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钐离子掺杂二氧化铈光催化剂的制备及其净化双酚A污染物的机理

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硅酸盐学报 2025年

作者：王一帆钱文轩徐冬侯建华杨慧扬州大学环境科学与工程学院

二氧化铈(CeO2)材料因其独特的光、磁、电性能而备受关注，尤其在光催化降解环境污染物方面展现出了高效、无毒、低成本的显著优势。以硝酸铈和硝酸钐为原料，采用无模板一步水热法成功制备了具有类扫帚状形貌的钐离子掺杂二氧化铈(Sm-C... 详细信息

二氧化铈(CeO2)材料因其独特的光、磁、电性能而备受关注，尤其在光催化降解环境污染物方面展现出了高效、无毒、低成本的显著优势。以硝酸铈和硝酸钐为原料，采用无模板一步水热法成功制备了具有类扫帚状形貌的钐离子掺杂二氧化铈(Sm-CeO2)光催化剂，详细研究了不同掺杂浓度对其光催化性能的影响，同时确定了最佳掺杂比为Ce:Sm = 1.00:0.15（0.15-SC）。紫外–可见吸收光谱表明Sm掺杂后的样品与未掺杂CeO2相比带隙值(Eg)明显减小，最佳掺杂比时0.15-SC样品的Eg最小仅为2.88 eV。以环境污染物双酚A（BPA）为降解实验的模型，发现Sm掺杂后的CeO2样品光催化降解效率均有一定程度的提升，且0.15-SC样品降解效率最高达99.83%，是未掺杂CeO2（28.31%）的3.52倍。活性物质的猝灭实验可以判断出，羟基自由基（?OH）和空穴(h+)在0.15-SC样品光催化降解BPA过程中起到很大的作用。且在4次的性能循环性实验后，0.15-SC样品仍保持89.53%的降解率，表明其可循环利用性良好。本工作中钐离子掺杂后二氧化铈材料展现出较高的光催化净化环境污染物活性，充分证实了离子掺杂是一种有效提高光催化性能的方法，可为以后同类金属氧化物材料设计离子掺杂体系提供有效的思路。

关键词：二氧化铈离子掺杂光催化降解双酚A

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氯离子环境下RC桥墩时变抗震韧性分析

哈尔滨工业大学学报 2025年

作者：聂莹慧李镜培同济大学土木工程学院

为揭示结构全寿命周期内考虑时间效应的失效规律，针对分区腐蚀桥墩时变抗震韧性问题，围绕不同桥墩分区的腐蚀环境、材料特性和腐蚀过程，开展了钢筋面积、钢筋屈服强度及混凝土抗压强度等材料性能的时变退化规律研究。根据计算结果建... 详细信息

为揭示结构全寿命周期内考虑时间效应的失效规律，针对分区腐蚀桥墩时变抗震韧性问题，围绕不同桥墩分区的腐蚀环境、材料特性和腐蚀过程，开展了钢筋面积、钢筋屈服强度及混凝土抗压强度等材料性能的时变退化规律研究。根据计算结果建立桥墩分区腐蚀有限元模型，结合增量动力分析（IDA）得到墩顶位移响应，基于概率需求模型及损伤界限值构建了桥墩地震易损性模型。进而利用Pushover分析，将桥墩抗震性能随服役时间的退化作为灾前时变性能指标，灾后的性能指标通过量化地震作用导致的桥墩瞬间功能损失以及恢复程度来表征，提出了考虑分区腐蚀环境桥墩全寿命抗震韧性计算模型。结果表明，浪溅区钢筋锈蚀速度明显大于水下区及大气区，桥墩服役20 a到50 a的韧性退化值约为50 a到80 a的韧性退化值的2倍。因此在桥墩服役前期，决策者可依据实际提出合理的震前加固措施来增强抗震韧性。

关键词：氯离子环境桥墩地震易损性韧性全寿命

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一种鲁棒的无人机影像光伏板自动定位方法

激光与光电子学进展 2025年

作者：高博浩李浩朱鹏河海大学地球科学与工程学院

在无人机光伏巡检中，为实现光伏组件故障定位，需获取影像内光伏板的位置信息。小型无人机机载POS数据受自身技术等影响导致精度较低，难以用于小型无人机影像的光伏板定位。针对这一问题，本文提出一种无人机影像光伏板自动定位方法... 详细信息

