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Recent development in electrode design for wide-temperature supercapacitors

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Science China Chemistry 2024年

作者： Jianhong Liu Qiang Zhou Yuxiao Lin xinsheng zhao Guangmin Zhou Xiaoxiao Li School of Physics and Electronic Engineering Jiangsu Normal University Tsinghua-Berkeley Shenzhen Institute & Tsinghua Shenzhen International Graduate School Tsinghua University

An ever-increasing market demand has stimulated the soaring enthusiasm of researchers to develop wide-temperature supercapacitors (SCs). The active electrode is one of the most important parts of SC, which is directly related to the energy density,power transmission and long-term cyclability of the device in the wide-temperature environment. Compared with the SC electrodes aimed for room-temperature application, the SC electrodes for operating at wide-temperature scene often face greater challenges. In this review, the main challenges of SC electrodes under various temperature conditions, including low, high and cross-fade temperatures, are summarized. The relevant performance decay and failure mechanisms of wide-temperature SC electrodes are analyzed. In addition, this review deals with the recent studies and developments in robust wide-temperature SC electrodes with respect to the rational design of electrode structures and the exploitation of advanced active materials. Finally, the future directions for exploring reliable wide-temperature SCs are also proposed.

关键词：

2~5μm全固态中红外高功率光纤激光源研究进展(特邀)

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中国激光 2024年第1期51卷 97-123页

作者：李剑峰雷浩王森宇王壮钟文博谢昆林赵鑫生罗鸿禹电子科技大学光电科学与工程学院四川成都610097

2~5μm中红外波段激光在科学研究、生物医疗、通信等众多领域中都有重要的应用价值,一直以来都是激光领域的研究热点。主要对目前国内外高功率2~5μm全固态中红外光纤激光源的发展现状进行了梳理,包括稀土离子掺杂的中红外光纤激光器、... 详细信息

2~5μm中红外波段激光在科学研究、生物医疗、通信等众多领域中都有重要的应用价值,一直以来都是激光领域的研究热点。主要对目前国内外高功率2~5μm全固态中红外光纤激光源的发展现状进行了梳理,包括稀土离子掺杂的中红外光纤激光器、波长灵活可设计的拉曼光纤激光器和宽带超连续谱激光器,并对2~5μm全固态中红外光纤激光源的发展进行了展望。

关键词：激光器中红外激光稀土离子拉曼激光器超连续谱氟化物光纤

湿地植物物种多样性无人机高光谱遥感反演研究

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地球信息科学学报 2024年第8期26卷 1954-1974页

作者：唐希颖李化哲崔丽娟赵欣胜翟夏杰雷茵茹李晶王金枝李伟中国林业科学研究院湿地研究所湿地生态功能与恢复北京市重点实验室北京100091 中国林业科学研究院生态保护与修复研究所北京100091 北京汉石桥湿地生态系统国家定位观测研究站北京101399

湿地植物物种多样性可以反映湿地生态系统的群落组织水平和稳定性,评价湿地健康、退化程度以及修复状况,快速量化物种多样性对保护湿地生物多样性至关重要,然而传统的实地调查方法费时费力,存在时间成本上的局限性,而高光谱技术的发展... 详细信息

湿地植物物种多样性可以反映湿地生态系统的群落组织水平和稳定性,评价湿地健康、退化程度以及修复状况,快速量化物种多样性对保护湿地生物多样性至关重要,然而传统的实地调查方法费时费力,存在时间成本上的局限性,而高光谱技术的发展为实现这一目的提供了契机。为探究如何通过高光谱技术实现湿地植物物种多样性的精确反演,本研究在陕西汉中朱鹮国家级自然保护区对湿地植物展开调查并同步获取植物冠层的高光谱影像,使用Simpson(DS)、Margalef(DM)、Shannon-Weiner(H')和Pielou(J) 4种指标表征物种多样性,通过随机森林(Random Forest,RF)、BP神经网络(Back Propagation Neural Network,BPNN)和偏最小二乘(Partial Least Squares,PLS) 3种方法建立反演模型,最终实现对区域物种多样性的反演推算。结果表明:一阶微分变换比二阶微分变换能提取出更多的敏感波段,而通过组合任意波段植被指数,可以提高与物种多样性指数的相关性;基于原始光谱数据与基于多特征组合的反演精度接近,且都是RF模型取得较高精度(R2> 0.40);RF模型对H'和J的反演精度较好,R2高于0.6,DS的R2高于0.5,表明模型有一定预测能力,而DM的R2均低于0.5,模型预测能力并不理想。本研究展示了无人机高光谱技术在湿地植物物种多样性精确反演方面的有效性,证实了通过光谱微分变换和特征变量的提取结合随机森林模型实现无人机尺度的物种多样性反演方法的可靠性。该技术对于可为湿地生物多样性的大尺度检测提供技术支撑,为相关管理部门决策提供参考。

