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Efficient water disinfection with ball milled Mg-biochar: The key role of trace Cu

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Chinese Chemical Letters 2024年第1期35卷 412-417页

作者： Yanchao Jin Suixiaochen Chen Peiwen huang Xiongjian Chen Chun-Yan Lin Li-Ping Li Xiao Chen Rui Ding Jianxi Liu Riyao Chen College of Environmental and Resource Sciences Fujian Normal UniversityFuzhou 350117China School of Materials and Chemical Engineering Minjiang UniversityFuzhou 350108China Research and Development Center for Watershed Environmental Eco-Engineering Beijing Normal UniversityZhuhai 519087China Fujian Key Laboratory of Pollution Control&Resource Reuse Fuzhou 350007China

In this study, magnesium and coconut shell carbon (CSC) were prepared by a ball milled process and used for water disinfection with adsorbing tiny amounts of copper(II). Dissolved oxygen (DO) was reduced to hydrogen peroxide (H_(2)O_(2)) via a two-electron pathway by Mg corrosion. Cu(II) in the wastewater will be enriched on the CSC surface and efficiently catalyzes H2O2 for inactivating E. coli. The results show that E. coli with an initial concentration of approximately 106 CFU/mL was under the detection limit (<4 CFU/mL) within 15 min. All of the Cu(II) could be adsorbed by the composite and catalyzed H2O2 to different active species. The quenching experiments, electron spin resonance (ESR) capture measurements and the UV-vis spectroscopy detection confirmed the present of the hydroxyl radicals (·OH), superoxide radicals (·O_(2)^(-)) and Cu(III). Different with tradition Fenton like process, Cu(III), rather than radicals, played the major role during the Mg-CSC/Cu(II) process. In addition to the cellular membrane damage, most of the bacterial genomic DNA was also be degraded and the bacterial reactivation was avoided. The Mg-CSC/Cu(II) process also showed a satisfied disinfection performance in real wastewater treatment. Overall, this study provides a new strategy for water disinfection.

关键词： Disinfection Magnesium Cu Hydrogen peroxide Biochar

木质素基碳/硫纳米球复合材料作为高性能锂硫电池正极材料

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储能科学与技术 2024年第1期13卷 270-278页

作者：李顺黄建国何桂金浙江农林大学化学与材料工程学院浙江杭州311300 浙江大学化学系浙江杭州310058

锂硫二次电池因具有非常高的理论比容量(1675 mAh/g)和能量密度(2600 Wh/kg)而备受关注。然而,锂硫电池的正极材料单质硫因导电性差和在充放电过程中生成的多硫化物Li_(2)S_(n)(4≤n≤8)极易发生“穿梭效应”等问题,严重降低了对活性硫... 详细信息

锂硫二次电池因具有非常高的理论比容量(1675 mAh/g)和能量密度(2600 Wh/kg)而备受关注。然而,锂硫电池的正极材料单质硫因导电性差和在充放电过程中生成的多硫化物Li_(2)S_(n)(4≤n≤8)极易发生“穿梭效应”等问题,严重降低了对活性硫的利用效率,造成电极材料不可逆的容量损失。因此寻找成本低、可循环利用、热稳定性好的碳载体基质是提高锂硫电池电化学性能最有效的方法之一。在本研究中,以天然木质素作为碳源,首先经过萃取和碳化过程制备了多孔碳纳米球,再通过熔融过程,将单质硫成功地包裹进木质素基碳纳米球的孔隙中,制备得到多孔球状结构的碳/硫复合材料(LS-C/S)。当该复合材料用作锂硫电池正极材料时,在0.1 C电流密度下,硫含量为59.41%(质量分数)的电极材料的首次放/充电比容量分别为800.3 mAh/g和758.8 mAh/g,对应库仑效率为94.8%,在经过200次充放电循环后,其比容量稳定在647.4 mAh/g,容量保持率为84.3%,相当于每循环一圈容量平均损失为0.0785%。此外,在经过高倍率的充放电循环后,比容量仍能恢复并稳定在620 mAh/g,展现出良好的可逆倍率稳定性。这种木质素基碳纳米球具有的高比表面积和多孔结构,促进了锂离子和电子的传输,有效地抑制了中间产物多硫化锂的溶解扩散,提高了单质硫作为正极材料的利用效率,因此,复合材料表现出优异的循环稳定性和可逆倍率性能。