在无人机光伏巡检中，为实现光伏组件故障定位，需获取影像内光伏板的位置信息。小型无人机机载POS数据受自身技术等影响导致精度较低，难以用于小型无人机影像的光伏板定位。针对这一问题，本文提出一种无人机影像光伏板自动定位方法，根据无人机影像及巡检区域内光伏板地理坐标确定影像内光伏板对应的实际位置，为故障检修提供精确的位置信息。方法基于物像投影关系确定坐标转换模型及模型未知参数，根据拍摄条件确定参数范围，选取多组参数计算影像内光伏板的地理坐标，将其与区域内光伏板的反投影差中误差作为损失值，对比多组损失值进行参数寻优，并通过重叠影像进行验证。基于最优参数进行坐标转换，实现光伏板的影像自动定位。在两期共14000余块故障板的实验中，定位正确率达到97.78%和98.54%，相较基于POS数据的定位方法分别提升了13.06%和12.96%，且能克服拍摄条件变化的影响，验证了定位方法的准确性和鲁棒性。

关键词：无人机影像光伏板定位坐标转换参数寻优重叠影像

基于机器学习的总溶解气体预测模型构建与评估

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湖泊科学 2025年

作者：杨玲杨慧霞王云云姚云波王顺贵州大学土木工程学院

随着梯级水库的持续开发，大坝泄流产生的过饱和总溶解气体在河道内难以消散，这将导致鱼类患气泡病甚至死亡，因此，开发大坝下游总溶解气体预测模型对保护生物多样性具有重要意义。本文收集美国哥伦比亚河上3个大坝监测站点的日监测... 详细信息

随着梯级水库的持续开发，大坝泄流产生的过饱和总溶解气体在河道内难以消散，这将导致鱼类患气泡病甚至死亡，因此，开发大坝下游总溶解气体预测模型对保护生物多样性具有重要意义。本文收集美国哥伦比亚河上3个大坝监测站点的日监测数据（水温、气压、流量、大坝溢流以及总溶解气体饱和度），在此基础上利用BP神经网络、随机森林以及提升树3种机器学习算法预测总溶解气体饱和度，并对3种算法的预测性能进行评价和对比。研究发现，随着具有显著性相关性的输入变量个数增加，各模型预测性能呈上升趋势，且不同模型受输入因子的影响不同。在最佳输入变量方案下，随机森林（平均绝对误差(MAE)=1.273%,、均方根误差(RMSE)=1.775%, R2=0.952）和提升树（MAE=1.268%, RMSE=1.622%, R2=0.960）的预测性能最佳。在模型验证阶段，提升数模型可以将预测值与真实值的平均相对误差控制在2.4%以内。本研究所构建的模型能够快速准确地预测大坝泄流期间下游河道内总溶解气体饱和度，有助于提前评估过饱和风险，及时调整排放调度方案，对于局部鱼类保护区提前采取防护措施，从而减少总溶解气体对水生生态的影响。研究结果可为深入开展基于机器学习的总溶解气体预测模型提供一定的参考价值。

关键词：总溶解气体过饱和机器学习预测梯级水库

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铝盐对磷酸钾镁水泥性能和水化的影响

硅酸盐学报 2025年

作者：许碧莞张秋实赵翊舟同济大学土木工程学院

铝盐能够延缓磷酸钾镁水泥凝结，但不同铝盐对其性能和水化的影响差异和机理尚未清晰。通过凝结时间测试、强度测试、水化热实验、XRD衍射、热重和Fourier红外光谱分析、pH值与电导率测试以及离子浓度测试实验研究了3种常见铝盐对磷酸... 详细信息

