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石墨烯负载单原子Mo上合成气催化转化机理:碳组分和Mo-C作用的影响

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高等学校化学学报 2024年第7期45卷 101-110页

作者：孔雪张海平夏文生张庆红万惠霖厦门大学化学化工学院固体表面物理化学国家重点实验室醇醚酯化工清洁生产国家工程实验室福建省理论与计算化学重点实验室厦门361005

金属在合成气转化反应中的催化性能与其在反应中的碳化密切相关,然而所形成的金属碳化物的组成和结构十分复杂,使得催化剂活性相的鉴定变得极为困难,因而催化剂中碳组分的作用具有研究意义.本文采用密度泛函理论(DFT)计算研究了单原子M... 详细信息

金属在合成气转化反应中的催化性能与其在反应中的碳化密切相关,然而所形成的金属碳化物的组成和结构十分复杂,使得催化剂活性相的鉴定变得极为困难,因而催化剂中碳组分的作用具有研究意义.本文采用密度泛函理论(DFT)计算研究了单原子Mo负载在无缺陷石墨烯(Mo/pri-graphene)和单碳空位石墨烯(Mo/sv-graphene)上合成气转化制醇的反应机理,以探究碳组分对钼基催化剂上C—O活化的调控作用.结果表明,具有较弱Mo-C作用的Mo/pri-graphene和具有较强Mo-C作用的Mo/sv-graphene上的合成气转化机理存在明显差别.Mo/pri-graphene上最优途径为CO→HCO→CH_(2)O→CH_(3)O→CH_(3)/CH_(4),物种CH_(3)O因转化为CH_(3)/CH_(4)的活化自由能垒偏高而具有一定的稳定性;Mo/sv-graphene上最优途径则为CO→HCO→CH_(2)O→CH_(2)OH→CH_(3)OH/CH_(3)(CH_(4)),共存的产物CH_(3)OH和CH_(3)(CH_(4))为后续的碳链增长提供了可能.Mo/sv-graphene上CO加氢反应的各基元步骤的活化自由能垒总体低于Mo/pri-graphene,其原因是Mo/sv-graphene与反应底物分子间的作用强度低于Mo/pri-graphene与底物分子的作用,Mo/sv-graphene中碳组分可以参与底物分子的活化与转化.因此,催化剂中的碳组分可以调控(和/或参与)底物分子与催化剂间的作用,继而改变反应的活性和选择性.

关键词：单原子钼/石墨烯合成气转化碳反应机理

长牡蛎壳橙快速生长品系基因与环境(G×E)互作效应分析

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中国水产科学 2024年第2期31卷 177-184页

作者：杜利杰胡益鸣马新航郭浪徐成勋李琪中国海洋大学海水养殖教育部重点实验室青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋渔业科学与食物产出过程功能实验室

为了分析长牡蛎(Crassostrea gigas)壳橙快速生长品系生长存活性状的基因型与环境(G×E)互作效应,本研究构建28个全同胞家系并将每个家系均分成3组,分别在乳山、荣成和黄岛海域进行养殖。利用双性状动物模型和REML法估计12月龄橙快长牡... 详细信息

为了分析长牡蛎(Crassostrea gigas)壳橙快速生长品系生长存活性状的基因型与环境(G×E)互作效应,本研究构建28个全同胞家系并将每个家系均分成3组,分别在乳山、荣成和黄岛海域进行养殖。利用双性状动物模型和REML法估计12月龄橙快长牡蛎生长和存活性状的遗传力及G×E效应,采用BLUP育种值估计法将壳高、体重和存活性状3个指标的育种值综合加权,以期筛选出普适性育种材料。结果显示,乳山和黄岛海区的表型显著优于荣成海区,更适合作为养殖海区。乳山、荣成和黄岛3个海区生长存活性状的遗传力分别为0.09～0.75、0.02～0.94和0.03～0.75,存在尺度效应,但除了存活性状的遗传力外,都属于中高遗传力,具有良好的遗传潜力,通过育种值估计法选育效果更佳;存活性状则主要受环境因素影响,可通过表型直接选育。以不同海区为固定效应,综合3个环境计算出的生长和存活性状的遗传力为0.02～0.44,综合遗传力下降说明环境差异影响遗传力评估。此外,选育的目标性状在两两海区间的遗传相关均小于0.8,存在显著的G×E效应,在选育过程中应综合考虑环境因素。通过比较综合育种值发现存在明显的基因重排效应,家系G25对乳山海区表现出特殊的适应性,家系G16对荣成海区具有特适性,而家系G23对乳山和黄岛表现出适应性,且筛选出了对3个海区具有普适性的家系G2。研究结果为橙快长牡蛎品系的良种选育提供了重要的参考资料。

