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钴基MOF衍生材料的设计合成及其在微生物燃料电池中的应用

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钴基MOF衍生材料的设计合成及其在微生物燃料电池中的应用

作者：逯金戎北方民族大学

学位级别：硕士

微生物燃料电池（Microbial Fuel Cell,MFC）是一种能够将有机物质通过微生物作用产生电能的生物电化学装置。在微生物燃料电池中,氧还原反应（Oxygen Reduction Reaction,ORR）是电化学过程中的关键步骤,也是决定MFC性能的重要环节。... 详细信息

微生物燃料电池（Microbial Fuel Cell,MFC）是一种能够将有机物质通过微生物作用产生电能的生物电化学装置。在微生物燃料电池中,氧还原反应（Oxygen Reduction Reaction,ORR）是电化学过程中的关键步骤,也是决定MFC性能的重要环节。为了提高ORR的效率,研究人员着重于寻找高效、稳定且经济的ORR催化剂。金属有机框架（Metal-Organic Framework,MOF）及其衍生材料在ORR催化方面展现出了巨大的潜力。MOF作为一种多孔晶体材料,其结构和组成可以通过合成和处理进行精确调控,为设计高效、稳定的ORR催化剂提供了广阔的空间。本文通过两步法设计了应用于空气阴极MFC的ORR催化剂。通过材料表面分析、电化学分析和电池性能测试等表征方式,研究了不同催化材料在MFC中应用情况,目的在于探索合成具有高催化活性、强稳定性、高成本效益和制备工艺简单的ORR催化剂。研究开展如下:1、以水热和煅烧两步法,合成不同Cu含量的Cu-CoO。对比不同微量Cu含量掺杂CoO的SEM图像,发现Cu的加入对CoO的空间结构造成了影响。5%Cu-CoO具有规则的三维花状结构,随着掺杂比例的不同花状结构的完整度受到不同程度的破坏。比表面积（BET）测试的结果也表明5%Cu-CoO具有最高的比表面积,较大的比表面积能提供氧气与Cu、Co双金属活性位点的接触面,促进氧还原反应的发生。同时Cu和Co离子的相互作用影响了电子的传输和转移,5%Cu-CoO拥有最小的电荷转移电阻,利于ORR的电子传输。在电池中应用测试时,装配Cu-CoO的空气阴极MFC拥有高达82.16 m W m的输出功率明显优于其他不同比例掺杂的材料,高达15.48%的CE预示了其在未来废水在利用中的有效应用前景。2、以两步水热法,制备了Zn/Co-S-3DHFLM原位生长在碳布上作为微生物燃料电池的阴极。微量Zn的引入提供了双金属活性位点,减少了Co在材料中的团聚现象,改善了电子传输途径。第二步水热引入的S改善了材料的导电性能,通过吸附氧分子增强了ORR速率。在Zn/Co-S-3DHFLM中金属Zn、Co具有良好的电子传递能力和导电性,可以提高复合催化剂的电子传递速率。非金属元素硫的存在可以增强导电性,改善电子传递途径,进一步优化ORR催化性能。通过扫描电子显微镜（SEM）可以清晰观察到花状的Zn/Co-S-3DHFLM生长在碳布表面,用其组装的MFC输出功率可达172.80 m W m,CE可达12.5%。3、以两步水热法,在碳布上原位生长了Zn-HHTP@Ni/Co-3DHFLM。导电MOF材料Zn-HHTP具有独特的质子、电子的双导电性能,这使其成为优秀的电催化材料基础。Zn-HHTP与Ni/Co-3DHFLM复合,Zn-HHTP可以提高整体的电子传输速率和活性位点密度,而Ni/Co-3DHFLM可以提供丰富的活性位点,二者协同发挥催化作用。复合后的材料Zn-HHTP@Ni/Co-3DHFLM比表面积大小为189.86 m g,经历复合程序后比表面积明显增大这为丰富的活性位点与氧电子受体接触提供了优质平台。以Zn-HHTP@Ni/Co-3DHFLM为阴极催化剂的MFC输出功率可达211.25 m W m,CE更是达到了17.72%。

关键词：微生物燃料电池氧还原反应金属有机框架材料阴极催化剂原位生长

分布采样对齐的遥感半监督要素提取框架及轻量化方法

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电子与信息学报 2024年第5期46卷 2187-2197页

作者：金极栋卢宛萱孙显吴一戎中国科学院空天信息创新研究院北京100094 中国科学院网络信息体系技术重点实验室北京100190 中国科学院大学北京101408 中国科学院大学电子电气与通信工程学院北京101408

近年来,利用无标签数据辅助少量标签数据进行训练的遥感半监督要素提取任务被广泛研究,大多数工作采用自训练或一致性正则方法提高要素提取性能,但仍存在数据类别分布不均衡导致的不同类别准确率差异大的问题。该文提出分布采样对齐的... 详细信息