铝盐能够延缓磷酸钾镁水泥凝结，但不同铝盐对其性能和水化的影响差异和机理尚未清晰。通过凝结时间测试、强度测试、水化热实验、XRD衍射、热重和Fourier红外光谱分析、pH值与电导率测试以及离子浓度测试实验研究了3种常见铝盐对磷酸钾镁水泥性能和水化的影响。结果表明：与等质量掺量的硼酸钠相比，AlCl3、Al(NO3)3和Al2(SO4)3作用下的净浆凝结时间可分别延长80%、45%和25%，表现相对较好缓凝作用。相比Al2(SO4)3和Al(NO3)3，AlCl3对净浆体积稳定性影响较为明显，导致体积膨胀与开裂。添加Al2(SO4)3和Al(NO3)3均会降低净浆早期强度，其中Al2(SO4)3弱化作用主要发生在3 h之前，而Al(NO3)3主要在12 h之前，与其较好缓凝作用相符；但二者对净浆后期强度无不利影响。添加Al(NO3)3和Al2(SO4)3能降低水化体系pH，延缓水化进程，降低水化热，并轻微抑制钾基-鸟粪石生成。铝盐中Al3+沉淀为无定型含铝物相，而NO3–和SO42–在低水灰比下分别沉淀为硝酸钾和硫酸钾，影响宏观性能。

关键词：磷酸钾镁水泥铝盐凝结力学性能水化

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多糖基纳米银材料的绿色合成及应用研究进展

化工进展 2025年

作者：马廷鸿胡文梅徐薇李宇亭王星燕陈山广西大学轻工与食品工程学院

纳米银具有独特和优异的功能特性，在食品和医学等领域具有重要研究意义和应用价值。化学还原是纳米银合成常用的简便方法，但传统化学合成会对人体和环境造成危害。多糖含有丰富官能团，可通过吸附包埋和固定化作为纳米银优良的稳定剂... 详细信息

纳米银具有独特和优异的功能特性，在食品和医学等领域具有重要研究意义和应用价值。化学还原是纳米银合成常用的简便方法，但传统化学合成会对人体和环境造成危害。多糖含有丰富官能团，可通过吸附包埋和固定化作为纳米银优良的稳定剂，其还原性基团还可在碱性、微波、光照和改性的辅助条件下用于合成纳米银，能在纳米银绿色合成中发挥还原和稳定的双重作用。本文综述了多糖发挥还原和稳定作用的机制，以及合成过程中多糖链构象、分子量和浓度对纳米银性质的影响，总结了多糖基纳米银材料的应用效果和突出优势，同时对材料的生产制备、稳定性和成本效益进行了讨论，对材料的原料获取、安全性和功能强化进行了展望，以期为利用多糖绿色合成纳米银和调控其性质，促进纳米银材料的应用提供理论参考。

关键词：纳米银多糖绿色合成稳定还原过程控制

采用MPC-MSCA的四轮毂驱动电动汽车容错控制

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交通运输工程学报 2025年

作者：薛红涛张雨乐宋子为冯涵江苏大学汽车与交通工程学院

针对四轮毂驱动电动汽车中局部轮毂电机发生故障后存在的安全隐患问题，提出了一种基于模型预测控制-多系统协同分配（MPC-MSCA）的容错控制策略，应对局部轮毂电机发生故障后输出能力不足的运行工况；搭建了14自由度四轮毂驱动车辆动... 详细信息

针对四轮毂驱动电动汽车中局部轮毂电机发生故障后存在的安全隐患问题，提出了一种基于模型预测控制-多系统协同分配（MPC-MSCA）的容错控制策略，应对局部轮毂电机发生故障后输出能力不足的运行工况；搭建了14自由度四轮毂驱动车辆动力学模型，包括六自由度车身模型和4个二自由度车轮模型；参考二自由度车辆模型，设计了容错控制策略，包括运动跟踪层和力矩分配层，运动跟踪层用于计算车辆正常行驶所需的总纵向力和附加横摆力矩；力矩分配层设计了优化分配方案和MSCA方案，分别应对局部轮毂电机发生故障后输出能力充足和不足2种运行工况，重点研究了MSCA控制策略的目标函数、约束条件和控制变量；利用Simulink/MATLAB和CarSim联合仿真，分别设置了直线行驶和双移线行驶2种运行环境，验证了所提的MPC-MSCA控制方法的有效性。研究结果表明：相较于传统方法，在直线行驶环境下，MPC-MSCA控制方法横摆角速度平均误差降低了31.6%，有效保障了局部轮毂电机故障时车辆的直线行驶能力；双移线行驶环境下，质心侧偏角和横摆角速度平均误差分别降低了7.4%和6.9%，提高了局部轮毂电机故障时车辆的操纵稳定性；所提容错控制器可以确保四轮毂驱动电动汽车在1个或2个轮毂电机故障工况下满足操纵稳定性和安全性要求。