关键词：长牡蛎壳橙家系选育遗传参数基因与环境(G×E)互作效应育种值

长牡蛎壳橙性状遗传参数评估及与生长性状的关联性

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水产学报 2024年第1期48卷 123-131页

作者：陈雨露徐成勋刘士凯孔令锋李琪中国海洋大学海水养殖教育部重点实验室青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋渔业科学与食物产出过程功能实验室

长牡蛎壳橙快速生长品系是结合群体选育与种内群体间杂交方法，以壳色性状和生长性状为选育指标，经过连续3代选育获得的新品系。本研究以第1代长牡蛎壳橙快速生长品系(G1)为亲本，采用巢式设计建立了48个混养家系，共获得863个个体。... 详细信息

长牡蛎壳橙快速生长品系是结合群体选育与种内群体间杂交方法，以壳色性状和生长性状为选育指标，经过连续3代选育获得的新品系。本研究以第1代长牡蛎壳橙快速生长品系(G1)为亲本，采用巢式设计建立了48个混养家系，共获得863个个体。利用微卫星标记对混养家系进行了系谱分析，并基于REML法评估了长牡蛎壳橙快速生长品系壳色性状的遗传参数及与生长性状的相关性。结果显示，863个个体中，有851个个体被准确鉴定其所属家系；长牡蛎壳橙快速生长品系壳色性状颜色参数指标a*(红绿轴色品指数)、b*(黄蓝轴色品指数)和ΔE (色差)等均具中高等遗传力，大小依次为0.47±0.23、0.42±0.21和0.56±0.29。4个颜色参数指标间的遗传相关和表型相关范围分别为-0.79～0.86和-0.45～0.48。壳色性状与各生长性状的遗传相关和表型相关较低，分别为-0.33～0.17和-0.04～0.11。研究表明，在长牡蛎壳橙快速生长品系育种过程中，对壳色性状进行选育可以得到预期的改良效果。此外，壳橙性状与生长性状应分别作为目标性状进行协同选择，以实现同时改良两个性状的目的。本研究可为长牡蛎壳橙快速生长品系选育提供基础资料。

关键词：长牡蛎壳色生长性状微卫星遗传参数

单细胞RNA测序技术在水产养殖动物上的应用

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水产学报 2024年第4期48卷 11-21页

作者：于红林茜李琪中国海洋大学海水养殖教育部重点实验室青岛海洋科学与技术国家实验室海洋渔业科学与食物产出过程功能实验室

单细胞RNA测序技术是生命科学领域中的革命性技术，为动植物的细胞异质性图谱构建、细胞谱系追踪、免疫响应机制解析等研究提供了强有力的工具。近年来，单细胞RNA测序技术在水产养殖动物中也得到了广泛应用。本文就单细胞RNA测序技术... 详细信息

单细胞RNA测序技术是生命科学领域中的革命性技术，为动植物的细胞异质性图谱构建、细胞谱系追踪、免疫响应机制解析等研究提供了强有力的工具。近年来，单细胞RNA测序技术在水产养殖动物中也得到了广泛应用。本文就单细胞RNA测序技术的发展、原理及其在水产养殖动物研究中的应用进行综述，并对其目前存在的问题及未来发展趋势进行分析与展望，以期推动该技术在水产养殖动物研究中更广泛的应用，加速水产养殖动物单细胞水平生命活动的调控机制研究进程。

关键词：水产养殖动物单细胞RNA测序细胞异质性细胞谱系

硅烷改性胶原纤维/聚氯乙烯复合材料的界面相容性及其高弹抗蠕变性研究

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复合材料学报 2024年第6期41卷 2923-2934页

作者：雷超许维星曾运航石碧四川大学制革清洁技术国家工程实验室成都610065 四川大学轻工科学与工程学院成都610065

胶原纤维(CF)的三维多层级结构具有对聚氯乙烯(PVC)进行高弹抗蠕变改性的天然优势,但亲水性的CF难以与疏水性的PVC有效相容,这限制了CF对PVC的改性效果。本文用氨基硅烷偶联剂(APTES)制备得到改性CF(M-CF),并用场发射扫描电子显微镜、... 详细信息

