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锌掺杂型钛系铯离子筛的制备及其吸附性能

化工进展 2024年第4期43卷 1953-1961页

作者：王德斌林梦雨杨雪董殿权青岛科技大学化工学院山东青岛266100

钛系离子筛型吸附剂在盐湖卤水提铯、处理放射性核废水等方面具有很好的应用前景。本文基于改进型溶胶-凝胶技术,将微量Zn^(2+)掺入Cs_(2)Ti_(6)O_(13)的Ti—O晶格中以改善晶胞结构,制备出锌掺杂型钛酸盐前体材料(CZnTO)。前体经过酸处... 详细信息

钛系离子筛型吸附剂在盐湖卤水提铯、处理放射性核废水等方面具有很好的应用前景。本文基于改进型溶胶-凝胶技术,将微量Zn^(2+)掺入Cs_(2)Ti_(6)O_(13)的Ti—O晶格中以改善晶胞结构,制备出锌掺杂型钛酸盐前体材料(CZnTO)。前体经过酸处理形成锌掺杂型质子化钛酸盐(HZnTO),通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜与能谱仪、傅里叶变换红外光谱、拉曼光谱和X射线光电子能谱等表征手段对制备的HZnTO进行表征,证明微量Zn^(2+)的掺入未破坏原有层状结构。通过吸附实验,考察了水相pH、初始Cs^(+)浓度、吸附时间和温度等因素对HZnTO吸附行为的影响。研究表明,在288K、pH=11且初始Cs^(+)浓度为3000mg/L的最优条件下,吸附2h左右,HZnTO即可达到饱和吸附容量323mg/g。在初始Cs^(+)浓度为30mg/L的低浓度溶液下,HZnTO依然能保持80%以上的吸附率。HZnTO对Cs^(+)的吸附符合准二级动力学方程和Langmuir吸附等温式,说明Cs^(+)在HZnTO上的吸附为化学吸附,以单分子层吸附为主。选择性吸附实验和循环吸附-脱附实验表明,HZnTO对于Cs^(+)的选择性远高于其他离子,循环吸附7次后,HZnTO的吸附容量依然能达到初次循环的87.6%,表现出良好的稳定性。

关键词：铯离子筛掺杂吸附动力学热力学

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Finemet型非晶合金的复杂晶化动力学行为

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材料导报 2024年第3期38卷 161-167页

作者：王璞朱争取董延楠杨东庞靖张家泉北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083 青岛云路先进材料技术股份有限公司山东青岛266232

Finemet型铁基多元合金是目前应用极广泛的纳米晶软磁材料之一。深入认识其形成过程的晶化动力学特性,对更好地调控制备工艺以获得稳定且软磁性能更优的目标纳米晶具有重要意义。为此,通过差示扫描量热仪(Differential scanning calorim... 详细信息

Finemet型铁基多元合金是目前应用极广泛的纳米晶软磁材料之一。深入认识其形成过程的晶化动力学特性,对更好地调控制备工艺以获得稳定且软磁性能更优的目标纳米晶具有重要意义。为此,通过差示扫描量热仪(Differential scanning calorimeter,DSC)在不同升温速率的条件下研究了Fe_(74)Si_(14.5)B_(7.5)Nb-(3)Cu_(1)(原子分数,%)非晶的非等温晶化行为,首先利用Kissinger-Akahira-Sinose(KAS)、Flyn-Wall-Ozawa(FWO)、Starik和Boswell这几种典型的等转化率法求得Fe_(74)Si_(14.5)B_(7.5)Nb-(3)Cu_(1)合金的晶化过程激活能Eα,之后采用补偿效应法得出指前因子A,从而实现了反应模型f(α)的数值重建和Avrami指数n(α)的求解。结果表明,Fe_(74)Si_(14.5)B_(7.5)Nb-(3)Cu_(1)非晶合金的晶化仅较接近维度扩散的反应机理模型,但不完全符合现有任何理论模型,是一个涉及多个反应模型的复杂反应。晶体形核速率在晶化初期(α0.5),晶体在已有晶粒的基础上继续长大(n(α)<1.5),整个晶化过程为形核速率持续降低的三维生长。Fe_(74)Si_(14.5)B_(7.5)Nb-(3)Cu_(1)非晶合金的晶化是一个由三维扩散主导的多个晶化机制共同控制、多个反应模型协同参与的复杂过程。