关键词：湿地植物物种多样性无人机高光谱反演机器学习特征选择植被指数

2021–2022年北京市丰台区典型自然保护地植物物种名录数据集

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中国科学数据（中英文网络版） 2024年第2期9卷 370-377页

作者：路红艳李伟赵欣胜王金枝雷茵茹翟夏杰北京市丰台区园林绿化局林业工作站北京100055 中国林业科学研究院湿地研究所湿地生态功能与恢复北京市重点实验室北京100091 中国林业科学研究院生态保护与修复研究所北京100091

植物是自然保护地的核心组成,是维持生物多样性等生态系统功能发挥的基础资源。本文基于2021和2022年对北京市丰台区4处代表性的自然保护地(南苑森林湿地公园、绿堤公园、莲花池公园、北宫国家森林公园)中植物物种的实地调查结果,整理... 详细信息

植物是自然保护地的核心组成,是维持生物多样性等生态系统功能发挥的基础资源。本文基于2021和2022年对北京市丰台区4处代表性的自然保护地(南苑森林湿地公园、绿堤公园、莲花池公园、北宫国家森林公园)中植物物种的实地调查结果,整理出丰台区典型自然保护地植物物种名录数据集。本数据集涉及乔木、灌木、草本植物物种73科179属255种,包含自然保护地名称、植物科中文名、科学名、属中文名、属学名、种名、拉丁名等信息。同时基于多源的植物志数据库与文献资料和专家评审相结合,以保证数据的可靠性。通过对丰台区重要自然保护地植物物种的全面摸底调查和监测,为北京市生物多样性时空格局、植物对自然和人为干扰的响应等方面的研究提供数据支持。

关键词：植物名录自然保护地生物多样性生态监测

Preparing a wettability-controllable stainless-steel mesh and its oil-water separation performance

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ChemPhysMater 2022年第2期1卷 126-132页

作者： Bohao Qi Wenjing Yi Changsong Liu xinsheng zhao Xinming Li School of Mechanical Engineering Qingdao University of TechnologyQingdao 266520China

The ability to regulate and apply surface wettability has attracted much attention in the surface engineering *** this study,a simple chemical etching method was used to construct a rough micro/nano structure on 304 stainless steel mesh;this rough surface was subsequently decorated with fatty acids of varying chain length to regulate *** wettability,composition,and morphology of the surface were characterized and ana-lyzed by measuring contact angles,and by atomic force microscopy,scanning electron microscopy,and Fourier-transform infrared *** superhydrophobic and superoleophilic properties of the mesh modified with long-chain fatty acids were examined for oil-water separation performance and *** surface had a micro/nano hierarchical morphology with ordered carbon chains,and the hydrophilic-to-superhydrophobic transformation was achieved by adjusting the chain length of the fatty acid to deliver contact angles in the range of 30°~154°.The oil contact angle was always 0°,irrespective of the chain length fatty acid,and oil drops quickly penetrated the mesh surface.A fatty acid with a longer chain afforded a more hydrophobic and oleophilic mesh surface and better oil-water separation efficiency(up to 96%),which still exceeded 85%after 50 cycles of oil-water separation ***,the prepared surface with controllable wettability has excellent prospects for use in intelligent response interfaces and oil-water separation applications.

