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A soft-contact hybrid electromagnetic–triboelectric nanogenerator for self-powered water splitting towards hydrogen production

Open Journal of Applied Sciences（应用科学） 2024年第1期

作者： Zhangchi Liu Risheng Zhang Hao Zhong yingjie sun

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Nano Research 2024年第7期17卷 6567-6574页

作者： Fuxue Ma yingjie Wu Shuge Dai Pei Lin Junlu sun Lin Dong Key Laboratory of Material Physics of Ministry of Education and School of Physics and MicroelectronicsZhengzhou UniversityZhengzhou 450000China

The effective acquisition of hydrogen energy from the ocean offers a promising sustainable solution for increasing global energy ***,a self-powered high-efficient hydrogen generation system is proposed by integrating a triboelectric–electromagnetic hybrid nanogenerator(TEHG),power management circuit(PMC),and an electrolytic *** the wind triggering,as-fabricated TEHG can effectively convert breeze energy into electric energy,which demonstrates a high output current of 20.3 mA at a speed rotation of 700 rpm and the maximal output power of 13.8 mW at a load of 10 MΩ.Remarkably,asdesigned self-powered system can perform a steady and continuous water splitting to produce hydrogen(1.5μL·min^(−1))by adding a matching capacitor between the PMC and electrolytic *** the circuit,the capacitor can not only function as a charge compensation source for water splitting,but also stabilize the working *** other self-powered water splitting systems,the proposed system does not need catalysts or the complex electrical energy storage/release process,thus improving the hydrogen production efficiency and reducing the *** work provides an effective strategy for clean hydrogen energy production and demonstrates the huge potential of the constructed self-powered system toward carbon neutralization.

关键词： wind energy harvester hybrid nanogenerator energy conversion and management hydrogen energy production

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我国赤泥污染现状及资源化利用方向

中国无机分析化学 2024年第10期14卷 1386-1396页

作者：石龙成张庆建孙英杰李卫华王华伟范洪勇郭志东赵雷青岛理工大学山东青岛266520 山东理工大学山东淄博255049

我国工业制成品原料的80%来自矿产资源,由此产生了大量的工业固废,其中赤泥是比较典型的一种工业危废,如不经合理处置,将对大气、水体、土壤等产生危害。同时赤泥又兼具资源属性,如经过合理利用,将替代部分原材料,符合我国“十四五”循... 详细信息

我国工业制成品原料的80%来自矿产资源,由此产生了大量的工业固废,其中赤泥是比较典型的一种工业危废,如不经合理处置,将对大气、水体、土壤等产生危害。同时赤泥又兼具资源属性,如经过合理利用,将替代部分原材料,符合我国“十四五”循环经济发展规划的要求。对我国赤泥产生、堆存、污染现状,及目前综合利用的方式及优缺点进行综述,赤泥产量大,堆存量已超数亿吨,污染问题已变得比较突出,当前主要应用在冶金、建材和环境保护领域,提出了赤泥大规模资源化利用的方向,助推我国实现“双碳目标”。

关键词：赤泥污染资源化利用低碳环保双碳目标

填埋场存量飞灰赋存重金属溶出影响因素研究进展

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中国无机分析化学 2024年第10期14卷 1416-1424页

作者：孙英杰孙浩然李锰蔡淑霞李卫华张庆建马晓腾占美丽夏正启王华伟卞荣星青岛理工大学环境与市政工程学院青岛市固体废物污染控制与资源化工程研究中心山东青岛266520 中国环境科学研究院国家环境保护危险废物鉴别与风险控制重点实验室北京100012 青岛市固体废弃物处置有限责任公司山东青岛266300 青岛水务集团有限公司山东青岛266002

稳定化预处理后送入生活垃圾填埋场填埋处置是长期以来我国垃圾焚烧飞灰的主要消纳路径。针对填埋年限跨度久、存量巨大的稳定化飞灰,其在复杂填埋环境影响下所赋存重金属的潜在环境风险是未来填埋场管理需面临的“突出难题”。基于“... 详细信息

