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聚偏氟乙烯/纤维素复合材料的晶体结构及性能研究

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聚偏氟乙烯/纤维素复合材料的晶体结构及性能研究

作者：胡榆婕陕西科技大学

学位级别：硕士

聚偏氟乙烯(PVDF)作为一种含氟类多晶型高分子材料,具有优异的压电、热释电性和化学稳定性,广泛应用于传感器、超滤膜和生物医学工程等领域。但是,PVDF有着强疏水性,这会导致膜防污能力差,易受到污染,并且极性相的制备周期过长。为了促... 详细信息

聚偏氟乙烯(PVDF)作为一种含氟类多晶型高分子材料,具有优异的压电、热释电性和化学稳定性,广泛应用于传感器、超滤膜和生物医学工程等领域。但是,PVDF有着强疏水性,这会导致膜防污能力差,易受到污染,并且极性相的制备周期过长。为了促进PVDF生成极性相并提高其性能,本文分别使用酸水解法和碱溶解法制备了纤维素纳米晶(CNC,为纤维素Ⅰ)和纤维素Ⅱ,并用阳离子表面活性剂对纤维素进行了表面改性。随后,通过一系列的表征手段,系统地研究了 PVDF/纤维素复合材料中纤维素的形态结构对PVDF的球晶形貌、晶体结构及性能的影响规律。研究结果如下:(1)在PVDF/CNC复合体系中,CNC与PVDF之间能形成分子间作用力,使PVDF分子链发生扭转并调整构象,在高温结晶时,形成γ相晶体。DSC结果进一步证实,添加CNC还提高了 PVDF的熔融温度及结晶温度,加快了球晶的生长速率,提高了热稳定性。CNC作为PVDF的成核剂,在高温、低温和溶液结晶条件下都可以促进α-PVDF的成核,随着其含量的增加,球晶尺寸减小。力学性能研究表明,添加CNC使复合材料的断裂强度由42.2 MPa提高至45.6 MPa,杨氏模量由1128.7 MPa提高至1273.3 MPa,同时提高了材料的刚性,使其不易变形。(2)用NaOH/尿素水溶液经低温预冷后溶解纤维素,得到纤维素Ⅱ,然后使用溶液共混法制备了 PVDF/纤维素Ⅱ复合薄膜。通过偏光显微镜(POM)跟踪研究PVDF的结晶过程发现,PVDF在纤维素Ⅱ的纤维表面快速成核。在高温熔融时,γ-PVDF的含量随纤维素Ⅱ浓度的增加而增加。对复合材料的性能研究表明,加入纤维素Ⅱ对PVDF的力学性能影响不大,但明显提高了复合薄膜的亲水性能。当纤维素Ⅱ含量由0 wt%增加至5 wt%时,水接触角由91.9°减小到45°,改善了 PVDF的疏水性,减少膜污染。(3)为进一步提高纤维素在PVDF基体中的分散性,增加相互作用,用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对纤维素表面进行改性,研究了改性材料对PVDF复合薄膜的晶体结构影响。FTIR和SEM结果表明,CTAB成功包覆在微晶纤维素(MCC)表面上,使其可以均匀分散在PVDF基体中。PVDF/CTA-MCC复合材料在高温时生成γ极性相,而在较低的结晶温度下,CTA-MCC有利于β相的结晶,并且β-和γ-PVDF的含量随着CTA-MCC含量的增加而增加,这表明PVDF与CTA-MCC之间能形成较强的离子-偶极作用力,该作用力使得PVDF的分子链构象发生调整,进而形成极性相。

关键词：聚偏氟乙烯纤维素晶体结构球晶形貌

连续水旱交替下可/难降解微塑料对镉污染土壤性质及细菌群落的影响

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连续水旱交替下可/难降解微塑料对镉污染土壤性质及细菌群落的影响

作者：胡榆杰四川农业大学

学位级别：硕士

微塑料(Microplastics)和重金属镉(Cadmium,Cd)可通过多重途径进入土壤生态系统,并在食物链中累积,最终会危害人类健康,目前已在全球范围受到广泛关注。微塑料及镉污染在土壤中普遍存在,且二者复合污染不可避免,由此探究微塑料介入对Cd... 详细信息

