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用于激光增材制造的光刻胶:现状、挑战和机遇(特邀)

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中国激光 2024年第12期51卷 349-368页

作者：刘炳瑞黄宇聪吴质彬吴东中国科学技术大学精密机械与精密仪器系安徽合肥230026 安徽农业大学资源与环境学院安徽合肥230036

近年来,激光增材制造作为一项极具潜力的新兴加工技术而受到广泛关注。然而,现阶段的研究主要侧重于光学器件调控或光路优化,对光刻胶的综合讨论尚显不足,特别是关于激光与材料交互作用机理的深入探究更为匮乏。本文论述了光刻胶的组成... 详细信息

近年来,激光增材制造作为一项极具潜力的新兴加工技术而受到广泛关注。然而,现阶段的研究主要侧重于光学器件调控或光路优化,对光刻胶的综合讨论尚显不足,特别是关于激光与材料交互作用机理的深入探究更为匮乏。本文论述了光刻胶的组成及其在激光增材制造领域的影响,分别介绍了烯烃类、硫醇-烯烃类、无机类和非均相聚合4种不同单体组成的光刻胶,并阐述了它们的研究现状。之后,讨论了有机类、无机类和两步吸收光引发剂对激光增材制造技术的影响,通过分析不同光引发剂的激发机理,探究了它们在激光增材制造过程中的协同优化机制。最后,探讨了目前激光增材制造在光刻胶设计与制备方面面临的不同挑战,并在当前研究的基础上对光刻胶未来的发展趋势进行了展望。

关键词：增材制造飞秒激光光刻胶

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锌同位素环境地球化学研究进展

高校地质学报 2024年第3期30卷 312-321页

作者：程文瀚吴萌赵艳丽赵俊哲安徽农业大学资源与环境学院合肥230036

锌是生命活动必需的微量元素之一,但在过量的情况下,会造成环境污染、生态毒害和人体健康危害,因此锌的环境地球化学行为研究是科学合理利用锌的基础,也是相关领域的研究热点。锌有五个稳定同位素,不同来源的锌同位素组成不同。通过测... 详细信息

锌是生命活动必需的微量元素之一,但在过量的情况下,会造成环境污染、生态毒害和人体健康危害,因此锌的环境地球化学行为研究是科学合理利用锌的基础,也是相关领域的研究热点。锌有五个稳定同位素,不同来源的锌同位素组成不同。通过测定不同环境样品中的锌同位素组成,为研究锌的环境地球化学提供了新的手段。近年来随着多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)测试技术的发展,锌同位素环境地球化学研究已经覆盖了化学风化、污染溯源、古气候重建和生物过程等,并且新的研究领域不断拓展。文章对锌同位素分析方法及其在环境地球化学方面的研究现状进行详细综述,并对锌同位素环境地球化学的未来发展进行展望,以期推动该领域的进一步发展。

关键词：锌同位素分析方法分馏机制环境地球化学

基于多源数据的北京生态涵养区生态产品供给与经济发展耦合协调度研究

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北京大学学报（自然科学版） 2024年第4期60卷 713-722页

作者：梁丽娜王洪佳冯慧懿唐秀美北京市农林科学院植物营养与资源环境研究所北京100097 北京市农林科学院信息技术研究中心北京100097 国家农业信息化工程技术研究中心北京100097

结合生态涵养区的特点,构建生态产品供给与经济发展两个系统评价指标体系,采用综合评价法评估生态产品供给和经济发展状况,采用耦合协调度模型分析北京市生态涵养区2019年生态产品供给与经济发展的耦合协调度及其耦合协调类型。结果表明... 详细信息

结合生态涵养区的特点,构建生态产品供给与经济发展两个系统评价指标体系,采用综合评价法评估生态产品供给和经济发展状况,采用耦合协调度模型分析北京市生态涵养区2019年生态产品供给与经济发展的耦合协调度及其耦合协调类型。结果表明,2019年北京市生态涵养区各乡镇生态产品供给和经济发展差距较大,生态产品供给能力的高值和较高值区域主要分布在怀柔区、密云区和延庆区,经济发展水平较高的区域主要分布在各区的城镇以及靠近北京市近郊的乡镇。北京市生态涵养区各乡镇生态产品供给与经济发展的耦合度介于0.648~0.999之间,处于高水平耦合阶段。耦合协调度值介于0.312~0.600之间,耦合协调度内部差异较大,整体耦合协调水平不高,呈现较弱的耦合协调关系。北京市生态涵养区各乡镇生态产品供给与经济没有实现同步发展,生态产品供给滞后型和经济发展滞后型的乡镇大约各占一半。建议北京生态涵养区应立足于不同的资源优势,根据生态产品供给和经济发展状况采取不同的策略,实现两者的互补和相互促进。

