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硫取代氮增强g-C_(3)N_(4)光催化产氢性能

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物理化学学报 2024年第5期40卷 41-44页

作者：王海涛余良浪江吉周 Arramel 邹菁武汉工程大学化学与环境工程学院环境生态与生物工程学院绿色化工程教育部重点实验室磷资源开发利用教育部工程研究中心新型催化材料湖北省工程研究中心武汉430205 Nano Center Indonesia Jalan Raya PUSPIPTEKSouth TangerangBanten 15314Indonesia

利用取之不尽的太阳能资源进行光催化水裂解制氢是缓解全球能源危机、实现碳中和战略的一项有前景的技术。石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))因成本低且稳定性高在光催化产氢领域备受关注。然而,纯g-C_(3)N_(4)存在表面积小、电子转移慢、光... 详细信息

利用取之不尽的太阳能资源进行光催化水裂解制氢是缓解全球能源危机、实现碳中和战略的一项有前景的技术。石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))因成本低且稳定性高在光催化产氢领域备受关注。然而,纯g-C_(3)N_(4)存在表面积小、电子转移慢、光生载流子复合快等缺陷,产氢性能通常不佳。本研究通过直接热解硫酸铵和三聚氰胺混合物,成功实现硫物种对g-C_(3)N_(4)氮位点的原位取代,开发出一种高效的硫掺杂g-C_(3)N_(4) (S-g-CN)光催化剂。系列结构和光谱表征证实硫的成功掺杂。密度泛函理论的第一性原理计算表明S活性位对氢的吸附吉布斯自由能近乎为零(~0.26 eV),揭示S掺杂在优化H活性中间体吸附和解吸过程中起着重要作用。透射电子显微镜和原子力显微镜测试结果表明,S-g-CN具有超薄的纳米片状结构,其片层厚度约为2.5 nm。随后的氮气吸脱附等温线和光电化学性质测试结果表明,S掺杂不仅可显著增大g-C_(3)N_(4)比表面积,而且还能有效提高其光生电子-空穴对的转移、分离和氧化还原能力。得益于材料良好的结构特性,S-g-CN的光催化产氢速率高达4923 μmol·g^(-1)·h^(-1),是原始g-C_(3)N_(4)的28倍,超越诸多最近报道的其它S掺杂g-C_(3)N_(4)光催化剂。而且,S-g-CN的表观量子效率高达3.64%。本研究除了开发一种高效的光催化剂,还将为高性能g-C_(3)N_(4)基催化剂的设计提供有益借鉴。

关键词：理论预测硫掺杂 g-C_(3)N_(4) 产氢光催化

基于改进YOLOv8n的轻量化织物疵点检测算法

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广西师范大学学报(自然科学版) 2024年

作者：刘玉娜马双宝武汉纺织大学机械工程与自动化学院湖北省数字化纺织装备重点实验室(武汉纺织大学)

为应对织物疵点目标检测中背景纹理复杂以及硬件资源有限问题，本文提出一种基于改进YOLOv8n的轻量化织物疵点检测算法（GSL-YOLOv8n）。首先，为减少YOLOv8n模型参数量与网络结构复杂度，结合Ghost思想构建C2fGhost模块，并用Ghost卷... 详细信息

为应对织物疵点目标检测中背景纹理复杂以及硬件资源有限问题，本文提出一种基于改进YOLOv8n的轻量化织物疵点检测算法（GSL-YOLOv8n）。首先，为减少YOLOv8n模型参数量与网络结构复杂度，结合Ghost思想构建C2fGhost模块，并用Ghost卷积层替换YOLOv8n网络结构的普通卷积（Conv）；其次，在主干网络末端嵌入无参注意力机制SimAM，去除冗余背景，增强小目标语义信息和全局信息，增强网络特征提取能力；最后，设计轻量化共享卷积检测头LSCDH，运用Scale层对特征进行缩放，在保证模型轻量化的同时尽可能减少精度损失。改进后的算法GSL-YOLOv8n相比原YOLOv8n模型平均精度提升0.60%，达到98.29%，检测速度FPS基本保持不变，模型体积、计算量和参数量分别减少66.7%、58.0%和67.4%，满足纺织工业生产对织物疵点检测的应用要求。