稳定化预处理后送入生活垃圾填埋场填埋处置是长期以来我国垃圾焚烧飞灰的主要消纳路径。针对填埋年限跨度久、存量巨大的稳定化飞灰,其在复杂填埋环境影响下所赋存重金属的潜在环境风险是未来填埋场管理需面临的“突出难题”。基于“飞灰与原生垃圾非规范共填埋”背景,重点分析了pH值、溶解性有机物(DOM)、氧化还原电位(ORP)、盐度、CO_(2)氛围等外环境因素和稳定化药剂、粒径等对填埋飞灰中重金属溶出的影响,并探讨了不同影响因素的影响规律及各因素间的交互影响作用,评估了其潜在环境风险。指出填埋场渗滤液水质和内部环境因素的交互影响对填埋场存量飞灰中重金属的长期溶出行为及环境风险值得深入研究。因此,我国垃圾焚烧飞灰历史填埋处置中“豁免条款”的实施并没有改变飞灰自身的危险废物属性,未来应加强对填埋场大量存量稳定化飞灰危险属性和资源属性的协同关注。

关键词：垃圾填埋场存量飞灰重金属溶出影响因素

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好氧堆肥的生物除臭机制及原位控制技术进展

环境污染与防治 2024年第6期46卷 896-900,907页

作者：范洪勇张闻轩王华伟孙英杰赵建伟李卫华卞荣星张竞竞青岛理工大学环境与市政工程学院山东青岛266033 青岛滨海学院医学院山东青岛266555

因子调控是实现好氧堆肥臭气原位控制的最主要途径之一。总结了好氧堆肥中原位生物除臭的过程机制,从主控环境因子调控的角度综述了碳氮比、通气量、温度、含水率和pH对原位生物除臭技术中微生物群落结构和代谢活性的影响,总结了覆盖除... 详细信息

因子调控是实现好氧堆肥臭气原位控制的最主要途径之一。总结了好氧堆肥中原位生物除臭的过程机制,从主控环境因子调控的角度综述了碳氮比、通气量、温度、含水率和pH对原位生物除臭技术中微生物群落结构和代谢活性的影响,总结了覆盖除臭法、腐熟堆肥回流法、功能菌接种法和其他辅助方法等综合环境因子调控技术。研究发现,未来应在不同臭气的协同转化路径和微生物作用机制,主控环境因子对臭气物质去除的微生物代谢影响,生物除臭技术的联用及辅助方法的使用等方面加强研究,为原位生物除臭技术的优化和应用提供理论指导。

关键词：好氧堆肥生物除臭技术主控环境因子协同转化

MCC950抑制NLRP3/caspase⁃1通路改善体外循环大鼠围手术期神经认知障碍的作用研究

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国际麻醉学与复苏杂志 2024年第3期45卷 239-243页

作者：丁国鹏付益计孙莹杰刁玉刚宋丹丹北部战区总医院麻醉科沈阳110016 鞍山市中心医院麻醉手术中心鞍山114009

目的研究NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3(NLRP3)炎症小体抑制剂MCC950对体外循环(CPB)大鼠围手术期神经认知障碍(PND)的保护作用。方法清洁级成年雄性SD大鼠30只,体重350~450 g,采用随机数字表法分为3组(每组10只):假手术组(S组)、CPB... 详细信息

目的研究NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3(NLRP3)炎症小体抑制剂MCC950对体外循环(CPB)大鼠围手术期神经认知障碍(PND)的保护作用。方法清洁级成年雄性SD大鼠30只,体重350~450 g,采用随机数字表法分为3组(每组10只):假手术组(S组)、CPB组(C组)和CPB+MCC950(CM组)。S组不建模,C组和CM组建立大鼠CPB模型。CM组在CPB前24、1 h和术后24 h注射MCC95010 mg/kg,S组和C组注射等容量生理盐水。术后3 d大鼠进行水迷宫测试,记录逃避潜伏期和穿越平台次数。随后处死大鼠,取海马组织,采用酶联免疫吸附测定法检测白细胞介素(IL)⁃18和IL⁃1β含量,分光光度法检测胱天蛋白酶(caspase)⁃1活性,免疫印迹法(Western⁃blot)检测NLRP3、凋亡相关斑点样衔接蛋白(ASC)、胱天蛋白酶原(pro⁃caspase⁃1)和消皮素D(GSDMD)蛋白含量,实时荧光定量聚合酶链反应(FQ-PCR)检测NLRP3、ASC、caspase⁃1 mRNA表达水平。结果与S组比较,C组和CM组大鼠逃避潜伏期较长(均P<0.05),穿越平台次数较少(均P<0.05);海马组织中IL⁃18、IL⁃1β含量和caspase⁃1酶活性较高(均P<0.05),NLRP3、ASC、pro⁃caspase⁃1和GSDMD蛋白含量较高(均P<0.05),NLRP3、ASC、caspase⁃1 mRNA表达较高(均P<0.05)。与C组比较,CM组大鼠逃避潜伏期较短(P<0.05),穿越平台次数较多(P<0.05);海马组织中IL⁃1β、IL⁃18含量和caspase⁃1酶活性较低(均P<0.05),NLRP3、ASC、pro⁃caspase⁃1和GSDMD蛋白含量较低(均P<0.05),NLRP3、ASC、caspase⁃1 mRNA表达较低(均P<0.05)。结论MCC950可抑制NLRP3/caspase⁃1通路改善体外循环大鼠PND。

