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Interface sites on vanadia-based catalysts are highly active for NO_(x) removal under realistic conditions

Journal of Environmental Sciences 2024年第2期136卷 523-536页

作者： Zhihui Lv Guangzhi He wenshuo zhang Jingjing Liu Zhihua Lian Yang Yang Zidi Yan Guangyan Xu Wenpo Shan Yunbo Yu Hong He State Key Joint Laboratory of Environment Simulation and Pollution Control Research Center for Eco-Environmental SciencesChinese Academy of SciencesBeijing 100085China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China Center for Excellence in Regional Atmospheric Environment and Key Laboratory of Urban Pollutant Conversion Institute of Urban EnvironmentChinese Academy of SciencesXiamen 361021China Ganjiang Innovation Academy Chinese Academy of SciencesGanzhou 341000China Ningbo Research Center for Urban Environment Chinese Academy of SciencesNingbo 315800China

TiO_(2)-supported V_(2)O_(5)catalysts are commonly used in NO_(x)reduction with ammonia due to their robust catalytic performance.Over these catalysts,it is generally considered that the active species are mainly derived from the vanadia species rather than the intrinsic structure of V-O-Ti entities,namely the interface sites.To reveal the role of V-O-Ti entities in NH_(3)-SCR,herein,we prepared TiO_(2)/V_(2)O_(5)catalysts and demonstrated that V-O-Ti entities were more active for NO_(x)reduction under wet conditions than the V sites(V=O)working alone.On the V-O-Ti entities,kinetic measurements and first principles calculations revealed that NH_(3)activation exhibited a much lower energy barrier than that on V=O sites.Under wet conditions,the V-O-Ti interface significantly inhibited the transformation of V=O to V-OH sites thus benefiting NH_(3)activation.Under wet conditions,meanwhile,the migration of NH_(4)^(+)from Ti site neighboring the V-O-Ti interface to Ti site of the V-O-Ti interface was exothermic;thus,V-O-Ti entities together with neighboring Ti sites could serve as channels linking NH_(3)pool and active centers for activation of NH_(4)^(+).This finding reveals that the V-O-Ti interface sites on V-based catalysts play a crucial role in NO_(x)removal under realistic conditions,providing a new perspective on NH_(3)-SCR mechanism.

关键词： NO_(x)removal Vanadia-based catalysts V-O-Ti entities Interface sites Reaction mechanism

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A theoretical method for solving shock relations coupled with chemical equilibrium and its applications

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Chinese Journal of Aeronautics 2022年第6期35卷 47-62页

作者： Zijian zhang Chihyung WEN wenshuo zhang Yunfeng LIU Zonglin JIANG Department of Aeronautical and Aviation Engineering The Hong Kong Polytechnic UniversityHong KongChina Institute of Mechanics Chinese Academy of SciencesBeijing 100190China School of Engineering Science University of Chinese Academy of SciencesBeijing 100049China

In this study,a theoretical method is proposed to solve shock relations coupled with chemical equilibrium.Not only shock waves in dissociated flows but also detonation waves in combustive mixtures can be solved.The global iterative solving process is specially designed to mimic the physical and chemical process in reactive shock waves to ensure good stability and fast convergence in the proposed method.Within each global step,the single-variable equations of normal and oblique shock relations are derived and solved with the Newton iteration method to reduce the complexity of the problems,and the minimization of free energy method of NASA(National Aeronautics and Space Administration)is adopted to solve equilibrium compositions.It is demonstrated that the convergent process is stable and very close to the real chemical-kinetic process,and high accuracy is achieved in the solutions of normal and oblique reactive shock waves.Moreover,the proposed theoretical method has also been applied to many problems associated with reactive shocks,including the stability of oblique detonation wave,bow detonation over a sphere,and shock reflection in dissociated air.The great importance of using chemical equilibrium to theoretically predict the theoretical range of the wedge angle for a standing oblique detonation wave(the standing window of the oblique detonation wave),the stand-off distance of bow detonation wave and the transition criterion of shock reflection in dissociated air with high accuracy have been addressed.