关键词： Finemet型合金晶化行为等转化率法反应模型形核速率晶化机制

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复合磨床砂轮架模态分析与试验研究

振动与冲击 2024年第5期43卷 268-272,291页

作者：陈俊生姚振强汤振荣上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

基于赫兹接触理论建立了轴承滚动结合部接触模型,采用弹簧阻尼单元代替轴承滚子结合部,在ABAQUS有限元分析软件建立复合磨床砂轮架转塔有限元模型,对转塔结构进行模态分析。利用LMS结构试验系统对转塔结构进行模态测试与分析。试验表明... 详细信息

基于赫兹接触理论建立了轴承滚动结合部接触模型,采用弹簧阻尼单元代替轴承滚子结合部,在ABAQUS有限元分析软件建立复合磨床砂轮架转塔有限元模型,对转塔结构进行模态分析。利用LMS结构试验系统对转塔结构进行模态测试与分析。试验表明,采用弹簧阻尼单元模拟轴承滚动结合部的有限元模态分析与动态试验结果吻合,验证了该方法的可行性。弹簧阻尼单元替代轴承可以减小建模难度,并为砂轮工作转频和转塔结构优化提供参考依据。

关键词：复合磨床有限元砂轮架转塔模态分析

基于MTF变换的拉曼光谱和卷积神经网络的海水微塑料识别方法研究

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光谱学与光谱分析 2024年第9期44卷 2420-2427页

作者：张蔚冯巍巍蔡宗岐王焕卿闫奇王清哈尔滨工程大学烟台研究院山东烟台264000 中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室(烟台海岸带研究所) 山东烟台264003 中国科学院大学北京100049

微塑料作为一种新型污染物,引起的污染问题在当今越发受到研究人员的关注。拉曼光谱有着无损样品,光谱特征峰位有代表性,便于识别样品种类的优点,一直以来是生物化学分析领域热门的检测方法之一。深度学习近年在特征提取、目标检测等领... 详细信息

微塑料作为一种新型污染物,引起的污染问题在当今越发受到研究人员的关注。拉曼光谱有着无损样品,光谱特征峰位有代表性,便于识别样品种类的优点,一直以来是生物化学分析领域热门的检测方法之一。深度学习近年在特征提取、目标检测等领域的发展成就引人瞩目。针对准确高效的微塑料检测方法问题,探索了基于马尔可夫变迁场(MTF)变换的拉曼光谱和卷积神经网络的微塑料识别可行性。采集了11种微塑料样品的拉曼光谱,每种样品采集100条光谱,并通过光谱平移、添加噪声、光谱叠加等方式数据强化扩充了光谱数据集,利用MTF将一维拉曼光谱数据转换为彩色二维图像,获得二维图像形式的光谱数据集。设计一种主体为多个小尺寸卷积核的卷积神经网络(SSMKB-CNN)模型,包括1个输入层、6个卷积层、2个池化层、1个平坦层、2个全连接层与1个输出层。选择Dropout与带权重衰减的自适应矩估计优化器以避免过拟合现象,采用阶梯式学习速率保证模型充分习得数据深层特征。分类性能的评价标准采用混淆矩阵、精确率、召回率、F1分数与整体准确率。模型的分类结果与基于二维图像光谱数据集的AlexNet、VGG16和ResNet50三个深度卷积神经网络模型和基于一维光谱数据集的随机森林(RF)、K-最邻近(KNN)和三种核函数(rbf、Linear、Poly)的支持向量机(SVM)机器学习分类器的分类结果进行对比。通过分析训练曲线及混淆矩阵的分类结果,四种CNN模型的损失与准确曲线走势平稳,均能达到良好的训练效果,其中提出的SSMKB-CNN模型准确率达到了97.04%,综合精确率、召回率和F1分数分别为97.05%、95.06%和97.02%,均明显优于用于比较的另外三种经典神经网络模型以及三种机器学习分类器。一轮训练时长为9s,训练时间少于三种CNN模型,综合分类性能最佳。实验结果表明,基于结合MTF变换的拉曼光谱的SSMKB-CNN模型能够准确高效地提取光谱特征并作出种类预测,利用拉曼光谱实现微塑料样品的定性识别,可以为海水中微塑料实际样品的准确客观的识别技术提供方法新思路参考。

