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三维荧光光谱结合IGOA-SVM分类鉴别油类污染物

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光谱学与光谱分析 2024年第4期44卷 1031-1038页

作者：程朋飞朱燕萍潘金燕崔传金张怡徐州工程学院电气与控制工程学院江苏徐州221018 华北理工大学电气工程学院河北唐山063210

溢油污染是一种典型的环境污染形式,通过多重渠道危害着生物多样性和人类自身安全。因此,针对油类污染物自身组成成分及其特性,采用多种方法相结合的方式,对其进行实时、精确、高效的检测对生态环境监测具有重要意义。三维荧光光谱分析... 详细信息

溢油污染是一种典型的环境污染形式,通过多重渠道危害着生物多样性和人类自身安全。因此,针对油类污染物自身组成成分及其特性,采用多种方法相结合的方式,对其进行实时、精确、高效的检测对生态环境监测具有重要意义。三维荧光光谱分析法以其检测精度高、实时性好、操作简便、干扰性小等优势在荧光类物质检测领域应用十分广泛。三维荧光光谱结合支持向量机等算法在物质分类鉴别和浓度预测方面取得较好的成效,但仍存在收敛速度慢、易陷入局部最优等缺陷。将三维荧光光谱与改进蚱蜢优化支持向量机算法(IGOA-SVM)相结合,提出一种对油类污染物分类鉴别的新方法。首先,以0.1 mol·L-1十二烷基硫酸钠溶液作为溶剂,将0#柴油、95#汽油和煤油以不同浓度配比配制成0#柴油和95#汽油、0#柴油和煤油两组分混合样本20个和18个,三组分混合样本20个,各取一半为训练集和测试集。然后,采用F-7000荧光光谱仪采集混合溶液的荧光数据,分析三种油的标准溶液及配制的混合溶液,发现荧光光谱均在一定范围内存在不同程度的重叠现象,仅利用光谱检测无法准确鉴别。最后,结合混沌初始化、精英优化算法和差分进化算法对蚱蜢优化算法进行改进,提取激发波长270 nm,发射波长270~450 nm范围内的荧光峰数据作为训练的输入值,以三种分类标签作为输出,将数据分别输入到蚱蜢优化支持向量机算法(GOA-SVM)、粒子群优化支持向量机算法(PSO-SVM)和遗传优化支持向量机算法(GA-SVM)中进行训练,IGOA-SVM模型在收敛速度、稳定性和跳出局部最优能力上明显优于GOA-SVM、PSO-SVM和GA-SVM,为油类污染物的准确鉴别提供了一种新思路。

关键词：三维荧光光谱改进蚱蜢优化算法支持向量机石油类污染物

非线性多智能体系统事件触发预设性能编队控制

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计算机工程 2024年

作者：常茹刘宇杰孙浩杰董立伟山西大学自动化与软件学院沧州交通学院电子与电气工程学院

针对具有全状态约束的非仿射非线性多智能体系统，研究事件触发预设性能编队控制问题。通过构造一个基于障碍函数的非线性映射技术来解决全状态约束问题，避免控制器设计过程中的“可行性条件”。通过引入移位函数处理编队误差，从而突... 详细信息

针对具有全状态约束的非仿射非线性多智能体系统，研究事件触发预设性能编队控制问题。通过构造一个基于障碍函数的非线性映射技术来解决全状态约束问题，避免控制器设计过程中的“可行性条件”。通过引入移位函数处理编队误差，从而突破预设性能初始条件的限制。通过设计事件触发预设性能编队控制器，使智能体能够在预定的时间内形成给定的编队形状，并在之后始终保持队形，同时有效地减少控制器到执行器的信号传输次数。利用Lyapunov稳定性分析证明了系统所有信号都是半全局一致最终有界的，并通过理论分析排除了Zeno行为发生的可能性。最后，通过数值仿真验证了提出的控制方法的有效性。

