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Ni基磷化物复合材料的合成及电化学传感性能研究

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Ni基磷化物复合材料的合成及电化学传感性能研究

作者：王鑫黑龙江大学

学位级别：硕士

近年来,电化学传感器由于其灵敏度高、检测速度快和实时检测等优点被广泛的应用于环境、医药检测等领域。其中,电化学传感器电极材料是决定其性能的最重要的因素。因具有高的催化活性、优异的导电性、价格低廉等优点,Ni基金属磷化物被... 详细信息

近年来,电化学传感器由于其灵敏度高、检测速度快和实时检测等优点被广泛的应用于环境、医药检测等领域。其中,电化学传感器电极材料是决定其性能的最重要的因素。因具有高的催化活性、优异的导电性、价格低廉等优点,Ni基金属磷化物被认为是一种很有前途的非贵金属催化剂。因此,本论文以ITO为基底,原位生长镍基磷化物多级结构材料,并构建了三种非酶电化学传感器,实现了Cu2+及对乙酰氨基酚（PA）的高效检测。主要研究的内容如下:1、利用简单的水热反应,在ITO基底上原位生长了花球结构Ni5P4/Ni2P/ITO阵列材料。在0.1 M HAC-KAC溶液中,Ni5P4/Ni2P/ITO传感器对电化学Cu2+检测显示出低的检测限（1.04μM）,较宽的线性检测范围（3.13～225μM）。这种优异的性能归因于Ni5P4/Ni2P/ITO花球阵列具有电化学活性面积大和电荷转移电阻小等优点,这些有利因素的协同增强了电极材料的电子传导能力并提供了更多的反应活性位点,进而使其有更好的电化学Cu2+敏感性能。2、制备了Zn-Ni5P4/Ni2P/ITO花球阵列复合材料,Zn的掺杂提高了材料的导电性,有利于电极的电子与质子传递,从而表现出优异的电化学传感性能。特别是,该材料实现了对Cu2+及PA的双敏感检测,在0.1 M HAC-KAC溶液中,Zn-Ni5P4/Ni2P/ITO传感器对Cu2+表现出良好的催化性能,在15.63 n M～225μM浓度范围内对Cu2+表现出良好的线性关系,显示出低的检测限（5.21 n M）。在0.1 M PBS溶液中,Zn-Ni5P4/Ni2P/ITO传感器对电化学PA检测显示出宽的线性检测范围（2 n M～400μM）和低的检测限（0.6 n M）。3、为了进一步降低Cu2+及PA的检测限,实现Cu2+及PA痕量检测。制备了Ni5P4/Ni2P/C/ITO多孔纳米片阵列。该传感器实现了对Cu2+的痕量检测,也对PA表现出良好的电化学传感性能。在0.1 M HAC-KAC溶液中,Ni5P4/Ni2P/C/ITO传感器对Cu2+的检测显现出极宽的线性范围（31.25 p M～218.75μM）和超低的检出限（10 p M）;在0.1 M PBS溶液中对PA的检测也具有极宽的线性范围（0.1～220μM）,检出限低至30 n M。同时,所构建的传感器还具有良好的选择性和长期稳定性,可用于检测牛奶中的Cu2+的含量,并能检测扑热息痛中对乙酰氨基酚的含量。

关键词： Ni基金属磷化物 Cu2+ 对乙酰氨基酚电化学传感器

沉水植物生物膜附生藻类组成、滞磷特征及影响因素

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沉水植物生物膜附生藻类组成、滞磷特征及影响因素

作者：王鑫贵州师范大学

学位级别：硕士

沉水植物对沉积物磷再悬浮具有重要的抑制作用,可以有效降低水体磷的内部负荷。大量研究表明沉水植被附生藻类对水体以及沉积物中磷元素具有重要的吸附和转化作用,但不同沉水植物附着藻类在磷循环过程中的贡献尚不明确。为此本文采集草... 详细信息

