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基于融合特征t-SNE降维的控制图质量异常模式识别

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系统工程理论与实践 2024年第7期44卷 2381-2393页

作者：王宁郭梓昱田淑珂李可雨阳郑州大学商学院郑州450001 郑州大学国际质量发展研究院郑州450001

为解决控制图质量异常模式识别中,实时质量数据呈现出高维非线性等复杂特征导致模型过拟合以及失真等问题,提出一种基于融合特征t分布随机近邻嵌入(t-distributed stochastic neighbor embedding, t-SNE)降维的控制图质量异常模式识别方... 详细信息

为解决控制图质量异常模式识别中,实时质量数据呈现出高维非线性等复杂特征导致模型过拟合以及失真等问题,提出一种基于融合特征t分布随机近邻嵌入(t-distributed stochastic neighbor embedding, t-SNE)降维的控制图质量异常模式识别方法.首先,从生产过程动态数据流中提取其统计特征、形状特征并与原始特征进行融合,形成动态数据流的高维融合特征;然后利用t-SNE算法对融合特征进行降维, t-SNE算法能够有效地处理线性和非线性数据,并产生更有意义的聚类;进而利用一维卷积神经网络(one-dimensional convolutional neural networks, 1DCNN)作为分类器实现复杂产品制造过程的质量异常模式识别;最后,通过仿真实验将本文所提方法与单一类型特征方法、融合特征方法以及融合特征主成分分析法(principal component analysis, PCA)、核主成分分析(kernel PCA, KPCA)和局部线性嵌入算法(locally linear embedding, LLE)降维方法的识别模型进行比较,并利用锂离子电池极片制造过程为例进一步说明本文模型的有效性与实用性.仿真与实例结果表明,本文所提算法具有更高的识别效率和精度,特别适用于处理在复杂产品制造过程背景下的高维非线性数据.

关键词：控制图模式识别复杂产品制造过程 t分布随机近邻嵌入(t-SNE) 卷积神经网络(CNN)

郑州市冬夏季污染过程中大气VOCs污染特征、来源解析及活性分析

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环境科学 2024年第2期45卷 689-699页

作者：赖梦洁张栋于世杰宋鑫帅李晓张瑞芹郑州大学生态与环境学院郑州450001 郑州大学化学学院郑州450001

为了研究挥发性有机物(VOCs)的污染特征,于2021年6月和12月在郑州市对两个污染过程中的VOCs进行了连续监测.结合气象条件,对比分析了VOCs冬夏季污染过程的污染特征、来源贡献和活性差异.结果显示,两个污染过程φ(VOCs)分别为(27.92±12.... 详细信息

为了研究挥发性有机物(VOCs)的污染特征,于2021年6月和12月在郑州市对两个污染过程中的VOCs进行了连续监测.结合气象条件,对比分析了VOCs冬夏季污染过程的污染特征、来源贡献和活性差异.结果显示,两个污染过程φ(VOCs)分别为(27.92±12.68)×10^(-9)和(24.30±5.93)×10^(-9).冬季雾-霾污染过程相较于夏季O3污染过程,VOCs体积分数变化范围更大.冬季污染过程源解析结果:工业源(27.0%)、机动车源(22.5%)、燃烧源(20.1%)、溶剂使用源(16.3%)和油气挥发源(14.1%);夏季污染过程源解析结果:机动车源(24.8%)、工业源(24.1%)、溶剂使用源(17.4%)、油气挥发源(14.2%)、燃烧源(11.2%)和植物源(8.4%).光化学烟雾产量模型结果显示,两个污染过程中夏季臭氧生成处于VOCs控制区的天数占比(66.7%)小于冬季(100.0%).二次反应活性结果显示,冬季和夏季污染过程·OH自由基反应活性(L·OH)均值分别为4.12 s^(-1)和4.76 s^(-1).夏季污染过程臭氧生成潜势(OFP)均值108.36μg·m^(-3),L·OH和OFP贡献率排名前10名物种夏季污染过程以烯烃为主.郑州市冬季污染过程的总二次有机气溶胶生成潜势(SOAFP)为54.38μg·m^(-3),冬季污染过程SOAFP贡献率前10名物种中芳香烃占9个.

关键词：挥发性有机物(VOCs) 源解析光化学烟雾产量模型二次反应活性郑州

郑州市PM_(2.5)中有机酸的污染特征、来源解析及二次生成

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环境科学 2024年第2期45卷 700-708页

作者：李子涵董喆尚璐琪孔梓涵李晓张瑞芹郑州大学生态与环境学院郑州450001 郑州大学化学学院郑州450001

大气颗粒物中的有机酸广泛参与大气中的各种物理化学反应,对二次有机气溶胶和霾的形成贡献极大,因此分析颗粒物中有机酸的浓度分布特征、评估其污染来源、探究其二次生成,对深入研究有机气溶胶及其二次转化具有重要意义.在郑州市不同季... 详细信息