胶原纤维(CF)的三维多层级结构具有对聚氯乙烯(PVC)进行高弹抗蠕变改性的天然优势,但亲水性的CF难以与疏水性的PVC有效相容,这限制了CF对PVC的改性效果。本文用氨基硅烷偶联剂(APTES)制备得到改性CF(M-CF),并用场发射扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪和动态热机械分析仪等研究了M-CF的结构转变规律及M-CF/PVC的结构、蠕变行为和断裂行为。结果表明:APTES能在提高CF疏水性的同时,与PVC分子链形成离子键和共价键,从而显著改善CF与PVC的界面相容性。此外,APTES改性能充分打开M-CF的三维多层级结构,使PVC更好地渗入M-CF相区,并形成更多的作用位点。由此,PVC分子链的运动受到了明显抑制,M-CF/PVC的形变活化能较纯PVC提高了30.7%,蠕变寿命延长至纯PVC的80.5倍和CF/PVC的2.3倍,且可回复形变(11.50%)增至传统改性PVC的1.4倍以上。综上,CF与PVC相容性的提升使M-CF/PVC表现出了理想的高弹抗蠕变性。

关键词：胶原纤维硅烷聚氯乙烯抗蠕变性回弹性界面相容性

核壳结构Co_(3)O_(4)@MnOx整体式催化剂的碳烟催化燃烧性能

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燃料化学学报（中英文） 2024年第2期52卷 184-194页

作者：徐大为张家琳高越李新刚化学工程联合国家重点实验室、天津化学化工协同创新中心、天津市应用催化科学与工程重点实验室、天津大学化工学院天津300354

采用两步水热法在泡沫镍基底上合成了具有纳米棒形貌的Co_(3)O_(4)@MnOx整体式催化剂,通过X射线衍射、X射线能谱分析、氢气-程序升温还原、X射线光电子能谱、拉曼光谱和碳烟-程序升温还原等手段对催化剂进行表征,在微型固定床反应器上... 详细信息

采用两步水热法在泡沫镍基底上合成了具有纳米棒形貌的Co_(3)O_(4)@MnOx整体式催化剂,通过X射线衍射、X射线能谱分析、氢气-程序升温还原、X射线光电子能谱、拉曼光谱和碳烟-程序升温还原等手段对催化剂进行表征,在微型固定床反应器上评价了其催化碳烟燃烧性能,通过等温动力学实验探究了催化剂的本征活性。结果表明,Co_(3)O_(4)@MnOx催化剂呈现了以Co_(3)O_(4)为核、以MnOx为壳的核壳结构。与催化剂Co-NW相比,Co_(3)O_(4)@MnOx催化剂中Co_(3)O_(4)与MnOx之间的相互作用使其表面产生了更多高价物种Mn^(4+)和Mn^(3+)以及更多的表面氧空位,其氧化还原性能提高,催化剂的活性氧物种数量增加了两倍,催化性能得到改善,在NO存在的反应气氛中使碳烟起燃温度降低148℃。此外,相比催化剂CoNW,Co_(3)O_(4)@MnOx催化剂使碳烟燃烧反应的活化能从113.6 kJ/mol降低至102.2 kJ/mol,催化剂的本征活性提高了两倍。

关键词：碳烟燃烧钴锰氧化物整体式催化剂核壳结构

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泡沫镍负载CeO_(2)改性CuO催化剂的碳烟燃烧性能研究

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化工学报 2024年第1期75卷 312-321页

作者：张家琳徐大为高越李新刚天津大学化工学院天津市应用催化科学与工程重点实验室天津化学化工协同创新中心化学工程联合国家重点实验室天津300354

通过在泡沫镍基底上预沉积CeO_(2)晶核,采用水热法成功合成出泡沫镍负载CeO_(2)改性CuO催化剂(xCeO_(2)-CuO/NF),同未加入CeO_(2)的催化剂(CuO/NF)相比,其碳烟氧化活性显著提高。随着催化剂中CeO_(2)含量的增加,Ce/Cu质量比不断增大直... 详细信息