沉水植物对沉积物磷再悬浮具有重要的抑制作用,可以有效降低水体磷的内部负荷。大量研究表明沉水植被附生藻类对水体以及沉积物中磷元素具有重要的吸附和转化作用,但不同沉水植物附着藻类在磷循环过程中的贡献尚不明确。为此本文采集草海2023年7月、8月、9月三个月份的五种沉水植物的生物膜,通过鉴定附生藻类的种类和数量,探究其群落结构的差异及变化规律并采用SMT（Standard Measurement Test）化学连续提取法以及31P核磁共振技术对沉水植物生物膜以及沉积物中的磷形态变化及差异进行探究。运用相关性分析,探究了沉水植物生物膜附生藻类在磷循环之间的作用及影响因素,为深入研究湖泊磷的地球化学循环机理以及富营养化湖泊修复提供科学依据,主要结论如下:（1）三个月中水质情况变化不明显,水体中叶绿素含量在9月明显增加,总体水质保持在轻度富营养状态,这可能与湖区沉水植被恢复有关,沉水植被对富营养化水体具有净化作用,有利于维持水生态系统的平衡,防止水体恶化。（2）沉水植物附着藻类鉴定结果表示,不同沉水植物附生藻类组成结构上存在季节变化。蓝藻门（Cyanophyta）,平裂藻属（Merismopedia）优势度最高,是三个月中附生藻类的主要优势藻。7月采集的附生藻类共有5门,7纲,15目,29科,63属,126种。8月植物附生藻类鉴定共有5门,7纲,15目,30科,59属,124种。9月植物附生藻类共有5门,7纲,15目,29科,67属,140种。三个月中以狐尾藻中鉴定出的藻种类最多,平均每个月有70种。（3）三个月不同沉水植物附生藻类在门水平的密度具有显著差异,主要以蓝藻门差异最为显著。7月和9月篦齿眼子菜（Stuckenia pectinata）生物膜中蓝藻门密度最高,8月狐尾藻（Myriophyllum verticillatum）生物膜中蓝藻门密度最高,9月篦齿眼子菜（Stuckenia pectinata）附生藻类的密度最高。（4）不同沉水植物附着生物膜的总磷及磷形态含量不同,各形态磷含量随着时间而发生改变。SMT法所测出的五种磷形态含量均表现出无机磷（IP）>有机磷（OP）>钙磷（Ca-P）>铁铝结合态磷（Fe/Al-P）。通过Kruskal-Wallis检验,三个月中沉水植物生物膜及沉积物中的各形态磷含量具有显著差异。31P核磁共振图谱中检测出生物膜磷形态主要由正磷酸盐（Orthophosphate）,焦磷酸盐（Pyrophosphate）,磷酸单酯（Orthophosphate monoesters）,磷酸二酯（Diester phosphorus）组成,其中Ortho-P为主要的无机磷形态,占总磷含量的70%左右。整体上生物膜磷形态以无机磷为主要成分且含量高于沉积物。（5）分形维数（Fractal dimension）、环境因子（例如总磷、总氮、氨氮、p H、TDS）与沉水植物附生藻类密度、有机磷含量具有显著相关性,说明环境因子和植物叶片复杂性是影响植物滞磷作用的重要因素,具有细密分支的篦齿眼子菜和狐尾藻附生藻类的密度较其余三种沉水植物更高,附着的磷含量也更高。（6）Mantel-Test得出7月沉水植物附着生物膜中的硅藻（Bacillariophyta）、蓝藻密度与总磷含量具有显著正相关关系（P<0.05）,甲藻（Pyrroptata）密度与钙磷含量具有显著正相关关系（P<0.05）。8月蓝藻密度与无机磷和总磷含量表现出显著正相关关系（P<0.05）。9月植物附生生物膜中的硅藻密度与铁铝结合磷含量表现出显著相关性,裸藻（Euglenophyta）密度与钙磷含量具有显著正相关关系（P<0.05）。整体上裸藻与钙磷,甲藻与有机磷具有相关性。说明附着藻类密度更高的植物滞留磷的能力越强,附着藻类的对生物膜上的磷吸附、滞留具有关键作用。