关键词：生态涵养区生态产品供给经济发展耦合协调

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有机酸强化饲用玉米修复镉铅污染农田效果

农业环境科学学报 2024年第4期43卷 823-834页

作者：陶荣浩高羽欣谢君豪胡婧怡曹迟胡兆云鲁洪娟叶文玲马友华农田生态保育与污染防控安徽省重点实验室安徽农业大学资源与环境学院合肥230036 华中农业大学资源与环境学院武汉430070 西南大学资源环境学院重庆400715 铜陵市义安区农业技术推广中心安徽铜陵244000

为探究饲用玉米在有机酸强化下对镉铅污染农田的修复和改良效果,本研究采用田间试验比较了柠檬酸(CA)、酒石酸(TA)和聚天冬氨酸(PASP)强化饲用玉米的修复效果和经济效益。结果表明:3种有机酸均能够提高玉米的生物量和产量,与对照相比,... 详细信息

为探究饲用玉米在有机酸强化下对镉铅污染农田的修复和改良效果,本研究采用田间试验比较了柠檬酸(CA)、酒石酸(TA)和聚天冬氨酸(PASP)强化饲用玉米的修复效果和经济效益。结果表明:3种有机酸均能够提高玉米的生物量和产量,与对照相比,产量增幅在2.92%~8.37%。施用有机酸后,玉米籽粒镉、铅含量分别在0.13~0.90 mg·kg^(-1)和0.06~0.25 mg·kg^(-1)之间,均符合国家饲料卫生标准(GB 13078—2017),可作为植物性饲料原料;同时,玉米穗轴、秸秆和根中镉、铅含量较对照提升显著,秸秆和根对镉、铅的富集转运能力得到提高。按照修复0~20 cm耕层土壤计算,在酒石酸处理下,高玉2068和京科968分别对镉和铅提取量最高,达到了3.78 mg·m^(-2)和48.97 mg·m^(-2),理论上最短13 a可使该农田达到安全利用类耕地标准。施用有机酸后,玉米成熟期土壤pH值下降了0.09~0.19个单位,有效态镉和铅含量最高增幅达到了52.37%和63.22%,提高了玉米植株的提取能力,进而降低了土壤中全量镉和铅的含量。从经济效益看,在有机酸处理下,种植裕丰303的投入产出比相对较高,在1.18~1.78之间。本研究证明高玉2068在酒石酸和聚天冬氨酸强化下修复效果最显著,而裕丰303在柠檬酸强化下虽修复年限较长,但具有较高经济效益,二者均可推广应用于重金属污染耕地的边生产边修复。

关键词：有机酸饲用玉米镉铅污染强化修复农田

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7株香榧优株坚果表型性状与品质特性的研究

南京林业大学学报（自然科学版） 2024年第2期48卷 37-44页

作者：陶涛刘耀辉薛中俊高越袁璐鸿郑芬吴炜黄界颍安徽林业职业技术学院安徽合肥230031 安徽农业大学资源与环境学院安徽数合肥230036 安徽省农业科学院农业工程研究所安徽合肥230031 南京农业大学资源与环境科学学院江苏东南京210095 安徽黟县宏盛香榧种植园安徽黄山245000

【目的】对黟县7株香榧(Torreya grandis‘Merrillii’)优株坚果的主要物理性质和主要成分含量进行比较,分析黟县香榧品质情况,为香榧良种选育与开发利用提供理论依据。【方法】选取安徽黟县7个香榧种质,测定其表型特征、矿物元素、营... 详细信息

【目的】对黟县7株香榧(Torreya grandis‘Merrillii’)优株坚果的主要物理性质和主要成分含量进行比较,分析黟县香榧品质情况,为香榧良种选育与开发利用提供理论依据。【方法】选取安徽黟县7个香榧种质,测定其表型特征、矿物元素、营养成分及脂肪酸组成等29个物理、化学性质指标,对所测数据进行关联、聚类分析。【结果】香榧的表型性状及内在品质各指标差异显著(P<0.05)。粗蛋白质质量分数变化范围为6.67%~14.69%;粗脂肪质量分数为36.20%~55.51%,其中多不饱和脂肪酸平均质量分数最高的是亚油酸47.81%,其次是金松酸12.20%;全钾(TK)质量分数为0.77%~1.39%,不同优株间主要矿物元素差异极显著(P<0.05)。【结论】黟县7株香榧优株中,外观偏长圆形的诸暨一号和浙江细榧粗蛋白质含量相比偏圆形的高产木榧、和尚榧、叶里笑、米榧和大圆榧高,而偏圆形的香榧种仁油脂酸价更低,油脂的品质更好;可将酸价、核形指数、油酸含量作为筛选香榧优株的优选指标。