关键词：锂硫电池木质素碳纳米球正极材料电化学性能

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基于注意力机制与自适应时序分解的气温预报模型

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气象 2024年第6期50卷 723-732页

作者：杨彬马廷淮黄学坚南京信息工程大学计算机学院南京210044

针对传统方法在捕捉气象序列长期依赖关系及泛化性能上的不足,提出了一种基于稀疏注意力与自适应时序分解的气温预报模型(ATFSAS)。该模型整体采用编码器解码器架构,结合稀疏注意力机制以有效捕捉气象观测数据间的长期依赖性。为减少... 详细信息

针对传统方法在捕捉气象序列长期依赖关系及泛化性能上的不足,提出了一种基于稀疏注意力与自适应时序分解的气温预报模型(ATFSAS)。该模型整体采用编码器解码器架构,结合稀疏注意力机制以有效捕捉气象观测数据间的长期依赖性。为减少编码过程中造成的冗余,提出了一种信息蒸馏方法。通过结合多层解码器与自适应时序分解单元,逐步细化预报信号中的周期性和趋势性分量,实现了较为精准的气温预报。基于德国耶拿气象数据集,进行24h精细化气温预报,其平均绝对误差为1.7108℃。基于中国地面气候资料日值数据集,进行中短期日平均气温预报和多地区单日平均气温预报,相比传统模型LSTM,ATFSAS模型的预报性能分别提升了35.56%和23.66%。

关键词：人工智能深度学习时序预测气温预报

山江海耦合关键带生态系统服务价值时空变化及其权衡研究

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水土保持研究 2024年第2期31卷 264-274,286页

作者：高春莲胡宝清黄思敏黄丽芳李彩茶南宁师范大学北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室/广西地表过程与智能模拟重点实验室南宁530001 南宁师范大学地理科学与规划学院南宁530001

[目的]量化和分析山江海耦合关键带生态系统服务价值及时空变化,有助于深入了解其生态系统服务现状,进而阐明山江海耦合关键带生态服务之间的权衡/协同关系,对提高生态系统服务之间相互作用的认识,促进区域全面可持续发展和生态环境保... 详细信息

[目的]量化和分析山江海耦合关键带生态系统服务价值及时空变化,有助于深入了解其生态系统服务现状,进而阐明山江海耦合关键带生态服务之间的权衡/协同关系,对提高生态系统服务之间相互作用的认识,促进区域全面可持续发展和生态环境保护与修复具有重要意义。[方法]基于1990—2020年7期土地利用数据及结合修订后的当量因子表,运用网格法、地理加权回归等方法分析了山江海耦合关键带1990—2020年ESV时空变化和各项生态系统服务相互关系及其空间分异特征。[结果]1990—2020年山江海耦合关键带总ESV从788.55亿元增加至792.30亿元,增幅为0.48%,林地、耕地、水域地类ESV较高,为区内总ESV主要贡献因子,建设用地ESV较低,ESV在空间上呈现从西北向东南降低的趋势;1990—2020年各项生态系统服务相互关系以协同关系为主,约占85.45%,其中权衡高值区主要分布在山江海耦合关键带中部及南部地区,低值区主要分布在百色市喀斯特山区;协同低值区主要分布在人口密集、人类活动频繁、经济较为发达的市县级城区及沿海地区。[结论]1990—2020年山江海耦合关键带生态系统服务整体协调且保持动态平衡,食物生产活动会影响其他生态服务的能力,未来地方应严格把控生产活动开发边界,注重对生产地区的环境保护与修复。

关键词：生态系统服务价值土地利用时空变化权衡/协同山江海耦合关键带

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JPEG原图重构取证方法

信号处理 2024年第6期40卷 1122-1140页

作者：黎溢轩李昊东曾吉申黄瑞灵黄继武广东省智能信息处理重点实验室广东深圳518060 阿里巴巴集团浙江杭州310000

数字图像已被广泛用于办理各类网上业务和作为司法证据。与此同时,利用流行的图像编辑软件,普通用户就可以对图像进行语义篡改而不留下视觉痕迹。因此,对数字图像的原始性和真实性进行辨识已成为迫切的应用需求。基于元数据的图像篡改... 详细信息