关键词： Manipulating wettability Oil–water separation Stainless-steel mesh Chemical etching Fatty acids

不同粒径湿地土壤高光谱特征及碳氮磷含量反演模型研究

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生态学报 2024年第15期44卷 6618-6629页

作者：聂磊超曲柯莹崔丽娟翟夏杰赵欣胜王泽成王金枝雷茵茹李晶李伟中国林业科学研究院湿地研究所湿地生态功能与恢复北京市重点实验室生态保护与修复研究所北京100091 北京汉石桥湿地生态系统国家定位观测研究站北京100091

河流湿地是非常重要的湿地类型,其中河流湿地土壤能够有效维持河流湿地生态系统的稳定性。土壤碳氮磷是支撑湿地土壤质量和植被生长的关键营养元素,利用高光谱遥感数据对其进行估算对实现湿地土壤养分信息的快速和准确检测具有重要意义... 详细信息

河流湿地是非常重要的湿地类型,其中河流湿地土壤能够有效维持河流湿地生态系统的稳定性。土壤碳氮磷是支撑湿地土壤质量和植被生长的关键营养元素,利用高光谱遥感数据对其进行估算对实现湿地土壤养分信息的快速和准确检测具有重要意义。土壤粒径作为土壤最重要的属性之一,对土壤样本的光谱反射率有着重要影响,并且是影响土壤结构、阳离子交换能力、植物养分可用性等的重要因素。以陕西黄河湿地省级自然保护区为研究区,于2022年8—9月采集477份湿地表层土壤样本,经过室内过筛处理后得到1.0 mm、0.3 mm、0.2 mm、0.1 mm四种不同粒径的土壤样本。基于原始光谱数据及一阶微分转换光谱数据对土壤碳、氮、磷含量建立不同粒径的偏最小二乘回归、随机森林、高斯过程回归3种预测模型,比较建模R^(2)以及RMSR选择最优模型,并筛选敏感波段构建模型进行评价。研究结果显示:(1)光谱反射率数值随土壤粒径的减小而增大,0.1 mm粒径的预测模型相比于其他粒径始终有着更好的精度;(2)基于一阶微分光谱建立的土壤有机碳、全氮、全磷含量估算模型均具有更高的精度;(3)基于敏感波段建立的偏最小二乘回归模型,建模R^(2)范围0.62—0.98,验证R^(2)范围0.36—0.94,相比其他模型具有更优秀更稳定的反演效果。研究结果表明通过控制土壤粒径建立土壤碳、氮、磷含量的估算模型是可行的,选择合适的粒径大小能够提高反演模型估算精度。而偏最小二乘回归作为具有较高精度的反演模型可以帮助提高模型的稳定性和预测能力,从而更准确地估算土壤中的碳、氮、磷含量。研究结果为基于高光谱遥感的不同粒径处理的湿地表层土壤碳、氮、磷定量反演提供坚实的理论支撑与技术支持。

关键词：高光谱粒径机器模型湿地土壤模型研究

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发酵全混合日粮对藏羊营养物质表观消化率、血清生化指标、屠宰性能及肉品质的影响

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动物营养学报 2024年第8期36卷 5217-5228页

作者：赵建赵鑫盛王雷郑晓春周建伟牛建章拜彬强高健鲍宇红徐振华王吉龙成艳芬郝力壮青海大学青海省高原放牧家畜动物营养与饲料科学重点实验室西宁810016 南京农业大学动物消化道营养国际联合研究中心南京210095 青海省种羊繁育推广服务中心刚察812300 中国农业科学院农产品加工研究所北京100193 乌兰县科技特派员001号工作站青海柴达木农垦莫河骆驼场有限公司海西817101 兰州大学草地农业科技学院兰州730000 西藏自治区农牧科学院草业科学研究所拉萨850000 青海再生营养生物科技有限公司互助810599

本文旨在探讨发酵全混合日粮(TMR)对育肥期藏羊营养物质表观消化率、血清生化指标、屠宰性能及肉品质的影响。选用14只5月龄、体重29 kg左右的健康藏羊公羊,随机分成2组,每组7个重复,每个重复1头。对照组饲喂未发酵TMR,试验组饲喂发酵TM... 详细信息

