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机器学习在有机固体废物资源化的应用进展

工程科学学报 2025年第3期47卷 550-561页

作者：马鸿志刘忆婵赵继华费凡高明汪群慧北京科技大学能源与环境工程学院北京100083 工业典型污染物资源化处理北京市重点实验室北京100083 伊犁师范大学资源与环境学院伊宁835000

机器学习(ML)方法,以其卓越的数据解析和模式识别能力,已在有机固体废物(OSW)处理领域展现出显著的应用潜力.随着对OSW处理需求的日益增长及技术革新的推进,ML在该领域的应用正迅速普及.聚焦ML技术在OSW资源化处理中的应用,首先界定了OS... 详细信息

机器学习(ML)方法,以其卓越的数据解析和模式识别能力,已在有机固体废物(OSW)处理领域展现出显著的应用潜力.随着对OSW处理需求的日益增长及技术革新的推进,ML在该领域的应用正迅速普及.聚焦ML技术在OSW资源化处理中的应用,首先界定了OSW的范畴,针对OSW处理中存在的异质性和复杂性问题,指出了传统处理技术在进行OSW产量预测和条件优化时的局限性.通过对2018—2023年相关学术成果进行系统梳理和分析,揭示了ML在OSW处理中的研究趋势和潜力.特别是发现以人工神经网络(ANN)、支持向量机(SVM)、决策树(DT)、随机森林(RF)和极端梯度提升(XGBoost)为代表的常用模型结合遗传(GA)优化算法,成为提高OSW处理效率和资源回收率的研究热点.分析了这些模型在源头产生与分类、热化学转化处理、厌氧生物处理和好氧堆肥等具体应用中的现状及应用频率,同时评估了它们的优缺点及适用性.研究发现,ML技术能够有效提高OSW处理的预测精度和工艺优化能力,尤其是在废物特性预测和生物处理过程模拟方面展现出显著优势.然而,数据质量、模型的泛化能力以及算法选择仍然是ML技术应用中的关键挑战.为此,提出开发综合模型、加强跨学科技术融合等一系列解决策略,以期为OSW资源化提供科学指导和技术支持.

关键词：有机固体废物机器学习资源化高效处理建模预测过程优化

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硅烷化ZnS量子点用于Cd^(2+)检测

现代化工 2017年第11期37卷 210-212页

作者：韩蕾李小慧杨晶晶张艺居尔艾特提拜克.吾加刘云庆伊犁师范学院污染物化学与环境治理重点实验室新疆伊宁835000 新疆凝聚态相变与微结构实验室新疆伊宁835000

在油胺溶剂中利用溶剂热法于60℃加热反应6 h,合成了ZnS量子点,并用正硅酸乙酯(TEOS)对合成的ZnS量子点进行功能化修饰,并以功能化后的量子点为荧光探针测Cd^(2+)离子。考察了pH对体系荧光强度的影响。pH为7.4时,在3.0×10^(-6)~1.0×10... 详细信息

在油胺溶剂中利用溶剂热法于60℃加热反应6 h,合成了ZnS量子点,并用正硅酸乙酯(TEOS)对合成的ZnS量子点进行功能化修饰,并以功能化后的量子点为荧光探针测Cd^(2+)离子。考察了pH对体系荧光强度的影响。pH为7.4时,在3.0×10^(-6)~1.0×10^(-5)mol/L范围内,线性方程为F0/F=0.792+0.06_(ρCd2+),检出限为4.7×10^(-7)mol/L,相关系数R=0.989 4,RSD=0.024(n=8)。并用于检测实验室废水中Cd^(2+)离子的浓度。

关键词： SiO2@ZnS Cd2+ 荧光探针

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ZnS量子点荧光探针对Pb2+的检测研究

化学试剂 2018年第2期40卷 183-186页

作者：张艺朱振华黄珏欣伊犁师范学院污染物化学与环境治理重点实验室新疆凝聚态相变与微结构实验室

以L-半胱氨酸修饰ZnS量子点为荧光探针,测定火腿肠中Pb^（2＋）含量。对ZnS量子点进行了UV、IR、荧光性能表征。研究了酸度、ZnS量子点浓度对体系荧光强度的影响,最佳测定条件为pH 8,L-半胱氨酸-ZnS量子点（L-ZnS量子点）浓度为1.0×10^... 详细信息