数字图像已被广泛用于办理各类网上业务和作为司法证据。与此同时,利用流行的图像编辑软件,普通用户就可以对图像进行语义篡改而不留下视觉痕迹。因此,对数字图像的原始性和真实性进行辨识已成为迫切的应用需求。基于元数据的图像篡改取证方法因准确性高、计算量小而得到重视。然而,原图重构技术(例如应用MagicEXIF元数据编辑器)的出现使上述方法完全失效。针对这一问题,本文提出一种JPEG图像原图重构取证方法,用于检测图像是否受到重构攻击。通过分析原图重构的过程,以及重构前后图像的像素统计特征差异,本文对深度学习隐写分析模型SRNet(Steganalysis Residual Network)进行轻量化改进:裁剪其冗余的下采样层以减少参数,引入通道注意力机制以提高对关键特征的提取能力,并采用知识蒸馏的方法进一步提升模型的准确率。进一步地,通过分析重构对不同颜色分量的影响,采用YCbCr颜色分量作为模型输入,以提高检测性能。为测试算法的性能,我们收集了由不同品牌和型号的手机拍摄的图像数据,构建了大规模重构图像数据库。实验表明,本文提出的模型在参数量显著减少的情况下性能优于流行的模型,对512×512大小的图像可取得98%以上的检测正确率,且具有良好的跨设备泛化能力。同时,通过应用迁移学习,本文方法对不同版本的重构软件也具有较好的泛化性。

关键词：图像元数据原图重构图像取证重构检测轻量化模型

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载人月面上升动力重构方案研究

载人航天 2024年第1期30卷 60-67页

作者：侯振东刘扬孙兴亮田林黄克武黄震北京空间飞行器总体设计部北京100094

针对载人月面着陆器上升期间发动机发生故障时航天员应急救生的难题,提出了通过多发动机并联可在部分发动机故障时通过动力重构继续上升入轨的方法。分析了3~5台发动机并联方案的动力重构策略,建立对应的发动机系统可靠性模型进行可靠... 详细信息

针对载人月面着陆器上升期间发动机发生故障时航天员应急救生的难题,提出了通过多发动机并联可在部分发动机故障时通过动力重构继续上升入轨的方法。分析了3~5台发动机并联方案的动力重构策略,建立对应的发动机系统可靠性模型进行可靠性评估。基于能量最优的动力上升制导律,对不同故障工况下的动力重构上升轨迹进行仿真分析,得到推进剂消耗、入轨相位等关键参数的变化规律,根据应急入轨条件,设计了3种应急交会对接策略。仿真结果表明,若单台发动机可靠性为0.99,则3~4台发动机并联的动力重构方案可将发动机系统可靠性提升至0.9996,通过调整交会对接策略可在预定时间内完成快速交会对接,实现航天员安全返回。

关键词：载人月面上升应急救生动力重构交会对接

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动态腕手矫形器结合改良强制性运动疗法对脑卒中偏瘫患者上肢和手功能障碍的效果

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中国康复理论与实践 2024年第5期30卷 606-612页

作者：黄崧华凌骏麒高天昊黄仪佳白玉龙复旦大学附属华山医院康复医学科上海市200040

目的观察动态腕手矫形器结合改良强制性运动疗法(mCIMT)对脑卒中偏瘫患者上肢及手功能的影响。方法2022年2月至2023年12月,复旦大学附属华山医院脑卒中恢复期患者32例,随机分为对照组(n=16)和试验组(n=16)。两组均接受常规康复训练,采... 详细信息