微塑料(Microplastics)和重金属镉(Cadmium,Cd)可通过多重途径进入土壤生态系统,并在食物链中累积,最终会危害人类健康,目前已在全球范围受到广泛关注。微塑料及镉污染在土壤中普遍存在,且二者复合污染不可避免,由此探究微塑料介入对Cd的转化及二者复合污染对土壤生态的影响,对农田土壤污染防治具有重要意义。水稻是重要的粮食作物,微塑料及Cd均是水稻土的主要污染物,通常水稻生长管理过程会采用不淹水、淹水、落干的管理模式,然而,关于不淹水-淹水-落干模式下,微塑料介入对Cd污染土壤性质和细菌群落的影响尚不明确。因此,本研究选用可生物降解塑料(聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯(Poly(butylene adipate-co-butylene terephthalate),PBAT))、难生物降解塑料(聚乙烯(Polyethylene,PE))为研究对象,采用土壤培养试验,设置微塑料添加量为0.5%、1%、2%(w/w),探究2种形状(薄膜、颗粒)的可生物降解/难生物降解微塑料介入对Cd污染土壤性质、酶活性、Cd稳定性及其形态转化和土壤生态功能的影响,以期为微塑料及Cd污染土壤修复及防治提供理论及数据支撑。主要研究结果如下:(1)PBAT和PE介入对土壤理化性质的影响不同,且薄膜状微塑料对土壤理化性质影响更明显。PBAT添加提高了土壤有机质(0.1%～33.2%)、溶解性有机碳(Dissolved organic carbon,DOC)(5.9%～162.1%)、铵态氮(2.2%～457.0%)含量,降低了土壤有效磷(1.2%～18.2%)、硝态氮(0.4%～91.5%)、总溶解性氮(Total dissolved nitrogen,TDN)(16.3%～67.1%)含量。旱作和落干培养时,PBAT可提高土壤pH(0.08～0.31个单位);在淹水培养时,则降低了土壤pH(0.04～0.25个单位)。PE介入降低了DOC(4.9%～24.3%)含量,提高了TDN(4.8%～71.5%)含量。(2)PBAT介入增加了土壤脲酶(2.7%～374.5%)、脱氢酶(16.3%～559.8%)、过氧化氢酶(1.2%～56.3%)活性,其中薄膜状PBAT促进作用更显著;而PE对土壤脲酶、脱氢酶、过氧化氢酶活性的影响不显著,仅在淹水培养阶段薄膜状PE降低了土壤脲酶活性(5.3%～32.8%),提高了土壤脱氢酶活性(22.4%～23.3%)。(3)不同微塑料的介入在不同培养阶段对土壤Cd形态及稳定性的影响不同。旱作与落干培养时,1%、2%的薄膜状与颗粒状PBAT均促进了可还原态Cd转化为酸溶态Cd,降低了Cd与土壤的结合强度系数(6.4%～12.6%);颗粒状PE对土壤中Cd的形态影响不显著,薄膜状PE则降低了土壤可氧化态Cd。淹水培养时,各处理下土壤酸溶态Cd向可还原态Cd转化,但微塑料介入对Cd形态无显著影响。逐步回归分析与通径分析发现,土壤酸溶态Cd与可还原态Cd主要受到DOC含量的影响。(4)在培养结束后,PBAT与PE处理下拟杆菌门(Bacteroidota)(1.87%～14.65%)和厚壁菌门(Firmicutes)(1.61%%～9.24%)的相对丰富均显著增加;PBAT处理下变形菌门(Proteobacteria)显著增加(9.93%～17.99%),而PE处理下变形菌门(Proteobacteria)显著降低(3.2%～6.7%);无论是PBAT还是PE,薄膜状微塑料对土壤门水平上细菌群落的影响均大于颗粒状微塑料。微塑料处理下,土壤慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)、类固醇杆菌属(Steroidobacter)、Monoglobus属、Methylotenera属等具有固氮、反硝化、有机物降解作用的细菌,被鉴定为生物标志物。土壤细菌功能预测发现,土壤细菌功能主要受到微塑料类型的影响。PBAT介入提高了土壤异种生物降解与代谢(13.1%～24.1%)、脂质代谢(5.4%～6.8%)、膜运输(4.6%～5.9%)、萜类和多酮类代谢(4.7%～5.8%)的功能基因丰度;而PE介入提高了其他氨基酸代谢(0.8%～0.9%)、聚糖的生物合成与代谢(11.2%～29.8%)的功能基因丰度。表明微塑料介入改变了土壤细菌群落及功能,影响了土壤碳、氮循环及微塑料降解。(5)特殊菌群在PBAT与PE薄膜表面富集。较周围土壤,PBAT薄膜表面变形菌门(Proteobacteria)占绝对优势,相对丰度达到87.80%,而PE薄膜表面放线菌门(Actinobacteriota,19.83%)与变形菌门(Proteobacteria,34.52%)相对丰度增加,其它菌群丰度均降低,表明变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(A