关键词：香榧优株表型性状品质优选指标

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基于机器学习的数字土壤制图研究进展

农业资源与环境学报 2024年第4期41卷 744-756页

作者：梅帅童童应纯洋汪甜甜章梅汤萌萌蔡天培马友华王强安徽农业大学资源与环境学院合肥230036 安徽大学商学院合肥230039

通过数字土壤制图可以高效、精准地获取土壤信息。近年来,随着计算机学科的快速发展和土壤-景观模型被广泛认同,采用机器学习方法进行数字土壤建模已成为数字土壤制图的主流思路,这为土壤空间分布的定量解释提供了一种不同于地统计学、... 详细信息

通过数字土壤制图可以高效、精准地获取土壤信息。近年来,随着计算机学科的快速发展和土壤-景观模型被广泛认同,采用机器学习方法进行数字土壤建模已成为数字土壤制图的主流思路,这为土壤空间分布的定量解释提供了一种不同于地统计学、专家知识和个体代表性等传统制图技术的新模式。本文综述了国内外数字土壤制图领域的研究成果,从利用机器学习技术进行土壤制图的基本理论、制图方法、展望三个方面完整系统地阐述了数字土壤制图领域的主要进展,其中数字土壤制图方法包括特征信息的选择、制图模型的选择和土壤图的精度验证。研究结果为全面、实时和精确获取土壤信息空间分布提供参考。

关键词：数字土壤制图机器学习环境协同变量预测模型精度验证

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绿肥内源驱动土壤健康的作用与机制

植物营养与肥料学报 2024年第7期30卷 1274-1283页

作者：曹卫东周国朋高嵩涓中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室北京100081 安徽农业大学资源与环境学院安徽合肥230036 南京农业大学资源与环境科学学院江苏南京210095

我国高度重视农田土壤退化等问题,但管控技术与路径的成效有限。综合农耕历史实践和当代大量研究成果,我们认为发展绿肥制度是破解我国农田土壤退化等问题的关键技术,并由此提出“绿肥内源驱动土壤健康”的观点。其主要内涵为:绿肥是植... 详细信息

我国高度重视农田土壤退化等问题,但管控技术与路径的成效有限。综合农耕历史实践和当代大量研究成果,我们认为发展绿肥制度是破解我国农田土壤退化等问题的关键技术,并由此提出“绿肥内源驱动土壤健康”的观点。其主要内涵为:绿肥是植入生产制度,通过其自身的生命活动,活化、固定环境养分并予以归还,为农田输入有机物,全方位深层次调节土壤性状。可见绿肥与其他外源有机(类)肥料具有本质区别,即,绿肥具有内源驱动土壤健康的机制。绿肥制度有明显的“有机、生命”特征,能够内源驱动土壤-环境养分循环,土壤结构改善,生物性状优化。这些作用主要体现在:1)高有机转化驱动农田土壤有机碳更新与碳固存;2)共生固氮作用和激活土壤自身固氮补充农田氮素;3)对土壤氮素的吸收、截留、转化驱动土壤氮素循环;4)活化、利用与转化土壤磷钾及中微量元素;5)生物耕作效应驱动土壤结构改善;6)强化有机物质及养分循环改善土壤生物结构和功能。因此,有必要构建基于绿肥的“养地制度+无机+有机”三结合的农田投入新路径。新路径将为破解当前我国农田土壤退化、农田面源污染等重大难题提供可行方案,并蕴含着一系列重大科学和技术问题。我国农区发展绿肥的潜力面积每年约为3340万hm2,完全有条件构建这个具有中国特色的三结合路径。

关键词：绿肥土壤健康内源驱动

MXene/MnO_(2)对有机微污染物的类芬顿氧化降解效能与机理

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第6期61卷 215-225页

作者：文涛郭思胜赵恒新郑宇琦张馨月顾鹏程张塞艾玥洁王祥科华北电力大学环境科学与工程学院资源与环境系统优化教育部重点实验室北京102206 安徽农业大学资源与环境学院安徽合肥230036 北京工业大学环境与生命学院北京100124

芬顿高级氧化技术是降解有机微污染物的有效手段.过一硫酸盐(PMS)类芬顿技术因具有高效的氧化剂利用率和较宽的pH操作范围,已成为目前工业中过氧化氢芬顿技术的一种有前途的替代品.非均相催化剂能够有效活化PMS,产生多种活性自由基,从... 详细信息