通过在泡沫镍基底上预沉积CeO_(2)晶核,采用水热法成功合成出泡沫镍负载CeO_(2)改性CuO催化剂(xCeO_(2)-CuO/NF),同未加入CeO_(2)的催化剂(CuO/NF)相比,其碳烟氧化活性显著提高。随着催化剂中CeO_(2)含量的增加,Ce/Cu质量比不断增大直至趋于平稳,催化剂的催化活性随之提高直至基本不变。其中,6.5CeO_(2)-CuO/NF的催化活性最好,T_(50)(383℃)最低,比CuO/NF催化剂低32℃。研究结果表明,预沉积CeO_(2)晶核一方面可促进CuO微纳结构的生长,提高碳烟颗粒与催化剂活性位点的接触效率;另一方面,xCeO_(2)-CuO/NF中形成的Cu_(x)Ce_(1-x)O固溶体增强了铜铈之间的相互作用,通过Ce^(3+)/Ce^(4+)和Cu^(2+)/Cu^(+)之间氧化还原耦合循环促使活性氧物种的生成,并提升了其本征活性,从而极大地提高了其催化碳烟氧化的能力。

关键词：催化剂固溶体纳米结构多相反应活性氧物种

低温高应变量衬板控轧高固溶Al-Mg合金高强塑性与高热稳定性机制

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金属学报 2024年第4期60卷 473-484页

作者：田滕查敏殷皓亮花珍铭贾海龙王慧远吉林大学材料科学与工程学院汽车材料教育部重点实验室长春130025 吉林大学超硬材料国家重点实验室长春130012 吉林大学未来科学国际合作联合实验室长春130012

通过大变形技术制备的高强Al-Mg合金具有广阔应用前景,但其塑性低和高温稳定性差的缺点严重限制其进一步发展。本工作采用低温高应变量衬板控轧(cryogenic high-reduction hard-plate rolling,CHR-HPR)制备了兼具高强塑性(抗拉强度约597... 详细信息

通过大变形技术制备的高强Al-Mg合金具有广阔应用前景,但其塑性低和高温稳定性差的缺点严重限制其进一步发展。本工作采用低温高应变量衬板控轧(cryogenic high-reduction hard-plate rolling,CHR-HPR)制备了兼具高强塑性(抗拉强度约597 MPa、延伸率约7.7%)和高热稳定性的高固溶Mg含量Al-9Mg合金。利用EBSD、TEM、硬度测量和拉伸实验等方法系统研究了Mg含量对CHR-HPR Al-Mg合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:CHR-HPR Al-9Mg合金中高含量固溶Mg原子与低温变形促进合金中形成了高密度位错及小角晶界,显著提高合金的屈服强度;高含量固溶Mg原子与可动位错交互作用引起的动态应变时效导致合金加工硬化能力提高,进一步提高了合金的抗拉强度和塑性。此外,在再结晶退火过程中,高含量固溶Mg原子有效地抑制位错滑移、钉扎晶界,延缓回复与再结晶的发生。因此,CHR-HPR Al-Mg合金热稳定性随固溶Mg含量增加而显著提高,其中CHR-HPR Al-9Mg合金再结晶温度达到400℃。

关键词： Al-Mg合金低温衬板控轧加工硬化力学性能微观组织再结晶

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机器学习:海底矿产资源智能勘探的新途径

地学前缘 2024年第3期31卷 520-529页

作者：刘洋李三忠钟世华郭广慧刘嘉情牛警徽薛梓萌周建平董昊索艳慧中国海洋大学海洋地球科学学院深海圈层与地球系统教育部前沿科学中心/海底科学与探测技术教育部重点实验室山东青岛266100 青岛海洋科学与技术国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室山东青岛266237

海底蕴藏着丰富的关键矿产资源,是当前研究的热点,也是未来产业新领域。随着海洋探测技术的不断进步,海底矿产勘探的数据量和数据维数急剧增加,给数据处理与解释带来了巨大困难和挑战。面对海量数据,传统的数据解释与分析方法暴露出许... 详细信息

海底蕴藏着丰富的关键矿产资源,是当前研究的热点,也是未来产业新领域。随着海洋探测技术的不断进步,海底矿产勘探的数据量和数据维数急剧增加,给数据处理与解释带来了巨大困难和挑战。面对海量数据,传统的数据解释与分析方法暴露出许多问题。机器学习以其强大的自学能力,为无法解决或难以解决的问题提供了一系列智能分析决策方案,提高了数据分析的效率,是海底矿产资源智能勘探的新途径。近年来,机器学习在地球科学领域获得了广泛的关注和研究。为此,围绕机器学习技术应用于海底资源勘探技术,本文首先简要介绍了机器学习中经典的模型算法,然后详细阐述了机器学习在海底能源矿产和金属矿产两个方面的应用现状,最后总结了机器学习在海底矿产智能勘探领域的应用前景,指出了现有研究中存在的问题,提出了解决方案和未来的发展方向。

关键词：机器学习铁锰结核富钴结壳天然气水合物海底矿产