关键词： Chemical equilibrium Detonation Dissociated air Shock relation Theoretical solution

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Nitrogen and Phosphorus Pollutants Removal from Rice Field Drainage with Ecological Agriculture Ditch: A Field Case

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Phyton-International Journal of Experimental Botany 2022年第12期91卷 2827-2841页

作者： Lina Chen wenshuo zhang Junyi Tan Xiaohou Shao Yaliu Qiu Fangxiu zhang Xiang zhang College of Agricultural Engineering Hohai UniversityNanjing210098China Key Laboratory of Lower Yellow River Channel and Estuary Regulation Ministry of Water ResourcesZhengzhou450003China Key Laboratory of Integrated Regulation and Resource Development on Shallow Lake of Ministry of Education College of EnvironmentHohai UniversityNanjing210098China College of Environment Hohai UniversityNanjing210098China Jiangsu Engineering Consulting Center Nanjing210000China Yellow River Institute of Hydraulic Research Zhengzhou450003China Gaochun Water Resources Management Center Nanjing211300China

Excessive nitrogen and phosphorus in agricultural drainage can cause a series of water environmental problems such as eutrophication of water bodies and non-point source pollution.By monitoring the water purification effect of a paddy ditch wetland in Gaochun,Nanjing,Jiangsu Province,we investigated the spatial and temporal distribution patterns of N and P pollutants in paddy drains during the whole reproductive period of rice.Then,the dynamic changes of nitrogen and phosphorus in time and space during the two processes of rainfall after basal fertilization and topdressing were analyzed after comparison.At last,the effect of the ditch wetland on nutrient purification and treatment mechanism,along with changing flow and concentration in paddy drains,was clarified.The results of this study showed that the concentrations of various nitrogen and phosphorus in the ditch basically reached the peak on the second and third days after the rainfall(5.98 mg/L for TN and 0.21 mg/L for TP),which provided a response time for effective control of nitrogen and phosphorus loss.The drainage can be purified by the ecological ditch,about 89.61%,89.03%,89.61%,98.14%,and 79.05%of TN,NH4+-N,NO3−-N,NO2−-N,and TP decline.It is more effective than natural ditches for water purification with 80.59%,40%,12.07%,91.06%and 18.42%removal rates,respectively.The results of the study can provide a theoretical basis for controlling agricultural non-point source pollution and improving the water environment of rivers and lakes scientifically.

关键词： Paddy field ecological ditches nitrogen phosphorus

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High-quality haplotype-resolved genome assembly of cultivated octoploid strawberry

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Horticulture Research 2023年第1期10卷 299-310页

作者： Jianxin Mao Yan Wang Baotian Wang Jiqi Li Chao zhang wenshuo zhang Xue Li Jie Li Junxiang zhang He Li Zhihong zhang Liaoning Key Laboratory of Strawberry Breeding and Cultivation College of HorticultureShenyang Agricultural University120 Dongling RoadShenyang 110866China Laboratory of Protected Horticulture(Shenyang Agricultural University) Ministry of EducationShenyang 110866China School of Information Science and Technology ShanghaiTech University393 Middle Huaxia RoadShanghai 201210China

Cultivated strawberry(Fragaria×ananassa),a perennial herb belonging to the family Rosaceae,is a complex octoploid with high heterozygosity at most loci.However,there is no research on the haplotype of the octoploid strawberry genome.Here we aimed to obtain a high-quality genome of the cultivated strawberry cultivar,“Yanli”,using single molecule real-time sequencing and high-throughput chromosome conformation capture technology.The“Yanli”genome was 823 Mb in size,with a long terminal repeat assembly index of 14.99.The genome was phased into two haplotypes,Hap1(825 Mb with contig N50 of 26.70 Mb)and Hap2(808 Mb with contig N50 of 27.51 Mb).Using the combination of Hap1 and Hap2,we obtained for the first time a haplotype-resolved genome with 56 chromosomes for the cultivated octoploid strawberry.We identified a∼10 Mb inversion and translocation on chromosome 2-1.104957 and 102356 protein-coding genes were annotated in Hap1 and Hap2,respectively.Analysis of the genes related to the anthocyanin biosynthesis pathway revealed the structural diversity and complexity in the expression of the alleles in the octoploid F.×ananassa genome.In summary,we obtained a high-quality haplotype-resolved genome assembly of F.×ananassa,which will provide the foundation for investigating gene function and evolution of the genome of cultivated octoploid strawberry.