关键词：织物疵点 YOLOv8 Ghost 注意力机制轻量化目标检测

西大别地区吕王-高桥混杂岩带石墨赋矿岩系碎屑锆石U-Pb年龄:对中元古代海相沉积事件的约束

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中国地质 2024年第5期51卷 1735-1747页

作者：朱江陈超李占轲吴波王光洪彭练红长江大学资源与环境学院油气地球化学与环境湖北省重点实验室湖北武汉430100 资源与生态环境地质湖北省重点实验室(湖北省地质局) 湖北武汉430034 地质过程与矿产资源国家重点实验室中国地质大学(武汉)湖北武汉430074 湖北省地质调查院湖北武汉430034 中国地质大学(武汉)资源学院湖北武汉430074 四川省冶金地质勘查局605大队四川眉山620860 中国地质调查局武汉地质调查中心湖北武汉430205

【研究目的】扬子陆块北缘大别山地区古元古代—中元古代的物质记录有限,制约了前寒武纪地质构造演化认识。大别山核部吕王—高桥混杂岩带内“石墨片岩–石英岩夹大理岩”沉积岩系的年代学研究可为大别山地区中元古代古洋(海)盆演化提... 详细信息

【研究目的】扬子陆块北缘大别山地区古元古代—中元古代的物质记录有限,制约了前寒武纪地质构造演化认识。大别山核部吕王—高桥混杂岩带内“石墨片岩–石英岩夹大理岩”沉积岩系的年代学研究可为大别山地区中元古代古洋(海)盆演化提供新约束,对区域前寒武纪成矿与找矿提供科学指导。【研究方法】在开展1∶10000地质测量查明混杂岩带岩石组合特征的基础上,本文重点利用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱方法,对赋石墨矿变沉积岩系的石英岩开展锆石原位U–Pb同位素测年。【研究结果】大别造山带核部发育中元古代“石墨片岩–石英岩夹大理岩”变沉积岩系,为一套浅海相沉积、成熟度高的砂岩。石英岩原岩的碎屑锆石年龄峰值主要为2.55 Ga、2.06 Ga、1.86 Ga及1.43 Ga,最年轻峰值年龄1.43 Ga约束了原岩沉积时代下限。这套变沉积岩原岩沉积时代为中元古代晚期,其沉积物源可能主要来自扬子陆块基底。【结论】吕王—高桥混杂岩带保留了大别山核部较早的海相沉积记录,并为区域石墨成矿提供了物质基础。该变沉积岩系原岩可能形成于中元古代哥伦比亚超大陆裂解期的扬子陆块边缘海盆地。

关键词：混杂岩带石墨矿沉积岩系年代学地质构造地质调查工程扬子陆块北缘

基于自由定标激光诱导击穿光谱的黄铜定量研究

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激光技术 2024年第3期48卷 373-378页

作者：余洋吴瑞兰智高黄冈师范学院物理与电信学院黄冈438000 武汉工程大学光学信息与模式识别湖北省重点实验室武汉430205

为了实现黄铜样品中铜、锌元素质量分数的快速定量检测,采用自由定标激光诱导击穿光谱技术(CF-LIBS)对3种黄铜样品开展了相关研究。分别选择铜元素的6条、锌元素的4条特征谱线为分析对象,在单次脉冲和10次脉冲平均光谱采集方式下,对比... 详细信息