关键词：可生物降解微塑料传统微塑料镉土壤微生物群落水旱交替

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基于紧标架加权稀疏约束的磁共振图像重建

基于紧标架加权稀疏约束的磁共振图像重建

作者：胡榆涵厦门大学

学位级别：硕士

磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)是无创和无放射性的成像方法,被广泛地应用于临床诊断中。但过长的扫描时间难以捕获信号的快速变化,对于有运动的部位成像容易产生伪影。因此,减少数据的扫描时间,同时获取高质量的磁共振图... 详细信息

磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)是无创和无放射性的成像方法,被广泛地应用于临床诊断中。但过长的扫描时间难以捕获信号的快速变化,对于有运动的部位成像容易产生伪影。因此,减少数据的扫描时间,同时获取高质量的磁共振图像是学术界和工业界的目标。基于压缩感知的磁共振成像(Compressed Sensing MRI,CS-MRI)是加速 MRI 的重要方式。CS-MRI 的关键之一是图像的稀疏表示,主要分为正交稀疏表示和冗余稀疏表示,后者以紧标架为代表。基于紧标架的稀疏重建能够捕捉更多的图像特征,从而更好地抑制噪声和伪影。紧标架稀疏表示下包括综合型和分解型两种重建模型,后者已被前人验证表明重建误差更低。对于分解型重建模型的求解,屈小波等人提出了一种简单高效的投影快速迭代阈值算法(projected Fast Iterative Soft-thresholding Algorithm,pFISTA)。但是,目前关于pFISTA的研究集中于笛卡尔欠采样稀疏重建,对于非笛卡尔欠采样稀疏重建问题及应用尚未涉及。动态对比度增强成像(Dynamic Contrast-enhanced MRI,DCE-MRI)能够表征组织的形态学特征和微血管血流动力学特征,被广泛地用于肿瘤严重等级检测以及靶向药疗效评估中。传统笛卡尔采样的DCE时间分辨率较低,难以捕捉到完整的动态变化。近年来,非笛卡尔黄金角放射线采样被用于实现高时间分辨率的DCE成像。但现有的一些重建方法重建时间较长,在加速因子(Acceleration Factor,AF)较高时出现重建图像误差高、噪声和伪影较多、动态定量参数如体积转移常数(Ktrans)和血浆体积分数(Vp)保真度较低等问题。对于DCE成像,本文提出了时空分离加权稀疏约束重建模型,在模型中引入权重区分时间维冗余稀疏和空间维冗余稀疏各自的重要性。我们推导了pFISTA以适用于求解所提非笛卡尔重建模型,同时证明了 pFISTA在非笛卡尔欠采样稀疏重建中的收敛性条件。在脑肿瘤DCE和腹部DCE数据上的重建结果均表明,所提方法在快速采样的相对较高AF下,可以获得最低的重建误差和最高的图像结构相似度。此外,所提方法能更快地重建腹部DCE数据,可以提高脑肿瘤数据的动态定量参数Ktrans和Vp的保真度。对于静态磁共振成像,现有的基于紧标架的重建模型未区分不同的稀疏系数,会导致图像细节丢失。因此,本文提出了加权冗余稀疏分解型重建模型,引入权重区分静态图像在稀疏变换域稀疏系数各自的重要性。我们推导了 pFISTA以适用于求解所提模型,同时证明了 pFISTA在加权l1范数约束重建中的收敛性条件。实测脑部数据实验结果表明,所提方法在不同的欠采样模板和不同的采样率下均实现了最低的重建误差。

