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Enhancing capacitive deionization performance and cyclic stability of nitrogen-doped activated carbon by the electro-oxidation of anode materials

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Chinese Journal of Chemical Engineering 2024年第5期69卷 23-33页

作者： Xiaona Liu Baohua Zhao Yanyun Hu Luyue Huang Jingxiang Ma Shuqiao Xu Zhonglin Xia Xiaoying Ma shuangchen Ma School of Environmental Science and Engineering North China Electric Power UniversityBaoding 071003China Huadian Zhengzhou Machinery Design and Research Institute Co. LtdZhengzhou 450002China Huadian Inner Mongolia Energy Co. Ltd.Baotou Power Generation BranchBaotou 014013China

Electrode materials with high desalination capacity and long-term cyclic stability are the focus of capacitive deionization(CDI) community. Understanding the causes of performance decay in traditional carbons is crucial to design a high-performance material. Based on this, here, nitrogen-doped activated carbon(NAC) was prepared by pyrolyzing the blend of activated carbon powder(ACP) and melamine for the positive electrode of asymmetric CDI. By comparing the indicators changes such as conductivity, salt adsorption capacity, pH, and charge efficiency of the symmetrical ACP-ACP device to the asymmetric ACP-NAC device under different CDI cycles, as well as the changes of the electrochemical properties of anode and cathode materials after long-term operation, the reasons for the decline of the stability of the CDI performance were revealed. It was found that the carboxyl functional groups generated by the electro-oxidation of anode carbon materials make the anode zero-charge potential(E_(pzc)) shift positively,which results in the uneven distribution of potential windows of CDI units and affects the adsorption capacity. Furthermore, by understanding the electron density on C atoms surrounding the N atoms, we attribute the increased cyclic stability to the enhanced negativity of the charge of carbon atoms adjacent to quaternary-N and pyridinic-oxide-N.

关键词： Anodic oxidation Capacitive deionization Cyclic stability N-doping

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Preparation of MXene-based hybrids and their application in neuromorphic devices

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International Journal of Extreme Manufacturing 2024年第2期6卷 164-188页

作者： Zhuohao Xiao Xiaodong Xiao Ling Bing Kong Hongbo Dong Xiuying Li Bin He shuangchen Ruan Jianpang Zhai Kun Zhou Qin Huang Liang Chu School of Materials Science and Engineering Jingdezhen Ceramic UniversityJingdezhen 333403JiangxiPeople’s Republic of China School of Mechanical and Vehicle Engineering Linyi UniversityLinyi 276000ShandongPeople’s Republic of China College of New Materials and New Energies Shenzhen Technology UniversityShenzhen 518118GuangdongPeople’s Republic of China School of Mechanical&Aerospace Engineering Nanyang Technological University50 Nanyang AvenueSingapore 639798Singapore Ningbo Institute of Materials Engineering and Technology Chinese Academy of ScienceNingbo 315201ZhejiangPeople’s Republic of China Institute of Carbon Neutrality and New Energy&School of Electronics and Information Hangzhou Dianzi UniversityHangzhou 310018ZhejiangPeople’s Republic of China

The traditional von Neumann computing architecture has relatively-low information processing speed and high power consumption,making it difficult to meet the computing needs of artificial intelligence(AI).Neuromorphic computing systems,with massively parallel computing capability and low power consumption,have been considered as an ideal option for data storage and AI computing in the ***,as the fourth basic electronic component besides resistance,capacitance and inductance,is one of the most competitive candidates for neuromorphic computing systems benefiting from the simple structure,continuously adjustable conductivity state,ultra-low power consumption,high switching speed and compatibility with existing CMOS *** memristors with applying MXene-based hybrids have attracted significant attention in recent ***,we introduce the latest progress in the synthesis of MXene-based hybrids and summarize their potential applications in memristor devices and neuromorphological *** explore the development trend of memristors constructed by combining MXenes with other functional materials and emphatically discuss the potential mechanism of MXenes-based memristor ***,the future prospects and directions of MXene-based memristors are briefly described.