关键词：沉水植物附生藻类磷形态相关性

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沟槽表面液滴动力学的格子玻尔兹曼模拟

东南大学学报（自然科学版） 2024年第2期54卷 495-502页

作者：唐志文许波王鑫陈振乾东南大学能源与环境学院南京210096

针对液滴在微结构表面上的润湿行为及各向异性浸润行为,采用格子玻尔兹曼方法模拟研究了沟槽表面尺寸、液滴尺寸及重力场对液滴动力学行为的影响.结果表明,垂直接触角大于平行接触角,且与肋板宽度成反比,随沟槽宽度的增加先增大后减小,... 详细信息

针对液滴在微结构表面上的润湿行为及各向异性浸润行为,采用格子玻尔兹曼方法模拟研究了沟槽表面尺寸、液滴尺寸及重力场对液滴动力学行为的影响.结果表明,垂直接触角大于平行接触角,且与肋板宽度成反比,随沟槽宽度的增加先增大后减小,平行接触角则与沟槽表面尺寸无关.液滴半径、液滴接触角和壁面固体分数相互关联,且壁面固体分数、液滴半径和重力系数与液滴变形比成正相关关系.液滴沿垂直沟槽方向上的铺展运动具有较大的能量壁垒,呈现各向异性浸润行为.液滴半径的增大和重力场的增强均可削弱液滴的各向异性浸润行为,并可通过改变壁面固体分数达到改变液滴状态的目的.

关键词：格子玻尔兹曼方法液滴润湿态各向异性

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基于电子顺磁共振谱的残磁测量应用及进展

光谱学与光谱分析 2024年第1期44卷 22-28页

作者：张全哲邹升张红北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院北京100191 北京量子信息科学研究院北京100193

电子顺磁共振类似于核磁共振,是一种基于电子磁矩在外磁场中的顺磁性及塞曼分裂的方法,该方法与物质中未成对电子和外磁场相联系,通过获取和分析物质的电子顺磁共振谱,能够得到物质的结构信息或环境的磁场信息,因此其常被用来分析物质... 详细信息

电子顺磁共振类似于核磁共振,是一种基于电子磁矩在外磁场中的顺磁性及塞曼分裂的方法,该方法与物质中未成对电子和外磁场相联系,通过获取和分析物质的电子顺磁共振谱,能够得到物质的结构信息或环境的磁场信息,因此其常被用来分析物质结构、探测磁场等。极弱磁场通常指nT或以下量级的磁场,目前一些科学研究的进行常常要求在极弱磁环境下进行,例如基础物理研究、心脑磁探测等,因此稳定可靠的磁屏蔽常被用来创建所需的极弱磁环境。磁屏蔽包括被动磁屏蔽和主动磁补偿,被动磁屏蔽指利用磁屏蔽室屏蔽外界磁场,其内部往往有一定量的残余磁场,因此为方便进一步主动磁补偿,探测屏蔽后的残余磁场是有必要的。目前屏蔽室内残余磁场的测量手段主要分为商用化磁强计测量和装置原位测量,商用化磁强计测量方法简单,但精度低、噪声大,且不利于小型化,利用装置原位测量能够减少噪声,是目前主要的研究方法。由于碱金属原子最外层含有一个未成对电子,其成为电子顺磁共振实验的理想样品。而随着激光和光泵技术的发展,利用法拉第旋光效应作为光学手段探测气体原子的电子顺磁共振谱已经成为了可能。通过测量碱金属原子气体的电子顺磁共振谱进行残余磁场的原位测量效果好、精度高,具有极大的应用前景。通常基于电子顺磁共振的残磁测量系统包括残磁环境和样品模块、光学探头模块、信号调制模块、环境监测模块以及信号收集与处理模块,核心是光学探头模块,决定了磁场测量的灵敏度。简要描述了电子顺磁共振技术的原理,以光泵磁力计为主介绍了基于该技术的典型磁力计和目前的发展,重点概述了基于电子顺磁共振谱的残磁测量系统、各个组成模块以及相关技术近年来的发展现状。