关键词：磁共振成像动态对比度增强磁共振成像非笛卡尔黄金角放射线采样加权稀疏重建快速算法

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云南临安知府时期对王文治书法的影响

云南临安知府时期对王文治书法的影响

作者：胡榆桐云南大学

学位级别：硕士

本文重点研究临安知府任上所经历的重大事件对王文治个人思想的转变,这段时期的经历对王文治产生了极大的触动,也促使了他人生选择的变化。论文总结并分析这一系列变化在其书法创作中的反映,将其思想与书作进行图像对比论证。本文主要... 详细信息

本文重点研究临安知府任上所经历的重大事件对王文治个人思想的转变,这段时期的经历对王文治产生了极大的触动,也促使了他人生选择的变化。论文总结并分析这一系列变化在其书法创作中的反映,将其思想与书作进行图像对比论证。本文主要采用史论结合的办法,对其诗文序跋等文本文献和书法墨迹进行收集、论证及梳理。本文对王文治临安三年经历的重大事件仔细分析,突出临安时期对其后来的隐逸人生的影响,找出影响艺术家人生选择和艺术风格转变的重要原因。

关键词：王文治临安时期书法思想影响

不同微塑料对水稻土性质、镉有效性及其形态的影响

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农业环境科学学报 2023年第8期42卷 1721-1728页

作者：胡榆杰伍钧杨刚徐敏四川农业大学环境学院成都611130

土壤中重金属与微塑料(MPs)复合污染越来越普遍,然而关于MPs对土壤中重金属的有效性和形态的影响及其机制尚不清楚。本文以镉(Cd)污染水稻土为研究对象,通过土培试验探究不同MPs类型[聚乙烯微塑料(PE-MPs)、聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯... 详细信息

土壤中重金属与微塑料(MPs)复合污染越来越普遍,然而关于MPs对土壤中重金属的有效性和形态的影响及其机制尚不清楚。本文以镉(Cd)污染水稻土为研究对象,通过土培试验探究不同MPs类型[聚乙烯微塑料(PE-MPs)、聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯微塑料(PBAT-MPs)]及不同添加量(0.5%、1%、2%,m/m)对土壤理化性质和酶活性的影响,并分析MPs对土壤Cd有效性及形态的影响及其机制。结果表明,1%、2%PBAT-MPs处理能显著提高土壤pH、溶解性有机碳(DOC)含量、铵态氮含量、脲酶活性、脱氢酶活性和过氧化氢酶活性,并显著降低总溶解性氮(TDN)、硝态氮和速效磷含量;而PE-MPs处理降低了土壤DOC含量,增加了土壤TDN含量。可见,PBAT-MPs对土壤理化性质及酶活性的影响比PE-MPs更显著。PE-MPs和PBAT-MPs均能显著降低CaCl_(2)-Cd含量,分别降低了4.6%~8.7%和4.3%~22.4%。与空白相比,0.5%、1%和2%PE-MPs处理下酸溶态Cd占比增加了1.0%~1.8%,可氧化态Cd占比降低了1.0%~1.3%;1%和2%PBAT-MPs处理下酸溶态Cd占比分别增加了6.6%和9.5%,同时可还原态Cd分别降低了6.6%和9.2%。这表明两种MPs均能影响Cd生物有效性及形态。冗余分析显示,土壤DOC与酸溶态Cd呈显著正相关,与可还原态Cd呈显著负相关;土壤pH与酸溶态Cd呈显著正相关,表明MPs可通过影响DOC、pH来改变土壤中Cd形态。研究表明,两种MPs均能影响Cd污染水稻土的理化性质及Cd形态,且PBAT-MPs对土壤的影响更显著,对土壤中Cd的活化作用更强。