为了实现黄铜样品中铜、锌元素质量分数的快速定量检测,采用自由定标激光诱导击穿光谱技术(CF-LIBS)对3种黄铜样品开展了相关研究。分别选择铜元素的6条、锌元素的4条特征谱线为分析对象,在单次脉冲和10次脉冲平均光谱采集方式下,对比分析铜和锌元素特征谱线的相对标准偏差(RSD)。结果表明,与单次脉冲相比,10次脉冲平均使铜和锌的光谱RSD平均值分别下降8.8%和12.3%;采用CF-LIBS对3种黄铜样品中铜、锌元素质量分数进行定量计算,铜、锌元素的温度与等离子体温度平均值之间的相对误差分别为5.2%、0.9%和7.1%;3种样品中铜元素质量分数的相对误差分别为5.6%、0.5%和1.6%,锌元素质量分数的相对误差分别为9.2%、2.0%和13.3%。CF-LIBS有望为黄铜元素质量分数的快速及精准检测提供方法支持,为进一步实现研制合金样品元素质量分数便携式检测设备提供数据和技术支持。

关键词：光谱学激光诱导击穿光谱自由定标黄铜

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橡胶-砂混凝土耗能特性智能预测模型研究

铁道工程学报 2024年第7期41卷 113-120,126页

作者：梅贤丞马亚丽娜李建贺丁长栋陈兴强崔臻白强强中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点试验室武汉430071 中交第二公路勘察设计研究院有限公司武汉430056 长江勘测规划设计研究有限责任公司水利部水网工程与调度重点试验室武汉430010 长江科学院水利部岩土力学与工程重点试验室武汉430010 中铁第一勘察设计院集团有限公司西安710043 中国建筑第六工程局有限公司天津300171

研究目的:减震层结构设计是保障西部强震区地下工程结构稳定的重要措施,而减震材料的发展和应用是丰富减震层结构设计和保障其性能的关键,全面认识橡胶-砂混凝土耗能特性为其有效应用于地下工程减震层奠定基础。本文通过霍普金森压杆试... 详细信息

研究目的:减震层结构设计是保障西部强震区地下工程结构稳定的重要措施,而减震材料的发展和应用是丰富减震层结构设计和保障其性能的关键,全面认识橡胶-砂混凝土耗能特性为其有效应用于地下工程减震层奠定基础。本文通过霍普金森压杆试验测试橡胶-砂混凝土的耗能性能,并基于试验结果,以反向传播神经网络为基础算法,通过四种不同的群体智能优化算法分别对其进行优化,从而构建四种集成反向传播神经网络-群体智能优化算法的混合智能预测模型。研究结论:(1)影响橡胶-砂混凝土耗能特性的重要程度从高到低依次为:橡胶含量>水泥含量>橡胶粒径;(2)四种混合智能预测模型的最佳种群数量为150(PSO-BPNN)、75(FOA-BPNN)、75(LSO-BPNN)和80(SSA-BPNN);(3)对橡胶-砂混凝土透射能占比预测精度最高的是LSO-BPNN混合智能模型,其他模型预测精度从优到劣依次为:PSO-BPNN、FOA-BPNN、SSA-BPNN;(4)本研究成果可用于研制适用于铁路隧道等地下工程减震材料的橡胶-砂混凝土,为保证铁路隧道安全建造和稳定运营的减震设计提供理论指导依据。

关键词：地下工程减震层橡胶-砂混凝土耗能特性智能预测模型

神农架大九湖湿地摇蚊群落组成及其环境指示意义

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湖泊科学 2024年第1期36卷 286-297页

作者：申声曼曹艳敏侯桂林潘登陈旭王松波中南民族大学资源与环境学院资源转化与污染控制国家民委重点实验室武汉430074 中国地质大学(武汉) 流域关键带演化湖北省重点实验室武汉430074

泥炭地是一种水-陆过渡型的湿地生态系统。水体沼泽化过程中,植被等生物群落也随之改变,进而影响泥炭地碳埋藏和发育过程。作为泥炭地生态系统重要的次级生产者,摇蚊群落结构变迁可以为追溯泥炭地环境演变和发育历史提供关键线索。泥炭... 详细信息