关键词：马尔可夫变迁场拉曼光谱微塑料神经网络

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不同结构褐藻胶寡糖的制备与功效研究进展

食品科学 2024年第1期45卷 313-325页

作者：黄友涛梁青平高筱雅李东钰牟海津中国海洋大学食品科学与工程学院山东青岛266003

褐藻胶是海洋资源中含量较为丰富的多糖类物质之一,采用化学法、物理法、生物法等手段可以将褐藻胶降解为褐藻胶寡糖(alginate oligosaccharides,AOS)。AOS是由α-L-古罗糖醛酸和β-D-甘露糖醛酸组成的直链寡糖,具有抑菌、抗炎、调节免... 详细信息

褐藻胶是海洋资源中含量较为丰富的多糖类物质之一,采用化学法、物理法、生物法等手段可以将褐藻胶降解为褐藻胶寡糖(alginate oligosaccharides,AOS)。AOS是由α-L-古罗糖醛酸和β-D-甘露糖醛酸组成的直链寡糖,具有抑菌、抗炎、调节免疫力等多种生物活性,这些广泛的生物活性与其结构的多样性密切相关。通过不同降解方法制备的AOS具有不同的糖醛酸组成、聚合度和一些特殊结构,因此,探究AOS结构和功效之间的关系有助于深入挖掘AOS的活性并提高AOS的应用价值。本文综述了不同AOS制备方法的反应机理、产物结构以及AOS结构与功效之间的关系,以期为AOS的开发和应用提供重要依据。

关键词：褐藻胶褐藻胶寡糖制备方法结构功效

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食品中麸质及其生物传感检测方法研究进展

食品科学 2024年第13期45卷 292-299页

作者：张轶然刘轶斐孙宛舒张宸周秀芝刘清亮罗云波黄昆仑程楠中国农业大学食品科学与营养工程学院北京100083 山东拜尔检测股份有限公司山东潍坊261061

麸质引发的乳糜泻是严重的自身免疫疾病,只有终身实行严格的无麸质饮食才能缓解大多数麸质敏感人群的症状。可以即时、现场、快速地检测食品中麸质含量的传感器能够有效保障麸质敏感人群的生活质量。本文介绍了麸质敏感以及乳糜泻的发... 详细信息

麸质引发的乳糜泻是严重的自身免疫疾病,只有终身实行严格的无麸质饮食才能缓解大多数麸质敏感人群的症状。可以即时、现场、快速地检测食品中麸质含量的传感器能够有效保障麸质敏感人群的生活质量。本文介绍了麸质敏感以及乳糜泻的发病原理,并详细阐述了麸质检测生物传感器的识别原理,最后从比色、荧光以及电化学3种不同信号输出类型出发总结了食品中麸质快速检测生物传感器的应用场景。以期为食品中麸质的快速检测传感器研究提供基础。

关键词：麸质麸质敏感快速检测过敏原检测生物传感器

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电力作业多源要素风险的自适应识别模型

清华大学学报（自然科学版） 2024年第6期64卷 1047-1059页

作者：胥明凯朱坤双李元良杨啸帅秦挺鑫王皖国网山东省电力公司济南供电公司济南250013 国网山东省电力公司济南250001 中国标准化研究院北京100191

电力作业人员通常面临多种安全风险,对其生命健康造成严重威胁,但是场景复杂、随机性强等原因致使电力作业存在风险识别极其困难的问题,因此急需采用合适的技术手段对电力作业风险进行有效识别。该文构建了一种动态兼容多种典型空间的... 详细信息