关键词：电子顺磁共振磁场传感磁屏蔽极弱磁环境

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求真向善悟思的道德与法治试题设计

思想政治课教学 2024年第1期1卷 66-70页

作者：王鑫红江苏省南京市建邺区教师发展中心

学业水平考试以考查学生核心素养形成与发展为目标。中考的模拟性测试作为阶段性学业水平考试为广大师生所关注,它承担着以评促教、以评促学、以评育人的使命。因此,试题须基于真实的学科需要和社会生活创设情境,以指向核心素养为目标... 详细信息

学业水平考试以考查学生核心素养形成与发展为目标。中考的模拟性测试作为阶段性学业水平考试为广大师生所关注,它承担着以评促教、以评促学、以评育人的使命。因此,试题须基于真实的学科需要和社会生活创设情境,以指向核心素养为目标的任务设置实现试题“善”的价值引领,同时通过试题评价效能的提升引导学生在“悟”的过程中自我反思、自我教育和自我调适。

关键词：求真向善悟思道德与法治试题设计

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指向高阶思维的六步问题解决法教学探析

教育理论与实践 2024年第5期44卷 51-55页

作者：王鑫中国教育科学研究院课程与教学研究所北京100088

培养学生高阶思维常见的问题有课堂教学对培养学生高阶思维能力关注不够、高阶思维的培养滞后于考试评价改革等。指向高阶思维的六步问题解决法可以促进学生审辩思维和创新思维发展,提高其解决问题的能力。在实践中,指向高阶思维的六步... 详细信息

培养学生高阶思维常见的问题有课堂教学对培养学生高阶思维能力关注不够、高阶思维的培养滞后于考试评价改革等。指向高阶思维的六步问题解决法可以促进学生审辩思维和创新思维发展,提高其解决问题的能力。在实践中,指向高阶思维的六步问题解决法应遵循问题与情境原则、挑战与创新关联原则、教与学协调原则;指向高阶思维的六步问题解决法的教学设计要树立以学定教、以学为主的理念,从教学思路、教学目标、教学内容、教学环境等几个方面来实施。

关键词：高阶思维六步问题解决法课堂教学

基于刚柔耦合模型的摩托车操纵稳定性分析与悬架优化

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基于刚柔耦合模型的摩托车操纵稳定性分析与悬架优化

作者：王鑫重庆交通大学

学位级别：硕士

车架作为摩托车结构的重要组成部分,连接前后悬架系统、发动机及其它关键部件,能有效传递行驶过程中的各种力和力矩。传统的摩托车操纵稳定性研究通常基于刚体模型,忽略了车架柔性的影响,往往会导致仿真数据与实际情况产生较大偏差,从... 详细信息

车架作为摩托车结构的重要组成部分,连接前后悬架系统、发动机及其它关键部件,能有效传递行驶过程中的各种力和力矩。传统的摩托车操纵稳定性研究通常基于刚体模型,忽略了车架柔性的影响,往往会导致仿真数据与实际情况产生较大偏差,从而影响优化结果的准确性。本文以一款400CC大排量摩托车为研究对象,实施车架柔性化处理,构建刚柔耦合多体动力学模型,进行操纵稳定性仿真分析与悬架系统优化,最终通过实车试验验证优化效果。主要研究内容如下:(1)构建车架有限元模型,进行计算模态和实验模态分析,并通过对比固有频率和模态振型来验证有限元模型的准确性。在VI-Motorcycle中,分别构建多刚体整车模型和具有柔性车架的刚柔耦合整车模型,采用仿真与试验相结合的方法验证两模型的准确性。结果表明,多刚体模型和刚柔耦合模型均准确可靠,可用于后续操纵稳定性的研究,且刚柔耦合模型的结果与实车测试的吻合度更高。(2)探究多工况条件下刚柔耦合模型对操纵稳定性的影响。利用VIMotorcycle模拟该车在稳态回转、U形弯、蛇形和移线四种工况下的动态特性,并采用操纵稳定性评价指标进行详细分析。研究结果表明,刚柔耦合模型对整车在稳态回转工况下操纵稳定性的影响最为显著,而对其它工况的影响则相对较小。因此,本研究选定刚柔耦合模型作为优化对象,并以稳态回转为优化工况,同时利用U形弯、蛇形和移线工况验证优化效果。(3)通过对刚柔耦合模型悬架系统参数进行灵敏度分析,确定了四个优化设计变量,并应用NSGA-Ⅱ遗传算法完成多目标优化,实现刚柔耦合模型在稳态回转工况下操纵稳定性的提升。为验证优化方案的有效性,对比了U形弯、蛇形和移线工况优化前后的操纵稳定性指标。结果表明,在U型弯和移线工况下,整车的操纵稳定性得到了改善,而在蛇形工况下,操纵稳定性略有下降,这一差异在理论和实际工程应用中可以接受,验证了优化方案的有效性。(4)基于优化结果对实车进行优化调整,并通过稳态回转与U型弯的实车试验来进一步证实优化方案的有效性。结果显示,在稳态回转工况下,侧倾角速度峰值、横摆角速度峰值及侧倾因数的优化后仿真与实车试验数据偏差分别为6.89%、4.79%和8.16%。在U型弯工况下,侧倾角速度峰值、横摆角速度峰值及科赫指数的优化后仿真与实车试验数据偏差分别为2.09%、3.76%和14.81%。实车试验与仿真结果符合性较好,证明了优化方案的有效性和合理性。