目的观察动态腕手矫形器结合改良强制性运动疗法(mCIMT)对脑卒中偏瘫患者上肢及手功能的影响。方法2022年2月至2023年12月,复旦大学附属华山医院脑卒中恢复期患者32例,随机分为对照组(n=16)和试验组(n=16)。两组均接受常规康复训练,采用改良强制性运动疗法,每天健侧上肢佩戴约束手套4 h;试验组同时患侧上肢佩戴动态腕手矫形器4 h;每周5 d,连续3周。分别于治疗前后采用Wolf运动功能量表(WMFT)、手臂动作调查测试(ARAT)和握力评估上肢运动功能,动作活动记录量表(MAL)评估动作使用量(AOU)和动作完成质量(QOM),汉密尔顿焦虑量表(HAMA)和汉密尔顿抑郁量表(HAMD)评估情绪变化,采用表面肌电图观察训练前后患/健侧腕背伸肌均方根值(RMS)比。结果治疗后,两组WMFT、ARAT、MAL-QOM、HAMA评分和患/健侧腕背伸肌RMS比均改善(|t|>2.179,P2.343,P2.819,P<0.05)。结论动态腕手矫形器结合mCIMT可以促进偏瘫患者上肢和手功能的恢复。

关键词：脑卒中改良强制性运动疗法腕手矫形器上肢手运动功能康复

虚拟编组下基于跟驰模型的列车群运行控制方法研究

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交通运输系统工程与信息 2024年第3期24卷 1-11页

作者：帅斌罗佳楠冯心妍黄文成西南交通大学交通运输与物流学院成都611756 西南交通大学系统科学与系统工程研究所成都611756 西南交通大学综合交通运输智能化国家地方联合工程实验室成都611756 西南交通大学综合交通大数据应用技术国家工程实验室成都611756

高速铁路移动闭塞方式下运输能力与运输需求之间依然存在缺口,虚拟编组是未来提高运输能力的新方式。本文基于虚拟编组概念,受道路交通跟驰模型启发,引入列车动力学和运动学理论,根据相邻两列车之间的速度和距离关系,提出一种新的追踪... 详细信息

高速铁路移动闭塞方式下运输能力与运输需求之间依然存在缺口,虚拟编组是未来提高运输能力的新方式。本文基于虚拟编组概念,受道路交通跟驰模型启发,引入列车动力学和运动学理论,根据相邻两列车之间的速度和距离关系,提出一种新的追踪列车加速度调整策略,建立相应的列车群虚拟编组加速度控制模型,当实现列车群的虚拟编组时,列车群中所有列车的速度相等,任意相邻列车之间的间距等于期望间距,同时,能够确保列车安全与乘客舒适度。本文以CRH380A动车组为背景验证模型,算例仿真结果表明,本文提出的加速度调整策略能有效实现列车群的虚拟编组;与移动闭塞方式相比,采取虚拟编组方式达到列车协同的时间减少9.7%,列车间距缩小10.1%,效率更高;将列车群视为一个整体时,实现虚拟编组的时间比将整个列车群分为多组时更短。

关键词：铁路运输列车运行控制跟驰模型虚拟编组列车追踪间距

基于互动社会语言学的意义发生空间维度分析以蒙古语为例

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外语学刊 2024年第3期 34-40页

作者：刘承宇黄磊西南大学外国语学院重庆400715 长江师范学院外国语学院重庆408100

本文从语言符号的社会功能视角出发,基于Halliday提出的意义发生时间框架理论,深入探讨意义发生的空间框架。研究表明:首先,系统功能语言学的意义发生理论从本质上说是将时间与空间维度融合在一起的,在互动社会语言学相关理论的关照下,... 详细信息

本文从语言符号的社会功能视角出发,基于Halliday提出的意义发生时间框架理论,深入探讨意义发生的空间框架。研究表明:首先,系统功能语言学的意义发生理论从本质上说是将时间与空间维度融合在一起的,在互动社会语言学相关理论的关照下,意义发生的空间维度也包括3个框架,即社区交融发生、个体交际发生和语篇互动发生。其次,3个空间框架叠加嵌套、相互促进、密切联系。最后,体现化、实例化和意义发生的空间维度形成交叉矩阵,共同推动语言在语境层、语义层和词汇语法层的演进。该空间维度的分析模式,为意义发生研究提供新的跨学科视角。

关键词：意义发生空间维度社区交融发生个体交际发生语篇互动发生