关键词： straw cultivar resolved

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电极间隙对脉冲电场处理器杀菌效果的影响

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高电压技术 2024年第4期50卷 1760-1768页

作者：田野樊文硕卢伟健张冠军常正实西安交通大学电工材料电气绝缘全国重点实验室西安710049 广东西安交通大学研究院顺德528300

脉冲电场是新型非热杀菌技术,杀菌效率高、有效保留液体食品的营养成分,具有广阔的应用前景。电极间隙作为脉冲电场杀菌处理器的关键指标,决定处理器的电场分布和杀菌效果。为了获得最佳间隙参数,提升杀菌效果,为此设计了共场型脉冲电... 详细信息

脉冲电场是新型非热杀菌技术,杀菌效率高、有效保留液体食品的营养成分,具有广阔的应用前景。电极间隙作为脉冲电场杀菌处理器的关键指标,决定处理器的电场分布和杀菌效果。为了获得最佳间隙参数,提升杀菌效果,为此设计了共场型脉冲电场处理器,电极间距分别为3、5和7 mm,针对固定电导率(等效鲜榨柚子汁电导率)的2种典型细菌(金黄色葡萄球菌和大肠杆菌)菌悬液,研究了脉冲电场的杀菌效果。研究发现,3 mm电极间距所能施加最大电压为18 kV,5、7 mm的可达30 kV;处理时间为120 s时,3种间隙的杀菌效率均可达99.99%。因此,综合考虑电源性能、设备能耗和处理能力,首选3 mm电极间距为处理器的应用参数。评估外施电压幅值对杀菌效果的影响,发现细菌存活量的下降趋势可根据其下降速率分为“慢-快-慢”3个阶段。结合菌悬液上清液蛋白质含量的上升趋势,充分说明了电穿孔应为脉冲电场的主要杀菌机制。

关键词：脉冲电场杀菌电极间隙处理器结构杀菌效果电穿孔

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城市绿地固碳释氧效益对植物群落特征因子响应分析

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风景园林 2024年第6期31卷 55-61页

作者：侯文硕张瑶张颖杨菲王洪成天津大学建筑学院

【目的】在城市自然地表破碎化程度加剧的背景下,在现有的城市环境和资源限制下最大化植物群落固碳释氧效益,是缓解城市气候变化问题、响应“双碳”目标的关键途径之一。【方法】以天津市典型百年城市公园——人民公园为研究区域,选取6... 详细信息

【目的】在城市自然地表破碎化程度加剧的背景下,在现有的城市环境和资源限制下最大化植物群落固碳释氧效益,是缓解城市气候变化问题、响应“双碳”目标的关键途径之一。【方法】以天津市典型百年城市公园——人民公园为研究区域,选取60个典型植物群落,分别测算日固碳释氧量,分析植物群落典型特征因子(层次结构、平均胸径、平均树高、平均冠幅、三维绿量和群落密度)与固碳释氧量之间的关系。【结果】研究表明:1)层次结构越复杂的植物群落,固碳释氧能力越强;2)具备特定规格的植物群落(平均胸径为0~0.2 m、平均树高<6.0 m、平均冠幅为0~2.0 m)具有更强的固碳释氧能力;3)0.2~0.4株/m^(2)是实现群落高固碳释氧效益的最适种植密度区间;4)各植物群落特征因子中,三维绿量对固碳释氧效益的正向影响最显著。并进一步提出提升植物群落固碳释氧效益的优化设计策略。【结论】探究植物群落特征因子对固碳释氧量的影响可为城市绿地高固碳释氧能力的植物群落设计提供理论支撑与指导。

关键词：风景园林城市绿地植物群落群落优化设计固碳释氧天津市人民公园

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全钒液流电池双极板材料研究进展

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储能科学与技术 2024年第4期13卷 1310-1325页

作者：戴纹硕郭骞远陈向南张华民马相坤大连海事大学辽宁大连116026 中国科学院大连化学物理研究所辽宁大连116023

全钒液流电池是目前技术成熟度最高的一种液流电池,作为大规模长时储能的首选技术之一,可以实现可再生能源平滑输出,为高比例可再生能源并网应用提供保障。其中,双极板是全钒液流电池的关键部件之一。本文从三种全钒液流电池双极板材料... 详细信息

全钒液流电池是目前技术成熟度最高的一种液流电池,作为大规模长时储能的首选技术之一,可以实现可再生能源平滑输出,为高比例可再生能源并网应用提供保障。其中,双极板是全钒液流电池的关键部件之一。本文从三种全钒液流电池双极板材料耐腐蚀性、导电性、力学性能及电池特性等角度,首先综述了金属、石墨以及碳塑复合双极板材料的优缺点及其最新研究进展,并根据加工工艺和制造成本两方面,展望了三种双极板材料在全钒液流电池领域的应用前景。然后,结合新型液流电池双极板的结构优化研究,从双极板平板结构扩展到双极板流道和电极-双极板一体化结构,分析介绍了不同新型双极板流道结构设计在不同试验条件下的适用性,并从制备工艺和电池性能等方面分析了电极-双极板一体化结构在全钒液流电池领域中的应用前景。最后,针对全钒液流电池双极板的研究现状,总结展望了相应双极板材料及新型双极板结构设计的技术突破要点,为全钒液流电池双极板的未来发展提供了参考和依据。