以L-半胱氨酸修饰ZnS量子点为荧光探针,测定火腿肠中Pb^（2＋）含量。对ZnS量子点进行了UV、IR、荧光性能表征。研究了酸度、ZnS量子点浓度对体系荧光强度的影响,最佳测定条件为pH 8,L-半胱氨酸-ZnS量子点（L-ZnS量子点）浓度为1.0×10^（-6）mol/L。基于Pb^（2＋）浓度对体系的荧光猝灭效应,实现对Pb^（2＋）的定量检测,Pb^（2＋）浓度在1.0×10^（-7）～4.5×10^（-5）mol/L范围内与体系的荧光强度线性关系良好,R2=0.984 7,检出限（3σ/S）为3.7×10^（-8）mol/L。线性方程为F0/F=88.14-14.05cPb^（2＋）,RSD=5.4%（n=6）。该方法简便、灵敏度高,可应用到检测Pb^（2＋）诸多方面。

关键词： Pb^2+ 荧光探针 ZnS量子点

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荧光探针在芳香类爆炸物检测中的研究进展

化工新型材料 2017年第2期45卷 22-24页

作者：张艺污染物化学与环境治理重点实验室新疆凝聚态相变与微结构实验室伊犁师范学院伊宁835000

爆炸物的危害严重危及着国家安全、社会安定、人民生命财产安全和环境安全。近几年,随着爆炸物制备和隐匿水平的提高,爆炸物的检测面临更加严峻的挑战。荧光分析法,因其高的灵敏度、好的选择性、低的检出限等优点,在痕量爆炸物检测领域... 详细信息

爆炸物的危害严重危及着国家安全、社会安定、人民生命财产安全和环境安全。近几年,随着爆炸物制备和隐匿水平的提高,爆炸物的检测面临更加严峻的挑战。荧光分析法,因其高的灵敏度、好的选择性、低的检出限等优点,在痕量爆炸物检测领域备受研究者的青睐。笔者重点总结了各种荧光探针对芳香类爆炸物的检测应用,以便为安检、防爆、反恐等方面提供一定的参考。

关键词：荧光探针芳香类爆炸物量子点稀土纳米材料

油酸中ZnS∶Mn量子点的制备及火腿肠中苏丹Ⅰ测定研究

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化工新型材料 2017年第9期45卷 238-240页

作者：张艺朱振华王兴磊新疆凝聚态相变与微结构实验室污染物化学与环境治理重点实验室伊犁师范学院伊宁835000

以氯化锰、氯化锌、硫化钠为原料,在油酸-无水乙醇混合溶剂中,180℃条件下,反应8h,成功制备了ZnS∶Mn量子点。320nm激发条件下,ZnS∶Mn量子点的荧光发射峰位于420nm。且苏丹Ⅰ在350~540nm范围内有较好的吸收,利用苏丹Ⅰ对ZnS∶Mn量子点... 详细信息

以氯化锰、氯化锌、硫化钠为原料,在油酸-无水乙醇混合溶剂中,180℃条件下,反应8h,成功制备了ZnS∶Mn量子点。320nm激发条件下,ZnS∶Mn量子点的荧光发射峰位于420nm。且苏丹Ⅰ在350~540nm范围内有较好的吸收,利用苏丹Ⅰ对ZnS∶Mn量子点荧光强度的猝灭建立荧光探针体系,当苏丹Ⅰ浓度在5.0×10-8~7.0×10-7 mol/L内,线性方程为ΔF=389.29-25.12c,相关系数(R)为0.9915(n=5),检测限为1.46×10-8 mol/L。且成功用于实际样品中苏丹Ⅰ的检测,加标回收率在92.8%~99.2%之间。

关键词：油酸 ZnS∶Mn 荧光探针苏丹食品安全

改进共沉淀法制备SrMoO_4∶Eu^(3+)荧光粉及其荧光性能研究

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人工晶体学报 2017年第10期46卷 2025-2029页

作者：何晓燕张涛穆冬迪欧阳艳伊犁师范学院化学与环境科学学院伊宁835000 伊犁师范学院凝聚态相变与微结构重点实验室伊宁835000

采用改进的共沉淀法在修饰剂的修饰下合成了一系列SrMoO_4∶Eu^(3+)红色荧光材料,通过X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和荧光分光光度计(PL)等手段对合成样品进行表征。深入探究了其荧光性能与修饰剂种类、修饰剂添加量、反... 详细信息

采用改进的共沉淀法在修饰剂的修饰下合成了一系列SrMoO_4∶Eu^(3+)红色荧光材料,通过X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和荧光分光光度计(PL)等手段对合成样品进行表征。深入探究了其荧光性能与修饰剂种类、修饰剂添加量、反应物浓度、激活离子掺杂量等反应参数之间的关系。结果表明:在波长271 nm的激发光的激发下SrMoO_4∶Eu^(3+)在420~750 nm有四组Eu^(3+)的激发峰,其中最强峰在616 nm处发射红光。在聚乙二醇(PEG)修饰下且添加量为3 m L时荧光性能最佳;随着Eu^(3+)掺杂量的提高,样品在616 nm处的特征发射峰呈现出先升高,后下降的趋势,当Eu^(3+)掺杂量为11%时达到最大值。Eu^(3+)掺杂的SrMoO_4荧光粉在616 nm处发射峰的发光强度最强,表明SrMoO_4∶Eu^(3+)是一种能很好应用于白光LED的红色荧光材料。

