样、化学结构可控等特点可被作为纳米粒子和载体使用。基于MOF材料的涂层可兼具MOF本身的优点,但基于MOF材料的涂层应用和机制研究的综述性论文不多。本文针对基于... 详细信息

金属有机骨架(MOF)作为一种新型多孔晶体材料,因其具有高孔隙率、结构多样、化学结构可控等特点可被作为纳米粒子和载体使用。基于MOF材料的涂层可兼具MOF本身的优点,但基于MOF材料的涂层应用和机制研究的综述性论文不多。本文针对基于MOF材料的涂层国内外研究现状进行了介绍,重点阐述了基于MOF材料的涂层防/除冰应用(超疏水表面和光滑液体注入多孔表面(SLIPS))、防腐应用(MOF材料作为纳米粒子和载体)和抗菌应用(基于金属离子释放、基于光动力(PDT)和基于光热(PTT)),并归纳出不同涂层的防/除冰机制(降低水的凝固温度和减少冰的黏附)、防腐机制(直接物理阻隔或生成化合物而达到阻隔效果)和抗菌机制(对真核细胞具有弱毒性的金属离子达到抗菌效果、活性氧(ROS)在光照射下激活达到抑菌效果和通过吸收外界光产生热量,随温度升高而达到抗菌效果)。并对基于MOF材料的涂层面临的关键挑战、潜在应用和发展前景进行了展望。

关键词：金属有机骨架涂层防/除冰机制防腐机制抗菌机制