大气颗粒物中的有机酸广泛参与大气中的各种物理化学反应,对二次有机气溶胶和霾的形成贡献极大,因此分析颗粒物中有机酸的浓度分布特征、评估其污染来源、探究其二次生成,对深入研究有机气溶胶及其二次转化具有重要意义.在郑州市不同季节采集大气细颗粒物(PM_(2.5))样品,识别并定量二元酸类、脂肪酸类和树脂酸类有机酸共30种,探究其浓度分布特征、季节变化、来源贡献及二次生成.定量的二元酸类以丙二酸(di-C_(3))和琥珀酸(di-C_(4))含量最为丰富,并且表现出明显的季节变化特征:夏季>秋季>冬季>春季;脂肪酸类表现出明显的双峰优势,以棕榈酸和硬脂酸(C_(18))最为丰富,季节变化特征为冬季最高,春季最低.利用主成分分析结合多元线性回归(MLR)方法对郑州市PM_(2.5)中的有机酸进行来源解析,结果表明,35%的有机酸来自于燃烧源和交通源,24%来自于烹饪源、23%来自于二次生成以及17%来自于天然源.利用标记物种的比值(如di-C_(3)/di-C_(4)、F/M和C_(18):1/C_(18))探究有机气溶胶二次形成及其老化过程.结果表明,夏季光化学反应剧烈,有机气溶胶老化或二次生产比例较高,冬季光化学反应较弱,有机气溶胶老化程度较低.采用相关性分析与MLR相结合的方法,量化了气相氧化和液相氧化对二元酸形成的相对贡献,气相氧化在采样过程中起主导作用,占比为58%,特别是夏季,占总二次转化的61%.

关键词：二元酸脂肪酸二次有机气溶胶二次生成气相氧化

基于VMD-CNN的高噪声动态生产过程质量异常监控

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控制与决策 2024年第5期39卷 1595-1603页

作者：刘玉敏王德园王宁田光杰郑州大学商学院郑州450001 郑州大学管理学院郑州450001

针对由智能制造现场动态生产过程的复杂随机因素影响造成的高噪声和质量异常监控方法效率低等问题,将变分模态分解方法 (variational mode decomposition, VMD)与深度卷积神经网络(convolutional neural network, CNN)相结合,提出一种基... 详细信息

针对由智能制造现场动态生产过程的复杂随机因素影响造成的高噪声和质量异常监控方法效率低等问题,将变分模态分解方法 (variational mode decomposition, VMD)与深度卷积神经网络(convolutional neural network, CNN)相结合,提出一种基于VMD-CNN的实时质量监控新方法.首先,利用VMD方法,将高噪声动态过程原始数据分解为包含质量异常特征和噪声信息的两类本征模态函数,通过去除噪声数据的本征模态函数,消除动态生产过程的高噪声干扰;进而,采用灰度变换将保留原始质量异常特征的本征模型函数转化为质量异常图像,构建VMD-CNN模型对质量异常图像进行识别,并提出基于VMD-CNN的高噪声动态过程质量异常实时监控框架;最后,通过实验验证所提方法的有效性,并与小波去噪方法和CNN识别模型进行对比分析,实验结果显示所提方法的识别精确度显著优于现有的动态过程质量异常监控方法.

关键词：高噪声动态过程变分模态分解卷积神经网络质量异常特征识别质量监控

锰催化微差烷基取代类亚胺化合物的不对称氢化反应

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有机化学 2024年第7期44卷 2387-2388页

作者：王梦菲贾师琦郑州大学化学学院、平原实验室(郑州大学)

不对称催化是合成手性化合物的一种直接且高效的方法,其核心在于开发高效的手性催化剂,以实现对底物的前手性面或前手性中心进行精准的手性识别[1].尽管该领域在过去几十年中已取得显著进展,但对具有微小差异的取代基团进行精确的手性...

不对称催化是合成手性化合物的一种直接且高效的方法,其核心在于开发高效的手性催化剂,以实现对底物的前手性面或前手性中心进行精准的手性识别[1].尽管该领域在过去几十年中已取得显著进展,但对具有微小差异的取代基团进行精确的手性识别仍然是一个重大挑战[2].当取代基具有相似的空间和电子性质时（例如不同烷基）,反应实现高对映选择性仍然非常困难.催化极性不饱和化合物的氢化在有机合成和化工生产中至关重要,是合成基础有机化学品、精细化工产品和药物分子的关键步骤[3].近几十年来,以钌、铑和铱代表的手性贵金属催化剂推动了该领域的显著进展[4].