关键词： NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3 胱天蛋白酶围手术期神经认知障碍体外循环 MCC950

整合REV-LTR基因的MDV活疫苗与亲本CVI988/Rispens株的免疫效力比较

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中国动物传染病学报 2024年第1期32卷 73-81页

作者：张秀梅宋翠萍谭磊孙英杰刘炜玮廖瑛丁铲仇旭升罗廷荣广西大学动物科学技术学院南宁530004 中国农业科学院上海兽医研究所上海200241

利用同源重组技术将禽网状内皮组织增生症病毒(REV)的长末端重复序列(LTR)整合进CVI988/Rispens疫苗株基因组中所构建成的重组马立克氏病病毒株(r MDV-LTR株),具有较高的增殖效率。为比较r MDV-LTR株与亲本CVI988/Rispens株的免疫效力差... 详细信息

利用同源重组技术将禽网状内皮组织增生症病毒(REV)的长末端重复序列(LTR)整合进CVI988/Rispens疫苗株基因组中所构建成的重组马立克氏病病毒株(r MDV-LTR株),具有较高的增殖效率。为比较r MDV-LTR株与亲本CVI988/Rispens株的免疫效力差异,开展了对这两种疫苗的比较试验。试验将这两种疫苗分别按照三个不同剂量经颈背部皮下接种1日龄SPF鸡。接种后第7 d,攻毒马立克氏病强毒株rMd5,连续观察60 d后进行剖检。临床病理观察结果发现,以不低于250 PFU/羽剂量的rMDV-LTR株或CVI988/Rispens株免疫SPF雏鸡都可以提供大于80%的免疫保护效率;以125 PFU/羽剂量的两种疫苗虽均不能提供大于80%的免疫保护效力,但rMDV-LTR株免疫组试验鸡未出现死亡,仅有2只鸡出现消瘦,剖解脏器无肿瘤,而CVI988/Rispens株免疫组鸡出现2只死亡,其中1只剖解后检出肿瘤。rMDV-LTR株和CVI988/Rispens株免疫组的免疫保护指数分别为77.78%和66.67%。由实验结果可见,在较小免疫剂量下,rMDV-LTR株免疫保护率高于亲本CVI988/Rispens疫苗株。说明重组毒rMDV-LTR疫苗株可以作为一种安全的、有效的新型MDV疫苗。

关键词：马立克氏病重组病毒禽网状内皮组织增生症病毒的长末端重复序列攻毒保护免疫效力

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Two methods for separating the magnetospheric solar wind charge exchange soft X-ray emission from the diffuse X-ray background

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Earth and Planetary Physics 2024年第1期8卷 119-132页

作者： yingjie Zhang TianRan sun JenniferACarter WenHao Liu Steve Sembay ShuiNai Zhang Li Ji Chi Wang State Key Laboratory of Space Weather National Space Science CenterChinese Academy of SciencesBeijing 100190China College of Earth and Planetary Sciences The University of Chinese Academy of SciencesBeijing 100190China School of Physics and Astronomy The University of LeicesterLeicesterUK Purple Mountain Observatory Chinese Academy of SciencesNanjing 210008China