芬顿高级氧化技术是降解有机微污染物的有效手段.过一硫酸盐(PMS)类芬顿技术因具有高效的氧化剂利用率和较宽的pH操作范围,已成为目前工业中过氧化氢芬顿技术的一种有前途的替代品.非均相催化剂能够有效活化PMS,产生多种活性自由基,从而氧化降解有机微污染物.二维过渡金属碳化物/氮化物(MXene)具有较好的电子传输效率和可调的表面官能团,是一种良好的非均相催化材料.然而,MXene的不稳定性、反应体系的自聚集作用和不明确的活性氧(ROS)生成机制极大地限制了它们在实际环境中的广泛应用.鉴于剥离的MXene中钛的高反应活性缺陷可以原位锚定过渡金属材料,本文通过氧化还原策略,将MnO_(2)纳米颗粒原位沉积在MXene纳米片上制备了MXene/MnO_(2)复合材料.X射线衍射图中(002)峰的偏移、透射电镜和电子衍射环图中交错的晶格条纹等表征结果表明,MnO_(2)纳米颗粒均匀地负载在剥离的MXene纳米片上.X射线光电子能谱证实了MXene表面钛缺陷与MnO_(2)纳米颗粒通过氧化还原作用相连接.同时,通过调整反应时间确定了18 h原位沉积制备的MXene/MnO_(2)具有最佳的产率和双酚A降解速率.此时的复合材料能够在4 min内活化PMS去除95.9%的BPA(50 mg/L),矿化效率达到了51.2%,表现出较好的催化性能.电子顺磁共振和淬灭实验结果表明,MXene/MnO_(2)活化PMS降解BPA为非自由基途径.实验观察结合密度泛函理论计算表明,大量暴露的锰位点有效吸附并活化PMS,从而促进了单线态氧的产生.通过高价Mn-oxo相直接生成1O_(2)的普遍途径具有较高的能垒(3.34 eV).相比之下,•OOH作为中间体产生1O_(2)的途径(1.84 eV)在能量上更可行.得益于MXene的快速电荷转移能力和MnO_(2)强PMS活化能力的双重优势,工程化的MXene/MnO_(2)/PVDF催化膜对京密引水渠河水中的有机微污染物表现出高效的活性和出色的长期稳定性.综上,本文通过氧化还原原位生长策略制得了MXene/MnO_(2)催化剂,并深入研究了其在类芬顿反应中催化降解有机微污染物的性能.通过实验表征和理论计算相结合的方法,揭示了该催化剂对有机微污染物的降解机理.本研究不仅为MXene基催化剂的设计和合成提供了新的思路,也为开发可广泛应用于实际水体中处理有机微污染物的催化剂提供了参考.

关键词： MXene 二氧化锰过一硫酸盐单线态氧类芬顿反应

中国建设用地扩张未来情景模拟及其对景观格局演化的影响

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地理研究 2024年第4期43卷 843-860页

作者：支俊俊韩陈勖王雪婷张立康褚超群安徽师范大学地理与旅游学院芜湖241002 资源环境与地理信息工程安徽省工程技术研究中心芜湖241002

对中国建设用地的未来扩张趋势及时空格局进行模拟预测,可为科学编制国土空间规划和合理调控城乡发展提供科学依据。本研究对未来30年中国建设用地扩张进行多情景模拟预测,并分析不同区域建设用地扩张的时空演化特征及其对景观格局演化... 详细信息

对中国建设用地的未来扩张趋势及时空格局进行模拟预测,可为科学编制国土空间规划和合理调控城乡发展提供科学依据。本研究对未来30年中国建设用地扩张进行多情景模拟预测,并分析不同区域建设用地扩张的时空演化特征及其对景观格局演化的影响。研究结果表明:(1)基于斑块生成土地利用模拟模型(Patch-generating Land Use Simulation,PLUS)可以获得较高的模拟精度,各分区Kappa系数均高于0.92,总体精度均高于95%,FoM值均高于0.40,表明PLUS模型适用于全国尺度和大区域尺度的土地利用模拟。(2)影响中国建设用地扩张最主要的因素为人口、坡度和年均降水量,存在区域性差异。(3)自然发展、耕地保护、生态保护和可持续发展四种情景下模拟预测的未来土地利用的结构和特征具有明显差异,在可持续发展情景下建设用地扩张主要占用非重点保护的耕地和生态用地以及未利用地,可满足经济发展对于建设用地指标的刚性需求,有助于实现可持续高质量发展。(4)建设用地扩张对景观格局产生显著影响,在可持续发展情景下,与2020年相比,2030年、2040年和2050年建设用地预计增长分别为-0.72%、-0.51%和1.19%,中部和东部地区的优势景观面积占比持续下降,景观多样性不断上升;西部地区的景观聚集度显著下降,破碎度持续上升。本研究通过建设用地扩张的情景模拟及其对景观格局的影响分析,尝试为制定区域差别化政策提供参考,对实现经济发展、耕地保护和生态保护三者之间的均衡协调可持续发展具有重要意义。

关键词：建设用地扩张土地利用变化情景模拟影响因素景观格局中国