近年来,利用无标签数据辅助少量标签数据进行训练的遥感半监督要素提取任务被广泛研究,大多数工作采用自训练或一致性正则方法提高要素提取性能,但仍存在数据类别分布不均衡导致的不同类别准确率差异大的问题。该文提出分布采样对齐的遥感半监督要素提取框架(FIDAS),通过获取的历史数据类别分布,在调整不同类别的训练难度的同时引导模型学习数据真实分布。具体来说,利用历史数据分布信息对各类别进行采样,增加难例类别通过阈值的概率,使模型接触到更多难例类别的特征信息。其次设计分布对齐损失,提升模型学习到的类别分布与真实数据类别分布之间的对齐程度,提高模型鲁棒性。此外,为了降低引入的Transformer模型计算量,提出图像特征块自适应聚合网络,对冗余的输入图像特征进行聚合,提升模型训练速度。该方法通过遥感要素提取数据集Potsdam上的实验,在1/32的半监督数据比例设置下,该方法相较于国际领先方法取得了4.64%的平均交并比(mIoU)提升,并在基本保持要素提取精度的同时,训练时间缩短约30%,验证了该文方法在遥感半监督要素提取任务中的高效性和性能优势。

关键词：半监督学习遥感图像密集要素提取分布对齐采样轻量化

一种基于地面组网的高精度定位系统设计与研究

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通信与信息技术 2024年第1期 26-28,40页

作者：金戎轩西安航空学院电子工程学院陕西西安710077

时间环(Time-Loop)技术是以一台基站作为主时间标准,其他的基站与主基站之间进行时间同步,时间同步采用的是纳秒级信号。其原理是安装在辅助基站内部的时间信号接收机同时接收来自主基站和本基站的时间信号,由此形成一个时间信号反馈环... 详细信息

时间环(Time-Loop)技术是以一台基站作为主时间标准,其他的基站与主基站之间进行时间同步,时间同步采用的是纳秒级信号。其原理是安装在辅助基站内部的时间信号接收机同时接收来自主基站和本基站的时间信号,由此形成一个时间信号反馈环,使之与主基站逐渐同步。然后再来测量和调整自主基站的信号,等待辅助基站与主基站完全同步后,辅助基站发出一个“健康”信号就可以并入定位基站的星座系统。

关键词：时间环反馈环纳秒级定位基站

银-铜双金属纳米粒子/聚乳酸复合纳米纤维膜的制备及其抗菌性能

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纺织学报 2024年第1期45卷 48-55页

作者：戎成宝孙辉于斌浙江理工大学纺织科学与工程学院(国际丝绸学院) 浙江杭州310018 浙江省现代纺织技术创新中心浙江绍兴312000

为制备高效抗菌的生物可降解聚乳酸(PLA)静电纺丝纤维膜,首先利用L-抗坏血酸对银和铜的硝酸盐溶液进行化学还原,得到银-铜双金属纳米粒子(Ag-Cu NPs)。然后将Ag-Cu NPs与PLA纺丝液共混,通过静电纺丝技术制备了不同组成的Ag-Cu NPs/PLA... 详细信息

为制备高效抗菌的生物可降解聚乳酸(PLA)静电纺丝纤维膜,首先利用L-抗坏血酸对银和铜的硝酸盐溶液进行化学还原,得到银-铜双金属纳米粒子(Ag-Cu NPs)。然后将Ag-Cu NPs与PLA纺丝液共混,通过静电纺丝技术制备了不同组成的Ag-Cu NPs/PLA复合纳米纤维膜,并对其形貌、结构、亲水性和抗菌性能等进行测试。结果表明:合成的Ag-Cu NPs的粒径约为32 nm,复合纳米纤维膜中Ag-Cu NPs被PLA基体包覆,且沿着纤维径向排列,纤维表面存在大量微小的孔洞;加入Ag-Cu NPs后,Ag-Cu NPs/PLA的水接触角略微降低,亲水性增加,且Ag-Cu NPs和PLA之间仅发生物理作用,未产生明显的化学作用;相比于纯PLA纳米纤维膜,Ag-Cu NPs/PLA的抗菌率明显提高,当纺丝液中Ag-Cu NPs相对于PLA质量为7%时,复合纳米纤维膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均达到99%。

关键词：聚乳酸银-铜双金属纳米粒子静电纺丝复合纳米纤维膜抗菌性能

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透视地球——新一代对地观测技术

遥感学报 2024年第3期28卷 529-540页

作者：周翔潘洁吴一戎中国科学院空天信息创新研究院北京100094

地球系统的观测正从看清地球的样貌深入拓展到探测、分析、认知地球圈层的内在。基于天基、空基、陆基等观测平台,利用电磁、微波、激光和重力等穿透性、多维度、高密度的新型透视遥感探测前沿技术,“透视地球”对大气圈、水圈、生物圈... 详细信息