关键词： MXene etching fabrication memristor neuromorphic

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Stable watt-level mode-locked noise-like pulse from an all-PM fiber oscillator at 2 μm

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Chinese Optics Letters 2024年第6期22卷 154-157页

作者： Meng Wang Junjia Ding Deqin Ouyang Yewang Chen Junqing Zhao Xing Liu shuangchen Ruan Key Laboratory of Advanced Optical Precision Manufacturing Technology of Guangdong Higher Education Institutes Sino-German College of Intelligent ManufacturingShenzhen Technology UniversityShenzhen 518118China

We have experimentally presented a watt-level noise-like (NL) pulse mode-locked all-polarization-maintaining(PM) fiber laser centered at ~1995 nm, which can directly generate stable NL pulses with a maximum output power of ~1.017 W and pulse energy of ~0.61 μJ, representing the highest output power of mode-locked NL pulse at 2 μm from any fiber oscillators,to the best of our knowledge. The mode-locked NL pulse laser exhibits an excellent stability with a power fluctuation of~0.1% in 8 h of monitoring, and a signal-to-noise ratio of ~83 dB at a fundamental frequency of ~1.662 MHz. Moreover, the pulse envelope and coherence spike width of the NL pulse can be widely tuned from ~4.5 ns to ~16 ns, and ~364 fs to~323 fs, respectively, with the enhancement of the pump power. Such an all-PM fiber oscillator is the ideal seed source for the implementation of a high-power NL pulse laser and has potential valuable applications in mid-infrared spectroscopy and industrial processing.

关键词： Tm-doped fiber laser mode locking noise-like pulse

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Preparation, characterization and evaluation of liposomal doxorubicin and harmine that show synergistic activity in vitro

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Journal of Chinese Pharmaceutical Sciences 2017年第9期26卷 666-674页

作者： Jiongxi Lei shuangchen cong Maoyuan Song Wenxi Zhang Guanghua Peng Yuanyuan Zhang Mengya Yin Jiaxing Wang Jiajia Li Xinru Li Beijing Key Laboratory of Molecular Pharmaceutics and New Drug System School of Pharmaceutical Sciences Peking University Health Science Center Beijing 100191 China

A combinatory therapeutic system that simultaneously targets several independent pathways is preferred for the treatment of cancer. In our study, a combinatory liposomal delivery system containing doxorubicin （Dox） and harmine （HM） was constructed by thin film dispersing method together with pH gradient method. A simple, precise and accurate spectrophotometric method for the determination of Dox and HM in liposomal formulation was established and validated. A drug HSPC ratio of 1： 20, loading time of 30 min and loading temperature of 50 ~C were the optimal conditions for the preparation of drug loaded liposomes, which exhibited excellent physicochemical properties such as average particle size of-100 nm, low polydispersity index below 0.2 and high entrapment efficiency above 93%. Sustained release of drug from liposomes at pH 7.4 showed good biological safety. The synergetic cytotoxic effect for these two drugs was evaluated in MCF-7 ceils. The in vitro antitumor studies demonstrated the superior anti-proliferation activity of the liposomal Dox and HM with a combination index of 0.81, which indicated great synergistic effect and increased anti-proliferation efficiency. The experimental data suggested that combinational liposome therapy could be an effective way to develop efficient treatment of cancers.

关键词： Doxorubicin Harmine Liposomes Combination therapy Synergistic effect

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High-repetition-rate and high-power efficient picosecond thin-disk regenerative amplifier

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High Power Laser Science and Engineering 2024年第2期12卷 16-23页

作者： Sizhi Xu Yubo Gao Xing Liu Yewang Chen Deqin Ouyang Junqing Zhao Minqiu Liu Xu Wu Chunyu Guo Cangtao Zhou Qitao Lue shuangchen Ruan Key Laboratory of Advanced Optical Precision Manufacturing Technology of Guangdong Higher Education Institutes Sino-German College of Intelligent ManufacturingShenzhen Technology UniversityShenzhenChina Han’s Laser Technology Industry Group Co. Ltd.ShenzhenChina Shenzhen Key Laboratory of Laser Engineering College of Physics and Optoelectronic EngineeringShenzhen UniversityShenzhenChina Shenzhen Key Laboratory of Ultraintense Laser and Advanced Material Technology College of Engineering PhysicsShenzhen Technology UniversityShenzhenChina

We present an effective approach to realize a highly efficient,high-power and chirped pulse amplification-free ultrafast ytterbium-doped yttrium aluminum garnet thin-disk regenerative amplifier pumped by a zero-phonon line 969 nm laser *** amplifier delivers an output power exceeding 154 W at a pulse repetition rate of 1 MHz with custom-designed 48 pump *** exceptional thermal management on the thin disk through high-quality bonding,efficient heat dissipation and a fully locked spectrum collectively contributes to achieving a remarkable optical-to-optical efficiency of 61%and a near-diffraction-limit beam quality with an M2 factor of *** the best of our knowledge,this represents the highest conversion efficiency reported in ultrafast thin-disk regenerative ***,the amplifier operates at room temperature and exhibits exceptional stability,with root mean square stability of less than 0.33%.This study significantly represents advances in the field of laser amplification systems,particularly in terms of efficiency and average *** advantageous combination of high efficiency and diffraction limitation positions the thin-disk regenerative amplifier as a promising solution for a wide range of scientific and industrial applications.