电力作业人员通常面临多种安全风险,对其生命健康造成严重威胁,但是场景复杂、随机性强等原因致使电力作业存在风险识别极其困难的问题,因此急需采用合适的技术手段对电力作业风险进行有效识别。该文构建了一种动态兼容多种典型空间的电力作业风险的自适应识别(ARI)模型。从宏观上构建了电力行业典型作业的风险识别框架,建立了典型作业多源要素的全域风险因子体系。通过融合渐进式蜜獾算法、极大熵准则、约束调节机制,提出了一种主客观动态融合的ARI模型,以低成本适应不同的典型作业空间。案例结果验证了所提ARI模型具有鲁棒性强、实施成本优、偏颇风险低的特性,可有效量化电力行业典型作业的多源要素风险。

关键词：电力作业多源要素风险自适应识别主客观动态融合渐进式蜜獾算法

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基于有限元法的水下航行器地磁异常模拟研究

系统工程与电子技术 2024年第7期46卷 2191-2200页

作者：赵高阳刘勇朱平杰向冰周洪娟哈尔滨工业大学(威海)信息科学与工程学院山东威海264209 中国船舶集团有限公司第七二二研究所湖北武汉430205

为改进水下航行器磁异常探测技术中磁异常实测数据难获得、现有磁体模型计算精度不高等问题,基于有限元仿真探讨建立无需区分近、远场的高精度混合磁体模型方法。应用有限元数值方法仿真复杂结构水下航行器的空间磁异常分布,以磁场数值... 详细信息

为改进水下航行器磁异常探测技术中磁异常实测数据难获得、现有磁体模型计算精度不高等问题,基于有限元仿真探讨建立无需区分近、远场的高精度混合磁体模型方法。应用有限元数值方法仿真复杂结构水下航行器的空间磁异常分布,以磁场数值解为收敛目标,建立以偶极子阵元数目、位置及磁矩为参数的均匀磁化椭球体与偶极子阵列混合的航行器磁异常解析模型,采用非线性最小二乘算法求解模型系数。仿真结果表明,基于该模型得到磁异常计算值与全空间内数值解的拟合度较高,测试平面平均误差为3%。该模型在磁场延拓、高精度建模等方面可以进一步应用。

关键词：航空磁异常探测有限元仿真磁体模拟数值拟合

壳聚糖-透明质酸钠-益生菌水凝胶的制备、表征及胃肠道缓释作用

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食品科学 2024年第9期45卷 36-43页

作者：厉佳怡王红磊李娅婕郭婷婷倪乙丹周泉城盛桂华山东理工大学农业工程与食品科学学院山东淄博255200

以壳聚糖(chitosan,CS)和透明质酸钠(sodium hyaluronate,SH)为原料,通过静电相互作用构建物理交联水凝胶,并对其质构特性及微观结构进行分析表征;以水凝胶为载体荷载益生菌(鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)以及乳酸片球菌(Pedio... 详细信息

以壳聚糖(chitosan,CS)和透明质酸钠(sodium hyaluronate,SH)为原料,通过静电相互作用构建物理交联水凝胶,并对其质构特性及微观结构进行分析表征;以水凝胶为载体荷载益生菌(鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)以及乳酸片球菌(Pediococcus acidilactici)),探究益生菌对水凝胶质构特性及微观结构的影响,分析其载菌性能,探究益生菌水凝胶在模拟胃肠液中的释放机制。结果表明,CS-SH水凝胶通过静电相互作用交联,具有较好的质构特性以及载菌性能,0.2 g(干质量)水凝胶对L. rhamnosus及P. acidilactici荷载量分别可达1.15×10^(9)CFU和1.25×10^(9)CFU;益生菌水凝胶组在模拟肠液中持续释放,其释放机制为表面侵蚀释放作用,模拟肠液中L. rhamnosus及P. acidilactici活菌数最大值分别为6.30(lg(CFU/mL))和6.12(lg(CFU/mL))。综上,CS-SH水凝胶是一种具有潜力的递送载体,可以荷载益生菌并在模拟肠液中持续释放。本研究可为物理交联水凝胶在荷载益生菌领域的应用及作用机理提供一定理论指导及研究基础。

关键词：物理交联水凝胶壳聚糖透明质酸钠载菌性能胃肠消化模拟