地球系统的观测正从看清地球的样貌深入拓展到探测、分析、认知地球圈层的内在。基于天基、空基、陆基等观测平台,利用电磁、微波、激光和重力等穿透性、多维度、高密度的新型透视遥感探测前沿技术,“透视地球”对大气圈、水圈、生物圈、岩石圈等地球空间物理要素、内部结构及其演变过程进行精细、综合探测,获取地球各圈层更“精确”、更“深层”的信息,成为新一代对地观测技术发展的积极探索和重要方向。本文阐述了透视地球的概念和内涵,依据“透视方法—载荷集成—探测试验—参数反演—效能验证”的设计思路,提出透视地球原型系统的构建方案。通过多谱段耦合、多物理量融合,提升空基跨平台协同探测能力,改进遥感观测的信息维度、尺度和密度,以透视视角拓展人类对各圈层的认知边界,推动地球系统重大科学问题的突破,提升人类进行资源开发与利用、预测应对极端天气事件及环境变化的能力。

关键词：透视地球遥感对地观测大气森林固体地球海洋

宝钢股份“双碳”绿色行动的经济后果研究 ——基于ESG的视角

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宝钢股份“双碳”绿色行动的经济后果研究 ——基于ESG的视角

作者：夏戎戎上海师范大学

学位级别：硕士

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农村教育与乡村产业振兴协调发展研究

现代经济探讨 2024年第5期 98-107页

作者：戎乘阳西南大学教育学部重庆400715

农村教育与乡村产业振兴协调发展是新时代农村社会进步的现实要求。在探讨农村教育与乡村产业振兴协调发展机理的基础上,基于2013年至2022年面板数据,验证农村教育与乡村产业振兴之间的互动效应,测算农村教育与乡村产业振兴协调发展程度... 详细信息

农村教育与乡村产业振兴协调发展是新时代农村社会进步的现实要求。在探讨农村教育与乡村产业振兴协调发展机理的基础上,基于2013年至2022年面板数据,验证农村教育与乡村产业振兴之间的互动效应,测算农村教育与乡村产业振兴协调发展程度,分析农村教育与乡村产业振兴协调发展趋势和首要障碍因子。研究发现:中国农村教育和乡村产业振兴之间存在互动效应,2013年以来协调发展程度逐年增高,已经顺利进入中度协调时期。东部地区协调发展程度始终领先但出现瓶颈,西部地区协调发展程度不再落后且增速较高,中部地区协调发展程度逐渐落后但发展潜力大。当前协调发展的首要障碍因子是农业科技人员占第一产业人员的比例。据此,应该构建产教融合的社会支持机制,制定强针对性的专项发展策略,提高农村人力资本的转化效率。

关键词：农村教育乡村产业振兴协调发展人力资本

指称不同内涵各异——《项脊轩志》中“轩”“阁”“室”的情感内涵摭谈

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中学语文教学 2024年第7期 43-46页

作者：戎文健江苏省兴化中学 225700

学习《项脊轩志》,理应关注“轩”中发生之事及与“轩”有关的人;但也要关注“物”,毕竟文本是一篇以“轩”为中心的记事抒情散文。文中“项脊轩”在不同时间及与不同对象发生联系时使用了“轩”“阁”“室”等不同指称,联系作者家族、... 详细信息

学习《项脊轩志》,理应关注“轩”中发生之事及与“轩”有关的人;但也要关注“物”,毕竟文本是一篇以“轩”为中心的记事抒情散文。文中“项脊轩”在不同时间及与不同对象发生联系时使用了“轩”“阁”“室”等不同指称,联系作者家族、婚姻以及科举等方面的变化轨迹,方能理解其所寄寓的丰富感情内涵。

关键词：轩阁室情感内涵《项脊轩志》

基于随机森林和组合赋权法的武汉市洪涝灾害风险评估研究

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给水排水 2024年第7期50卷 162-168,174页

作者：吴京戎蒋翔湖北工业大学土木建筑与环境学院武汉430068 湖北工业大学工程技术学院武汉430068

开展城市洪涝灾害风险评估工作是防灾减灾的基础和决策手段之一,已成为当前研究的热点和趋势。首先从城市洪涝灾害的概念和形成机制入手,将致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体脆弱性和防灾减灾能力作为一级指标。以年平均降雨量、... 详细信息

开展城市洪涝灾害风险评估工作是防灾减灾的基础和决策手段之一,已成为当前研究的热点和趋势。首先从城市洪涝灾害的概念和形成机制入手,将致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体脆弱性和防灾减灾能力作为一级指标。以年平均降雨量、水系距离、高程、地形起伏度等14个二级指标为基础,建立风险评估指标体系。采用随机森林算法、层次分析法和熵值法相结合的方法对指标进行排序和赋权,得到各评估指标的组合权重。以武汉市为研究区域,将各指标权重输入到风险评估模型中,在ArcGIS中进行空间分析和栅格计算,得到研究区危险性、敏感性、脆弱性、防灾减灾能力风险区划图以及综合风险等级分布结果。

关键词：洪涝灾害风险评估 ArcGIS 随机森林组合赋权