泥炭地是一种水-陆过渡型的湿地生态系统。水体沼泽化过程中,植被等生物群落也随之改变,进而影响泥炭地碳埋藏和发育过程。作为泥炭地生态系统重要的次级生产者,摇蚊群落结构变迁可以为追溯泥炭地环境演变和发育历史提供关键线索。泥炭地在发育过程中将经历各种不同阶段,然而,现有的泥炭地摇蚊群落调查仅限于泥炭生境或泥炭地中开阔水域,较短的生境梯度不足以提供更为全面的摇蚊群落变化信息。神农架大九湖湿地包含泥炭地、湖泊、临时性水体等多种生境,本研究选择该湿地公园作为研究区域,通过采集不同生境的表层沉积物及水体样品,提取底泥亚化石摇蚊头壳,分析大九湖湿地中不同生境下的摇蚊群落结构差异,并对其与环境因子间的关系进行探讨。结果表明:1)大九湖湿地不同生境中摇蚊优势种迥异,泥炭藓藓丘生境中Limnophyes、Psilometriocnemus、Pseudosmittia等半陆生种类为主要优势种,湖泊生境中则以典型静水种Polypedilum nubeculosum-type为主要优势种,而过渡性水域(泥炭地洼地、沟渠及水洼生境)中,静水种与半陆生种共存;2)烧失量、水位埋深和p H是塑造不同生境类型下摇蚊群落结构的显著环境因子,水文条件主要通过改变碳积累过程等其他环境条件间接影响生物群落组成;3)沿水生-半陆生生境梯度,有机质含量和类型均发生显著变化,而摇蚊群落也由静水种、静水/半陆生共存转变为以半陆生种为主,摇蚊群落对生境变化表现出良好的响应过程。本研究揭示了不同生境条件下摇蚊群落的结构差异及影响摇蚊群落结构的潜在因子,为未来基于摇蚊的长时间尺度上泥炭地发育过程分析提供参考依据。

关键词：摇蚊泥炭地水位埋深碳累积大九湖湿地

含联络通道地铁区间隧道扩挖形成新建车站施工过程的围岩变形分析

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城市轨道交通研究 2024年第4期27卷 136-143页

作者：贾向峰高杰古佩胜邹小磊刘贵春李星中建桥梁有限公司重庆402218

[目的]重庆轨道交通9号线邮轮母港站是将原区间隧道(含联络通道)进行扩挖施工而建成的地铁车站。该工程的地质条件、围岩初始应力场和原区间隧道结构均较为复杂,为确保施工安全,需要对施工过程中区间隧道的复杂力学行为进行分析研究。[... 详细信息

[目的]重庆轨道交通9号线邮轮母港站是将原区间隧道(含联络通道)进行扩挖施工而建成的地铁车站。该工程的地质条件、围岩初始应力场和原区间隧道结构均较为复杂,为确保施工安全,需要对施工过程中区间隧道的复杂力学行为进行分析研究。[方法]在简述该扩挖工程概况的基础上,建立了采用各向异性节理岩体弹塑性模型的三维有限元数值模型,进一步确定了该模型的几何特征、地层特征、结构特征及工序特征。选取了3条测线(联络通道中心线、左线大里程区间隧道中心线、右线小里程区间隧道中心线),分别对这3条测线上方的地面沉降,以及左线隧道、右线隧道的洞周变形进行分析,并将模拟值与实测值进行对比,以研究区间隧道扩挖施工过程中围岩和结构的变形特征。[结果及结论]对模型的模拟结果与施工实测结果进行对比后可认为所建模型具有合理性;联络通道扩挖施工会导致隧道洞周收敛变形明显增大,区间隧道原联络通道位置与施工主通道交汇处的洞周变形最大。应对联络通道内进行渣土回填,以确保隧道扩挖施工的安全、顺利实施。

关键词：地铁隧道扩挖联络通道围岩变形力学分析

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爆破振动强度、波形与频谱研究综述:预测及主动控制

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爆破 2024年第3期41卷 189-204,262页

作者：何理殷琳钟冬望张鑫玥赵永明熊海涛陈莎莎 NJAMBA Bruno 武汉科技大学冶金工业过程系统科学湖北省重点实验室武汉430065 江汉大学爆破工程湖北省重点实验室武汉430056