关键词：汽车工程容错控制多系统协同分配四轮毂驱动电动汽车轮毂电机操纵稳定性

Mg-Cr共掺LiNi0.5Mn1.5O4正极材料的制备及电化学性能研究

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储能科学与技术 2025年

作者：刘博宇王腾飞庞青陈凯宇望红玉青海大学机械工程学院

LiNi0.5Mn1.5O4（LNMO）是一种具有高工作电压（4.7V）、高能量密度（650 Wh/Kg）和成本低廉优势的正极材料。然而受到电解液的分解、Jahn-Teller效应和Mn溶解等因素的影响，LNMO 正极材料存在容量衰减快、倍率性能差等问题。为此，本... 详细信息

LiNi0.5Mn1.5O4（LNMO）是一种具有高工作电压（4.7V）、高能量密度（650 Wh/Kg）和成本低廉优势的正极材料。然而受到电解液的分解、Jahn-Teller效应和Mn溶解等因素的影响，LNMO 正极材料存在容量衰减快、倍率性能差等问题。为此，本工作采用水热法制备了Mg-Cr共掺杂的LMMO材料，研究了Mg、Cr掺杂量对LNMO电化学性能的影响。结果表明，当Mg、Cr掺杂量各为2%时，LMMO电极表现出最为优异的电化学性能。其在0.1 C倍率下的放电比容量为137.3 mAh/g；在1 C倍率下循环200次后，容量保持率为85.74%，明显高于原始LNMO的116.5 mAh/g和51.82%。此外，Mg-Cr共掺杂的LMMO电极在0.5 C下放电容量可达121.8 mAh/g，在5 C下可达94.3 mAh/g。机理探究表明，Mg和Cr的共掺杂有利于形成无序的Fd■m相，提高材料的电导率，降低电极电荷转移电阻。本研究提供了一种改善LNMO性能的简单策略，为高性能锂离子电池正极材料的设计提供了参考。

关键词： LiNi Mn O 正极材料 Mg-Cr共掺杂电化学性能

基于零序突变量的配电网单相接地故障检测与定位方法

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电力系统自动化 2025年

作者：李林高厚磊袁通彭放山东大学电气工程学院

配电网中的单相接地故障出现频繁。因故障特征微弱且不同中性点接地方式有所差异，现有检测和定位方法的可靠性和灵敏度不足。本文首先对不接地、谐振接地和小电阻接地配电网的接地故障零序网络进行了有效简化，分析了不同接地方式下配... 详细信息

配电网中的单相接地故障出现频繁。因故障特征微弱且不同中性点接地方式有所差异，现有检测和定位方法的可靠性和灵敏度不足。本文首先对不接地、谐振接地和小电阻接地配电网的接地故障零序网络进行了有效简化，分析了不同接地方式下配电网单相接地故障的零序故障特征，导出了故障点上游与健全线路零序电流和零序电压之间的关系及特征差异；其次定义了能反映故障前后特征差异的零序突变量，提出了基于离散数值积分的零序突变量计算方法以及基于最小二乘法的优化修正方法，可以减小故障前不平衡状态的影响，并自适应整定高灵敏门槛值。通过比较零序突变量的幅值，分布于配电网的检测点均可实现故障检测；主站集中各检测点零序突变量的符号，则可进一步实现故障区段定位。最后，分别利用PSCAD配电网模型所得的仿真数据和真型电弧故障试验数据，验证了所提方法在三种配电网中的可行性和有效性。

关键词：配电网接地方式单相接地故障零序故障特征故障检测故障定位