关键词：全钒液流电池双极板碳塑复合双极板双极板流道结构

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基于自注意力和门控循环神经网络的雷达回波外推算法研究

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气象学报 2024年第1期82卷 127-135页

作者：薛丰昌章超钦王文硕陈笑娟南京信息工程大学气象灾害地理信息工程实验室南京210044 绍兴市气象局绍兴312000 河北省气象灾害防御和环境气象中心石家庄050021

为提升现有神经网络对雷达回波序列的时、空特征提取能力,建立外推性能更优的时、空序列预测模型,开展雷达回波外推算法改进研究。基于深圳市气象局与中国香港天文台共同建立的雷达回波数据集,在数据处理层面,通过改进对雷达回波图像序... 详细信息

为提升现有神经网络对雷达回波序列的时、空特征提取能力,建立外推性能更优的时、空序列预测模型,开展雷达回波外推算法改进研究。基于深圳市气象局与中国香港天文台共同建立的雷达回波数据集,在数据处理层面,通过改进对雷达回波图像序列归一化的方法,提升了常用的5种时、空序列预测模型对强回波的预测水平;在模型算法层面,将两个联立的自注意力结构引入ST-LSTM结构,组成新的循环门控单元,并将这些循环门控单元进行堆叠,建立ST-SARNN模型。选用CSI和POD作为精度评价指标,进行模型对比分析得到:(1)改进的归一化方法提升了近几年内常用的5种时、空序列预测模型对强回波的预测水平。(2)加入自注意力的ST-SARNN模型对雷达回波的预测性能显著优于ConvLSTM、PredRNN和MIM等模型。改进的归一化方法能改变样本数据分布,并在一定程度上提升模型外推性能;自注意力结构能够有效挖掘雷达回波序列的时、空特征,进而改进神经网络的外推表现。

关键词：雷达回波外推自注意力机制循环神经网络数据归一化方法

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Multiple Nontrivial Solutions for Superlinear Double Phase Problems Via Morse Theory

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Chinese Annals of Mathematics,Series B 2023年第1期44卷 49-66页

作者： Bin GE Beilei zhang wenshuo YUAN College of Mathematical Sciences Harbin Engineering UniversityHarbin 150001China

The aim of this paper is the study of a double phase problems involving superlinear nonlinearities with a growth that need not satisfy the Ambrosetti-Rabinowitz condition.Using variational tools together with suitable truncation and minimax techniques with Morse theory,the authors prove the existence of one and three nontrivial weak solutions,respectively.

关键词： Double phase problems Musielak-Orlicz space Variational method Critical groups Nonlinear regularity Multiple solution

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中国西南及陕西秦巴地区岩溶石漠化研究进展

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中国岩溶 2024年第1期43卷 147-162页

作者：贺凯凯陈清敏成星杨治国韩静曹江涛艾昊张文硕陕西省地质调查院陕西省地质调查实验中心陕西西安710065 自然资源部矿山地质灾害成灾机理与防控重点实验室陕西西安710054 陕西省地质调查院博士后科研工作站陕西西安710054 中国自然资源学会秦巴研究分会陕西西安7100542 自然资源陕西省卫星应用技术中心陕西西安7100023 中国科学院地球环境研究所黄土与第四纪地质国家重点实验室陕西西安710061 生态环境损害鉴定评估中心陕西西安710065

石漠化危害着生态环境健康和社会经济发展,经过20多年的综合治理,中国西南地区石漠化面积呈减少的趋势,国家也将西南八省、区、直辖市设定为石漠化监测区域;而在陕西秦巴地区岩溶地质遗迹的研究中已发现石漠化发育的迹象,这对秦巴地区... 详细信息

石漠化危害着生态环境健康和社会经济发展,经过20多年的综合治理,中国西南地区石漠化面积呈减少的趋势,国家也将西南八省、区、直辖市设定为石漠化监测区域;而在陕西秦巴地区岩溶地质遗迹的研究中已发现石漠化发育的迹象,这对秦巴地区的生态安全造成威胁。文章总结西南地区岩溶石漠化的内涵、现状、危害、成因和治理经验,为开展非监测区--陕西秦巴地区岩溶石漠化的调查工作提供理论依据。通过遥感解译、无人机遥感调查和碳酸盐岩溶蚀速率分析,首次查明了陕西秦巴地区石漠化的发育情况,填补了该区域石漠化研究的空白。

关键词：岩溶石漠化现状危害成因治理经验陕西秦巴地区

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