岩石钻孔爆破不可避免地会产生爆破振动效应及危害,准确预测爆破振动效应并进行主动控制具有极大的现实意义。论文综述了近40年来,国内外研究人员在爆破振动预测及主动控制方面取得的研究成果。在爆破振动速度峰值(PPV)预测方面,经验模... 详细信息

岩石钻孔爆破不可避免地会产生爆破振动效应及危害,准确预测爆破振动效应并进行主动控制具有极大的现实意义。论文综述了近40年来,国内外研究人员在爆破振动预测及主动控制方面取得的研究成果。在爆破振动速度峰值(PPV)预测方面,经验模型预测方法体现出了较大的便捷性,但预测精度与效果较差,将概率统计理论引入经验模型预测方法,提高了PPV预测精度;而基波叠加预测方法可实现对振速、频率和持续时间的综合预测,但是该方法对振动基波的测试精度要求较高,同时亟须在行业内建立对爆破振动采集设备的定期标定与校核机制;人工智能预测方法极大提高了PPV预测精度,同时为多因素影响下的爆破振动效应预测提供了新思路,但需要建立在海量真实有效实测数据的基础上,目前还缺乏充实的振动测试样本数据库;PPV预测理论模型及数值模拟预测法对理论与专业知识、数值模拟技术等要求高,限制了两种方法在工程的普遍应用。在爆破振动速度主动控制上,可以确定合理的延期时间,采用毫秒延迟干扰减振法来降低PPV,但目前多为单一防护对象所提出的延期时间建议值;从调整爆破振动频谱结构的角度,通过主动改变延期时间调控爆破振动频率成分,可避开建(构)筑物自振频带,减小爆破振动危害,然而目前仅仅停留在理论层面或模型试验尺度条件下,缺乏大规模的现场应用实例。最后,对未来爆破振动预测及控制方面重点研究内容进行了展望。

关键词：爆破振动基波叠加干扰减振频谱控制延期时间

融合VR-眼动的施工现场隐患识别视觉注意与搜索特征研究

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安全与环境学报 2024年第3期24卷 1087-1095页

作者：郑霞忠石博元陈云胡其林三峡大学水电工程施工与管理湖北省重点实验室湖北宜昌443002 三峡大学水利与环境学院湖北宜昌443002 湖北省水电工程智能视觉监测重点实验室(三峡大学) 湖北宜昌443002 中国水利水电第五工程局有限公司成都610066

为探究施工现场隐患识别视觉注意与搜索特征,提升识别绩效水平,融合虚拟现实(Virtual Reality,VR)和眼动追踪技术,开展VR施工场景内的隐患识别试验,收集不同隐患识别经验群体的眼动数据;运用统计学方法,对比分析累计注视时间、注视百分... 详细信息

为探究施工现场隐患识别视觉注意与搜索特征,提升识别绩效水平,融合虚拟现实(Virtual Reality,VR)和眼动追踪技术,开展VR施工场景内的隐患识别试验,收集不同隐患识别经验群体的眼动数据;运用统计学方法,对比分析累计注视时间、注视百分比等眼动指标的差异性,揭示隐患识别经验与注意力资源分配方式的内在联系;基于眼动轨迹匹配法,聚类首次视觉搜索轨迹,结合施工现场空间布局,探究隐患识别经验影响下搜索习惯的差异。结果表明:经验知识水平对隐患识别绩效具备驱动作用,但隐患专业度过低则会弱化经验知识的效果;被试的注意资源大多集中于具有视觉显著性特征的无关要素,仅有小部分分配于隐患,然而,具有较高经验知识水平的被试对隐患信息更加敏感,分配于隐患的注意资源占比更高;相较于新手组同一区域多次重复的搜索习惯,专家组大多采用某一区域的详细搜索再切换到下一区域的方式。

关键词：安全社会工程隐患识别虚拟现实(VR) 眼动试验识别特征