关键词：摩托车柔性车架刚柔耦合操纵稳定性多目标优化

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混合泊位分配与专用泊位租赁的联合优化研究

交通运输系统工程与信息 2024年第1期24卷 262-271页

作者：郑建风王鑫珏刘惠斌大连海事大学交通运输工程学院辽宁大连116026

针对港口同时存在普通泊位与专用泊位的现象,以及班轮公司难以制定合理专用泊位租赁策略的问题,本文提出混合泊位分配问题,并研究与专用泊位租赁的联合优化。以船舶运营成本、货物装卸成本和班轮公司租赁专用泊位成本最小化为目标,建立... 详细信息

针对港口同时存在普通泊位与专用泊位的现象,以及班轮公司难以制定合理专用泊位租赁策略的问题,本文提出混合泊位分配问题,并研究与专用泊位租赁的联合优化。以船舶运营成本、货物装卸成本和班轮公司租赁专用泊位成本最小化为目标,建立混合整数规划模型。为方便求解大规模问题,将模型转化为使用两组决策变量分别表示靠泊计划与泊位租赁策略的集划分模型,并设计考虑枚举的列生成算法求解模型。最后,以4家班轮公司在三大港口的船舶数据为基础进行算例测试与灵敏度分析。数值结果表明:本文构建的联合优化模型相较于传统泊位分配问题模型可分别降低28.38%的运营成本和26.25%的总成本;本文设计的算法能够在较短时间内求解300艘船的大规模问题,且相较于传统列生成算法有81.86%的计算速度提升;同时为港口与航运公司协调专用泊位出租价格、制定租赁策略提供建议。

关键词：水路运输泊位分配问题混合整数规划专用泊位列生成算法

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早发性胃癌的研究进展与未来方向

中华胃肠外科杂志 2024年第5期27卷 521-526页

作者：赵冰鹤王鑫鑫解放军总医院第一医学中心普通外科医学部北京100853 南开大学医学院天津300071

早发性胃癌(EOGC)是指发病年龄较为年轻的胃癌。EOGC分化较差,恶性程度较高。遗传物质和环境暴露因素可能是胃癌早发的主要原因。延长EOGC患者的生存期和提高患者的生活质量是我们未来主要的研究目标。本文将从EOGC的临床病理学特征、... 详细信息

早发性胃癌(EOGC)是指发病年龄较为年轻的胃癌。EOGC分化较差,恶性程度较高。遗传物质和环境暴露因素可能是胃癌早发的主要原因。延长EOGC患者的生存期和提高患者的生活质量是我们未来主要的研究目标。本文将从EOGC的临床病理学特征、分子遗传学、微生态环境、预测方法、治疗方案及预后等方面阐述目前EOGC的研究现状与进展,并探讨未来的研究方向。

关键词：胃癌,早发性研究进展诊疗方向