关键词： high efficiency high power picosecond laser regenerative amplifier thin-disk laser

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多源激光点云建模在桥梁养护中的探索

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测绘通报 2024年第2期 157-160,177页

作者：刘霜辰李升甫贾洋四川省公路规划勘察设计研究院有限公司四川成都610041

运营已久的复杂山区高速公路桥梁在路面负荷严重、次生地质灾害的影响下,对道路日常的养护运维工作带来了很大挑战。利用桥梁三维建模技术进行在线可视化,同时在重点桥梁路段安装监测设备,在线进行桥梁健康监测成为目前新的技术手段。... 详细信息

运营已久的复杂山区高速公路桥梁在路面负荷严重、次生地质灾害的影响下,对道路日常的养护运维工作带来了很大挑战。利用桥梁三维建模技术进行在线可视化,同时在重点桥梁路段安装监测设备,在线进行桥梁健康监测成为目前新的技术手段。针对运营较长时间的道路桥梁设计竣工图纸缺失,无法通过图纸复现真实的桥梁模型,采用地面站式激光与车载激光相结合的方法,对长时间运营桥梁进行扫描,对两种方法得到的点云数据进行配准及滤波处理,然后进行单体化建模,真实还原运营桥梁的结构形态。同时,利用公路行业BIM模型标准,对单体化的桥梁进行构件拆分编码,形成规范的桥梁单元模块。在此基础上,利用GIS技术开发高速公路基础设施平台,关联桥梁养护相关作业模块,实现既有高速公路桥梁线上巡检养护。

关键词：多源激光雷达点云滤波三维建模构件化桥梁养护

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改进YOLOv8算法的城市车辆目标检测

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计算机工程与应用 2024年第18期60卷 136-146页

作者：许德刚王双臣王再庆尹柯栋河南工业大学信息科学与工程学院郑州450001 河南工业大学粮食信息处理与控制教育部重点实验室郑州450001 湖南工程学院计算机与通信学院湖南湘潭411104

针对复杂交通场景下城市车辆目标检测算法存在的漏检、精度低、泛化能力弱的问题,提出一种改进的YOLOv8城市车辆目标检测算法。采用一种改进的GAM-C2f结构来代替主干网络中的C2f模块,平衡模型的计算效率和准确性;设计一种SPPFAPGC模块,... 详细信息

针对复杂交通场景下城市车辆目标检测算法存在的漏检、精度低、泛化能力弱的问题,提出一种改进的YOLOv8城市车辆目标检测算法。采用一种改进的GAM-C2f结构来代替主干网络中的C2f模块,平衡模型的计算效率和准确性;设计一种SPPFAPGC模块,防止SPPF结构因最大池化操作所导致的局部特征丢失问题,提高特征图的丰富度,并进一步结合小目标检测头来加强对远处小目标车辆的检测能力,加强局部特征与全局特征的融合。为抑制低质量图像产生的有害梯度,使用WIOU损失函数代替CIoU,以提升网络的边界框回归性能,提高模型的收敛速度和回归精度。在Streets车辆数据集上的实验结果表明,与基准模型YOLOv8n相比,改进算法的mAP50和Recall分别提高了1.6和2.0个百分点,有效改善了城市交通场景下小目标车辆检测性能不佳的问题;在VisDrone2019数据集上进行验证,mAP50和Recall也分别提高了1.1和1.6个百分点,充分证明了改进算法的优越性。与其他先进主流算法相比,改进算法表现出了更高的准确率和查全率,表明改进算法在城市车辆检测任务中具有更好的性能。

关键词：车辆目标检测 YOLOv8 C2f模块 SPPF模块损失函数

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基于AI视觉的井工煤矿井下新型辅助运输系统设计

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自动化应用 2024年第13期65卷 56-58,64页

作者：李双辰内蒙古平庄煤业(集团)有限责任公司内蒙古赤峰024076

为提高煤矿井下辅助运输的效率,提出基于AI视觉的井工煤矿井下新型辅助运输系统设计,以增强避障效果,达到较高的运输效率。硬件部分,选取无极绳绞车牵引+卡轨车的运输方式,并配置传感器、控制模块、通信与协作模块等进行数据采集、传输... 详细信息