关键词：

O_(3)氧化法选择性浮选分离辉钼矿和黄铜矿

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第1期34卷 298-308页

作者：张红涛宋翔宇黄业豪张振王文徐来福郑州大学化学学院郑州450001

研究O_(3)氧化对黄铜矿和辉钼矿浮选回收率的影响。单矿物浮选试验结果表明,在O_(3)浓度约为90 g/m^(3)、气体流量为4 L/min的条件下,黄铜矿和辉钼矿氧化2 min后,黄铜矿的浮选回收率降至16%,而辉钼矿的浮选回收率变化不大。人工混矿浮... 详细信息

研究O_(3)氧化对黄铜矿和辉钼矿浮选回收率的影响。单矿物浮选试验结果表明,在O_(3)浓度约为90 g/m^(3)、气体流量为4 L/min的条件下,黄铜矿和辉钼矿氧化2 min后,黄铜矿的浮选回收率降至16%,而辉钼矿的浮选回收率变化不大。人工混矿浮选试验结果表明,在选择性浮选黄铜矿和辉钼矿中,O_(3)氧化预处理可以代替Na2S试剂作为铜抑制剂。接触角测量结果表明,O_(3)氧化处理选择性地使黄铜矿表面具有亲水性。Zeta电位和X射线光电子能谱分析结果表明,氧化处理后黄铜矿表面产生不溶于水的亲水性氧化物和氢氧化物,使得黄铜矿更加亲水;此外,辉钼矿的表面虽略有氧化,但其表面仍保持疏水性。

关键词：黄铜矿辉钼矿 O_(3)氧化选择性浮选亲水性

淮河上游径流变化多元影响因子敏感性及贡献率分析

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应用基础与工程科学学报 2024年第3期32卷 801-812页

作者：孟钰徐文静管新建严登华郑州大学水利与交通学院河南郑州450001 黄河实验室(郑州大学) 河南郑州450001

解析径流变化与自然、人为因素的响应关系,对流域水资源安全及管理具有重要意义.构建了一个以多元影响因素为输入、以径流为输出的长短期记忆网络(Long Short-Term Memory,LSTM)模型,以建立包括气候变化与人类活动在内的多元影响因子与... 详细信息

解析径流变化与自然、人为因素的响应关系,对流域水资源安全及管理具有重要意义.构建了一个以多元影响因素为输入、以径流为输出的长短期记忆网络(Long Short-Term Memory,LSTM)模型,以建立包括气候变化与人类活动在内的多元影响因子与径流的响应关系,进而分析多元影响因子与径流之间的敏感性与贡献率.以淮河上游为研究区进行实例研究,结果表明:径流对人类影响因素敏感性高于气象因素,对水库塘坝库容具有最高敏感性;突变后各因素平均敏感性增大.气象与人类活动对径流的贡献率分别为55%、45%.其中,水库塘坝库容、降水量、净辐射的变化为径流减少的主导因素.合理的水利工程建设与生态修复布局,对径流调节起到有益作用.研究成果为径流变化规律与成因辨识、流域下垫面保护及水安全保障提供科学参考与决策辅助.

关键词：径流变化贡献率敏感性 LSTM模型突变检验淮河上游

偶极-偶极相互作用诱导量子点自组装的高效发光二极管

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科学通报 2024年第11期69卷 1387-1389页

作者：卢思宇郑州大学化学学院郑州450001

量子点发光二极管(quantum dot light-emitting diodes,QD-LED)具有色域覆盖范围广、溶液加工成本低以及低电压下亮度和效率高等突出优势,是下一代显示技术的有力竞争者[1~3].外量子效率(external quantum efficiency,EQE)是QDLED走向... 详细信息

量子点发光二极管(quantum dot light-emitting diodes,QD-LED)具有色域覆盖范围广、溶液加工成本低以及低电压下亮度和效率高等突出优势,是下一代显示技术的有力竞争者[1~3].外量子效率(external quantum efficiency,EQE)是QDLED走向应用至关重要的性能指标,其中,内量子效率与外耦合效率共同决定了外量子效率.

关键词：外量子效率量子点发光二极管内量子效率耦合效率溶液加工

可见光促进酰胺远程C(sp3)—H键的膦酰化反应

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有机化学 2024年第6期44卷 2057-2058页

作者：相盼洁於兵郑州大学化学学院郑州450001

有机膦化合物在生物化学、医学、生态学、农学以及材料科学等领域都有广泛的应用.有机磷酸酯,特别是烷基磷酸酯,具有稳定的C-P键,在生物化学研究中可以作为磷酸盐模拟物,在治疗疾病方面具有巨大潜力[1].因此,烷基磷酸酯的合成引起了人... 详细信息

有机膦化合物在生物化学、医学、生态学、农学以及材料科学等领域都有广泛的应用.有机磷酸酯,特别是烷基磷酸酯,具有稳定的C-P键,在生物化学研究中可以作为磷酸盐模拟物,在治疗疾病方面具有巨大潜力[1].因此,烷基磷酸酯的合成引起了人们的广泛关注,并取得了显著进展.其中,C(sp3)-H键的直接膦酰化反应因具有经济实惠和原子利用率高等优势成为制备磷酸酯的最有效合成策略[2].然而,现有C(sp3)-H膦酰化反应主要针对芳胺N邻位的活化C(sp3)-H[3].

关键词：有机磷酸酯酰化反应原子利用率亚磷酸酯烷基磷酸酯邻位生物化学研究亲核加成