关键词： SrMo04:Eu3+ 改进共沉淀法红色突光粉突光性能

光波辅助核桃壳活性炭吸附孔雀石绿性能的研究

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人工晶体学报 2018年第1期47卷 137-143页

作者：淡玄玄李小敏伊犁师范学院化学与环境科学学院污染物化学与环境治理重点实验室伊宁835000

以新疆薄皮核桃壳为原料,加入0.7 mol/L的氯化锌(Zn Cl_2)在600℃马弗炉中活化加热50 min制备活性炭。采用微波、光波、光波组合C_1、光波组合C_2辅助活性炭吸附孔雀石绿染料溶液,探讨辐射时间、染料浓度、活性炭用量对吸附效果的影响... 详细信息

以新疆薄皮核桃壳为原料,加入0.7 mol/L的氯化锌(Zn Cl_2)在600℃马弗炉中活化加热50 min制备活性炭。采用微波、光波、光波组合C_1、光波组合C_2辅助活性炭吸附孔雀石绿染料溶液,探讨辐射时间、染料浓度、活性炭用量对吸附效果的影响。结果表明:辐射时间2 min、染料浓度500 mg/L、活性炭用量10 mg时,吸附效果最佳;该吸附过程更符合准二级吸附动力学方程(R^2=0.9928),属于化学吸附;拟合等温Langmuir方程能更好的描述该吸附过程(R^2=0.9919),吸附以单分子层吸附为主;正交实验分析表明,影响吸附效果的主次顺序为活性炭用量>染料浓度>吸附时间;活性炭用量对吸附效果的影响最为显著。

关键词：核桃壳活性炭孔雀石绿吸附性能光波

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氢氧化钾改性亚麻对亚甲基蓝的吸附性能研究

环境污染与防治 2016年第5期38卷 37-42页

作者：李小敏朱振华李紫薇黄振亚伊犁师范学院化学与环境科学学院污染物化学与环境治理重点实验室新疆伊犁835000

以亚麻为原料,氢氧化钾为改性剂,制备了一种吸附剂,用红外光谱和扫描电子显微镜对其结构进行表征,并对其吸附亚甲基蓝的性能进行了研究。结果表明,经120℃、0.8mol/L氢氧化钾改性的亚麻对亚甲基蓝的吸附量和去除率明显提高。经优化,当p... 详细信息

以亚麻为原料,氢氧化钾为改性剂,制备了一种吸附剂,用红外光谱和扫描电子显微镜对其结构进行表征,并对其吸附亚甲基蓝的性能进行了研究。结果表明,经120℃、0.8mol/L氢氧化钾改性的亚麻对亚甲基蓝的吸附量和去除率明显提高。经优化,当pH=5、超声功率为50%（125W）、超声时间为25min、亚甲基蓝初始质量浓度为300mg/L、改性亚麻投加量为0.3g时,亚甲基蓝的去除率为95.1%,吸附量为28.54mg/g。其中,pH=5~9、亚甲基蓝初始质量浓度为300~500mg/L时,亚甲基蓝的去除率和吸附量变化不大。改性亚麻对亚甲基蓝的吸附过程符合Freundlich吸附等温式,其动力学过程符合准二级动力学方程。

关键词：亚麻氢氧化钾吸附超声亚甲基蓝

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改性橘皮吸附亚甲基蓝模拟废水的性能研究

工业安全与环保 2017年第5期43卷 24-26页

作者：朱振华李小敏张艺伊犁师范学院化学与环境科学学院污染物化学与环境治理重点实验室新疆伊宁835000 伊犁师范学院物理科学与技术学院新疆凝聚态相变与微结构实验室新疆伊宁835000

采用干燥橘皮为基本材料,添加Na OH试剂改变其表面性质,对改性橘皮吸附亚甲基蓝模拟废水的性能及条件进行了研究。研究了温度、时间、转速、粒径、改性剂浓度、吸附剂用量对吸附效果的影响,并以此为基础采用正交试验设计找寻最佳吸附条... 详细信息

采用干燥橘皮为基本材料,添加Na OH试剂改变其表面性质,对改性橘皮吸附亚甲基蓝模拟废水的性能及条件进行了研究。研究了温度、时间、转速、粒径、改性剂浓度、吸附剂用量对吸附效果的影响,并以此为基础采用正交试验设计找寻最佳吸附条件,得出最佳吸附条件为温度20℃,转速150 r/min,吸附时间30 min,粒径180目。采用以上吸附条件测出的去除率为96.3%,吸附效果良好。

关键词：橘皮改性亚甲基蓝吸附条件