为提高煤矿井下辅助运输的效率,提出基于AI视觉的井工煤矿井下新型辅助运输系统设计,以增强避障效果,达到较高的运输效率。硬件部分,选取无极绳绞车牵引+卡轨车的运输方式,并配置传感器、控制模块、通信与协作模块等进行数据采集、传输和控制;软件部分,预处理所采集传输的图像数据,再利用卷积神经网络实现对图像的特征提取,并通过全连接层对图像数据进行分类,以实现对障碍物的检测。最终将检测结果输出至监控中心,由PLC控制器来控制电控绞车,实现避障,至此,完成井工煤矿井下新型辅助运输系统的设计。结果表明,所设计系统的运输效率较高,具有可靠的应用性。

关键词： AI视觉煤矿井下辅助运输卷积神经网络

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贮料重度对卸料流态及仓壁压力分布的影响

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农业工程学报 2024年第15期40卷 44-53页

作者：刘克瑾黄硕硕姚辉江贾玲玲谢双臣河南工业大学土木工程学院郑州 450001

为了研究贮料重度对仓壁卸料压力和流态的影响,该研究进行了室内试验和数值模拟分析。室内试验采用自主设计的半圆柱形平底圆筒仓,仓壁嵌入定制的压力传感器量测仓壁压力,通过摄像机记录流态演化过程。贮料选用重度不同平均粒径为5.5 m... 详细信息

为了研究贮料重度对仓壁卸料压力和流态的影响,该研究进行了室内试验和数值模拟分析。室内试验采用自主设计的半圆柱形平底圆筒仓,仓壁嵌入定制的压力传感器量测仓壁压力,通过摄像机记录流态演化过程。贮料选用重度不同平均粒径为5.5 mm的陶球颗粒(以下简称陶粒)和大豆,各进行了5组卸料试验。并进行了离散元(discrete element method,DEM)数值模拟。最后,综合试验结果和数值模拟结果,结合颗粒物质力学基本原理,分析了贮料重度对流态演化及仓壁压力分布的影响。结果表明:陶粒和大豆的流态演变过程相似;静止区边界在卸料前期和中期处于稳定状态,贮料静止区角度为54.03°,高度为0.310 m,卸料后期,表面流动边界面开始与静止区边界面以28.5°相交,并最终滞留在仓底附近形成角度为28.5°,高度为0.120 m的“滞留区”;贮料重度越大,仓壁压力变化越剧烈;峰值压力作用点在距离仓壁底部约3/10高度处;在卸料最初(卸料时间5 s,占总卸料时长的1.43%),陶粒和大豆的仓壁压力均发生剧烈突增:陶粒峰值增幅为263%,大豆峰值增幅为257%,该现象为实践中筒仓破坏多出现在卸料初期提供了试验支持。基于细观层面的力链网络演化,证实了重度大的陶粒通过力链网络传递到仓壁的压力更大,仓壁压力波动性与力链的断裂、重构和结拱起始、结拱完成和拱塌落有直接的对应关系。研究建立了从细观力链网络传递、力链断裂、重构与宏观仓壁压力分布的直接联系,研究结果可为筒仓结构设计提供理论支撑与试验依据。

关键词：筒仓散体材料流态离散元法力链网络卸料压力卸料试验重力密度

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辣椒果实发育相关基因的电子克隆及生物信息学分析

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北方园艺 2024年第3期 1-8页

作者：徐明磊田辉陈双臣河南质量工程职业学院河南平顶山467001 河南科技大学林学院河南洛阳471003

以cDNA-AFLP分析辣椒果实发育获得的长度为193 bp的TDF_(9-68-11)为研究对象,采用电子克隆、PCR验证和生物信息学分析等方法,研究了辣椒果实发育相关基因的电子克隆及生物信息学功能分析,以期为辣椒果实发育相关基因的研究提供参考依据... 详细信息

以cDNA-AFLP分析辣椒果实发育获得的长度为193 bp的TDF_(9-68-11)为研究对象,采用电子克隆、PCR验证和生物信息学分析等方法,研究了辣椒果实发育相关基因的电子克隆及生物信息学功能分析,以期为辣椒果实发育相关基因的研究提供参考依据。结果表明:经过电子克隆最终获得长为1 167 bp的拼接序列,设计引物PCR扩增和测序获得全长714 bp的序列,与拼接序列高度一致;该序列编码分子量为17.96 kD氨基酸链,其等电点为7.76偏中性;氨基酸链具有跨膜特性,可能存在5个磷酸化位点,该氨基酸链二级结构含有的α螺旋占42.3%、延伸链占19.6%、β转角占12.2%,以及26.4%的随机卷曲结构。氨基酸序列比对可以初步推断该氨基酸序列的功能与果实发育中醇脱氢相关生化反应有关。

关键词：辣椒果实发育 TDF 电子克隆

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