关键词：微塑料重金属形态有效态镉可生物降解塑料酶活性

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一种有效且稳健的变量选择方法

上海理工大学学报 2023年第3期45卷 244-252页

作者：胡毓榆郭子君陈梦醒樊亚莉上海理工大学理学院上海200093

当数据中存在异常值时,一些基于最小二乘估计的统计模型会产生较大的偏差,最小一乘估计对异常值具有比较强的抵抗能力。考虑到数据中可能存在异常值的情况,用绝对值损失代替平方损失,针对同时具有变量稀疏性和相邻系数差分稀疏性这种结... 详细信息

当数据中存在异常值时,一些基于最小二乘估计的统计模型会产生较大的偏差,最小一乘估计对异常值具有比较强的抵抗能力。考虑到数据中可能存在异常值的情况,用绝对值损失代替平方损失,针对同时具有变量稀疏性和相邻系数差分稀疏性这种结构的线性模型,提出了最小一乘融合熔断自适应岭估计模型(LAD-Fused-BAR)。该模型将上一步估计的回归系数倒数的平方作为下一步惩罚权重,自适应地给予不同变量不同的惩罚,通过不断迭代得到最终解。运用交替方向乘子法(ADMM)求解LAD-Fused-BAR模型,并证明了ADMM算法的收敛性。数值模拟和实证分析也验证了该模型的有效性和稳健性。

关键词： LAD-Fused-BAR模型稳健回归交替方向乘子法

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上海市地下水中砷的成因初步探讨

水文地质工程地质 1980年第4期 34-39页

作者：胡修榆上海市地质处地下水监测站

1974年在沿长江局部地段第二、三层承压水中发现砷含量超过了生活饮用水标准。经过几年的工作,现就上海市地下水中砷污染的成因作一初步探讨。

关键词：地下水砷污染承压水自流水砷含量上海市

聚偏氟乙烯/纤维素纳米晶复合薄膜的晶体结构研究

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陕西科技大学学报 2021年第2期39卷 1-8页

作者：胡榆婕王海军周欢陕西科技大学轻工科学与工程学院轻化工程国家级实验教学示范中心陕西西安710021

纤维素纳米晶(CNC)是一种具有高长径比、高机械强度的天然纳米材料,广泛应用于食品、医药和建材等领域.本研究以微晶纤维素(MCC)为原料,通过酸解法制备出CNC,进而与聚偏氟乙烯(PVDF)共混制得PVDF/CNC复合材料.采用OM、SEM、XRD和FT-IR... 详细信息

纤维素纳米晶(CNC)是一种具有高长径比、高机械强度的天然纳米材料,广泛应用于食品、医药和建材等领域.本研究以微晶纤维素(MCC)为原料,通过酸解法制备出CNC,进而与聚偏氟乙烯(PVDF)共混制得PVDF/CNC复合材料.采用OM、SEM、XRD和FT-IR对比研究了CNC和MCC对PVDF的晶体结构和片晶形貌的影响规律.研究结果表明,无论低温还是高温,MCC只对α相晶体有诱导成核作用;CNC在低温结晶时也仅对α相晶体有成核作用,但在高温条件下可以诱导PVDF生成极性相,并使得PVDF的片晶形貌规整性变差.上述研究结果有望调控PVDF晶体结构并拓宽纤维素的应用领域.

关键词：纤维素纳米晶晶体结构片晶形貌

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高校后勤数字化管理体系构建

知识经济 2019年第6期 104-104,106页

作者：胡榆生榆林职业技术学院 719000

后勤数字化管理是通过数字技术的运用,使后勤管理实现智能化、现代化模式。后勤数字化管理模式,是运用数学技术实现高校发展战略,提升高校在市场中的竞争力。在当今社会发展中,后勤数字化管理不仅是必要的选择,也是一种明智的选择。对此... 详细信息

后勤数字化管理是通过数字技术的运用,使后勤管理实现智能化、现代化模式。后勤数字化管理模式,是运用数学技术实现高校发展战略,提升高校在市场中的竞争力。在当今社会发展中,后勤数字化管理不仅是必要的选择,也是一种明智的选择。对此,本文着重分析高校后勤数字化管理是社会发展需要,论述高校后勤数字化管理体系构建的意义,提出高校后勤数字化管理体系构建的策略。

关键词：构建高校后勤数字化管理体系