本文旨在探讨发酵全混合日粮(TMR)对育肥期藏羊营养物质表观消化率、血清生化指标、屠宰性能及肉品质的影响。选用14只5月龄、体重29 kg左右的健康藏羊公羊,随机分成2组,每组7个重复,每个重复1头。对照组饲喂未发酵TMR,试验组饲喂发酵TMR。预试期14 d,正试期70 d。结果表明:1)与对照组相比,试验组藏羊平均日采食量(ADFI)以及中性洗涤纤维(NDF)和半纤维素表观消化率显著提高(P<0.05)。2)与对照组相比,试验组藏羊血清谷丙转氨酶(ALT)活性、甘油三酯(TG)和总胆固醇(TC)含量、总抗氧化能力(T-AOC)以及谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性显著提高(P<0.05)。3)与对照组相比,试验组藏羊胴体重和屠宰率显著提高(P<0.05),腹脂重量和指数显著降低(P<0.05)。4)与对照组相比,试验组藏羊背最长肌红度(a^(*))值显著提高(P<0.05),且背最长肌总必需氨基酸含量显著升高(P<0.05),同时背最长肌总非必需氨基酸含量显著下降(P<0.05);其中,试验组背最长肌缬氨酸和异亮氨酸含量显著提高(P<0.05),而背最长肌甲硫氨酸、酪氨酸、天冬氨酸、丝氨酸和谷氨酸含量显著降低(P<0.05)。综上所述,在本试验条件下,对TMR进行发酵处理能够提高藏羊屠宰性能、NDF和半纤维素表观消化率以及机体抗氧化能力,降低腹部脂肪沉积,对背最长肌肉色及营养价值也具有一定的改善作用。

关键词：发酵全混合日粮藏羊表观消化率血清生化指标屠宰性能肉品质

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Theoretical prediction on vibrational spectra of [Ar…Ar-H]+

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Science China Chemistry 2003年第4期46卷 321-329页

作者： LI Wei(李巍) zhao xinsheng(赵新生) State Key Laboratory of Molecular Dynamic and Stable Structures and Institute of Physical Chemistry Peking University Beijing 100871 China State Key Laboratory of Molecular Dynamic and Stable Structures and Institute of Physical Chemistry Peking University Beijing 100871 China

Centrosymmetric linear [Ar-H-Ar]+ and asymmetric linear [Ar…Ar-H]+ are two stable configurations of [Ar2H]+. Based on the global potential energy surface of [Ar2H]+ provided by our group recently, we calculated the vibrational spectra of [Ar…Ar-H]+ with total angular momentum J = 0 by time-dependent quantum mechanical method, and the influence of quantum tunneling effect on vibrational spectra was found. With the help of the observation on the eigenstate functions and the modified potential energy surface, assignments were made to the spectra. The strong coupling between the excited bending mode of [Ar-H-Ar]+ and the vibrational states of [Ar…Ar-H]+ was discussed.

关键词： Ar2H+, vibrational spectrum, time-dependent wave packet evolution, quantum tunneling effect.

In situ construction of zinc-rich polymeric solid–electrolyte interface for high-performance zinc anode

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eScience 2023年第4期3卷 118-126页

作者： Kaixuan Xie Kaixin Ren Qinghong Wang Yuxiao Lin Fengcan Ma Chuang Sun Yinwei Li xinsheng zhao Chao Lai School of Chemistry and Materials Science Jiangsu Normal UniversityXuzhouJiangsu 221116PR China Jiangsu Key Laboratory of Advanced Laser Materials and Devices School of Physics and Electronic EngineeringJiangsu Normal UniversityXuzhouJiangsu 221116PR China

With their excellent reliability and environmental friendliness,zinc-ion batteries(ZIBs)are regarded as potential energy storage ***,their poor cycling durability and low Coulombic effectiveness(CE),driven by dendritic growth and surface passivation on the Zn anode,severely restrict their ***,we describe the in situ construction of a Zn-rich polymeric solid–electrolyte interface(SEI)using poly-acrylic acid(PAA)as an electrolyte *** the one hand,the PAA SEI layer offers evenly distributed nucleation sites and promotes ion transport,hence suppressing dendrite *** the other hand,the SEI layer prevents direct contact between the Zn foil and the electrolyte,thus inhibiting side ***,the robust coordination of PAA with Zn^(2+)and the SEI layer's good adherence to the Zn foil provide long-term pro-tection to the Zn *** a result,symmetric cells and Zn/V_(2)O_(5)cells all deliver prolonged cycle life and superior electrochemical efficiency.

关键词： Zn-rich polymeric SEI Electrolyte additive Dendrite growth Chemical corrosion Zinc-ion batteries