Solar wind charge exchange(SWCX)is the process of solar wind high-valence ions exchanging charges with neutral components and generating soft ***,detecting the SWCX emission from the magnetosphere is proposed as a new technique to study the magnetosphere using panoramic soft X-ray *** better prepare for the data analysis of upcoming magnetospheric soft X-ray imaging missions,this paper compares the magnetospheric SWCX emission obtained by two methods in an XMM-Newton observation,during which the solar wind changed *** two methods differ in the data used to fit the diffuse X-ray background(DXB)parameters in spectral *** method adding data from the ROSAT All-Sky Survey(RASS)is called the RASS *** method using the quiet observation data is called the Quiet method,where quiet observations usually refer to observations made by the same satellite with the same target but under weaker solar wind *** show that the spectral compositions of magnetospheric SWCX emission obtained by the two methods are very similar,and the changes in intensity over time are highly consistent,although the intensity obtained by the RASS method is about 2.68±0.56 keV cm^(-2)s^(-1)sr^(-1)higher than that obtained by the Quiet *** the DXB intensity obtained by the RASS method is about 2.84±0.74 keV cm^(-2)s^(-1)sr^(-1)lower than that obtained by the Quiet method,and the linear correlation coefficient between the difference of SWCX and DXB obtained by the two methods in diffe rent energy band is close to-1,the diffe rences in magnetospheric SWCX can be fully attributed to the diffe rences in the fitted *** difference between the two methods is most significant when the energy is less than 0.7 keV,which is also the main energy band of SWCX *** addition,the difference between the two methods is not related to the SWCX intensity and,to some extent,to solar wind conditions,because SWCX intensity typically va ries with the

关键词： solar wind charge exchange(SWCX) ROSAT All-Sky Survey(RASS) soft X-ray X-ray imaging magnetosphere

磁性生物氧化锰制备及对As(Ⅲ)的吸附效果研究

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青岛理工大学学报 2024年第3期45卷 103-109,118页

作者：张艳茹王华伟刘粮丰王亚楠孙英杰蒋旭彤青岛理工大学环境与市政工程学院青岛266525

通过席夫碱反应制备了磁性生物氧化锰(MBMO),分析了磁性材料的物理化学特征,研究了pH、As(Ⅲ)浓度、共存阴离子、盐度、再生条件等因素对废水中砷(As(Ⅲ))吸附固定效果的影响。结果表明:制备的MBMO具有良好的磁响应性能,可实现MBMO的快... 详细信息

通过席夫碱反应制备了磁性生物氧化锰(MBMO),分析了磁性材料的物理化学特征,研究了pH、As(Ⅲ)浓度、共存阴离子、盐度、再生条件等因素对废水中砷(As(Ⅲ))吸附固定效果的影响。结果表明:制备的MBMO具有良好的磁响应性能,可实现MBMO的快速分离回收;MBMO对废水中As(Ⅲ)具有良好的吸附性能,当As(Ⅲ)初始浓度为0.2mg/L时,MBMO对As(Ⅲ)的去除率为95.86%;随着溶液初始pH的增加,As(Ⅲ)的去除率随之增加;当Cl-浓度为0.1~10mmol/L、盐度在0.2%~5%时,MBMO对As(Ⅲ)的去除率没有显著影响;共存PO43-和SiO32-离子会显著影响As的吸附效率,且随着浓度的增加去除率降低;0.1mol/L NaOH溶液能实现MBMO的再生,循环3次后As(Ⅲ)的去除率仍在80%以上。总体而言,MBMO是一种高效的As污染环境修复生物材料。

关键词：砷污染磁性生物氧化锰吸附效果影响因素

A credible traffic prediction method based on self-supervised causal discovery

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Science China(Information Sciences) 2024年第5期67卷 244-258页

作者： Dan WANG yingjie LIU Bin SONG State Key Laboratory of Integrated Services Networks Xidian University

Next-generation wireless network aims to support low-latency, high-speed data transmission services by incorporating artificial intelligence(AI) technologies. To fulfill this promise, AI-based network traffic prediction is essential for pre-allocating resources, such as bandwidth and computing power. This can help reduce network congestion and improve the quality of service(QoS) for users. Most studies achieve future traffic prediction by exploiting deep learning and reinforcement learning, to mine spatio-temporal correlated variables. Nevertheless, the prediction results obtained only by the spatio-temporal correlated variables cannot reflect real traffic changes. This phenomenon prevents the true prediction variables from being inferred, making the prediction algorithm perform poorly. Inspired by causal science, we propose a novel network traffic prediction method based on self-supervised spatio-temporal causal discovery(SSTCD). We first introduce the Granger causal discovery algorithm to build a causal graph among prediction variables and obtain spatio-temporal causality in the observed data, which reflects the real reasons affecting traffic ***, a graph neural network(GNN) is adopted to incorporate causality for traffic prediction. Furthermore,we propose a self-supervised method to implement causal discovery to to address the challenge of lacking ground-truth causal graphs in the observed data. Experimental results demonstrate the effectiveness of the SSTCD method.

关键词： wireless network traffic prediction causal discovery self-supervised