关键词：多智能体系统事件触发预设性能状态约束自适应控制

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场地修复异位热脱附碳排放核算、优化与预测

环境工程学报 2024年第4期18卷 1073-1082页

作者：陈汐昂王文兵李瑞飞李春阳范淇峰张梦相明辉李辉上海大学环境与化学工程学院上海200444

场地修复碳排放随市场发展逐年增加,迫切需要采取碳减排措施,降低我国实现“双碳”目标的压力。本研究聚焦污染场地异位热脱附修复技术进行碳排放核算、减碳协同增效优化和潜力预测;以场地有机污染土壤修复活动为对象,对异位热脱附修复... 详细信息

场地修复碳排放随市场发展逐年增加,迫切需要采取碳减排措施,降低我国实现“双碳”目标的压力。本研究聚焦污染场地异位热脱附修复技术进行碳排放核算、减碳协同增效优化和潜力预测;以场地有机污染土壤修复活动为对象,对异位热脱附修复过程进行碳排放量化分析。本研究还基于生命周期评价理论探究国内外机构(IPCC、EPA、EEA、UK、CPC等)不同碳排放因子下的碳排放核算差异,探索技术优化、清洁电力能源优化(火电改风电、太阳能等)、能源类型调整(化石能源改为电力)策略下碳排放量核算差异及碳减排潜力,获取基于实际电网能源结构动态变化下碳排放量。此外,本研究利用我国2000—2022年电网能源结构数据,构建Prophet时间序列预测模型,对我国未来5年(2023—2028)有机污染场地异位热脱附技术碳排放量进行预测分析。因此,本研究有望提升场地修复热脱附碳排放核算精度,拓展和丰富减碳协同增效路径,获取动态变化下的碳排放预测和碳减排潜力预测方法提供理论基础。

关键词：异位热脱附碳排放核算技术优化碳减排潜力碳排放预测

Ni/SiO_(2)催化剂催化2-甲基呋喃加氢性能

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精细化工 2024年第5期41卷 1060-1066,1075页

作者：方姿予张炜王金鼎种思颖张雅静王康军沈阳化工大学化学工程学院辽宁沈阳110142

以硝酸镍为镍源、酸/碱性硅溶胶为硅源,采用共沉淀法制备了2种Ni/SiO_(2)催化剂。采用固定床反应器,评价Ni/SiO_(2)催化剂对于2-甲基呋喃(2-MF)气相加氢合成2-甲基四氢呋喃(2-MTHF)的反应性能。通过XRD、N_(2)等温吸附-脱附、H_(2)-TPR... 详细信息

以硝酸镍为镍源、酸/碱性硅溶胶为硅源,采用共沉淀法制备了2种Ni/SiO_(2)催化剂。采用固定床反应器,评价Ni/SiO_(2)催化剂对于2-甲基呋喃(2-MF)气相加氢合成2-甲基四氢呋喃(2-MTHF)的反应性能。通过XRD、N_(2)等温吸附-脱附、H_(2)-TPR、NH3-TPD、XPS、FTIR和TEM对催化剂进行了表征。考察了硅溶胶的酸碱性对Ni/SiO_(2)催化剂结构及性能的影响。结果表明,以酸性硅溶胶为硅源制备的Ni/SiO_(2)催化剂以弱酸中心酸量为主且存在中强酸中心,比表面积、平均孔径大,因而该催化剂加氢活性和2-MTHF的选择性较高。Ni/SiO_(2)催化剂稳定性良好,在最优反应条件〔温度90℃、H_(2)压力2 MPa、质量空速4.4 g 2-MF/(g催化剂·h)、H_(2)与2-MF物质的量之比为4∶1〕下进行催化剂稳定性测试(200 h),2-MF的转化率达到99.8%,2-MTHF的选择性均保持在97.5%左右。

关键词： 2-甲基四氢呋喃 2-甲基呋喃共沉淀法 Ni/SiO_(2) 酸碱性催化技术

侧深施肥直斜偏置式免耕播种开沟器设计与试验

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农业工程学报 2024年第11期40卷 26-37页

作者：赵淑红刘佳明赵国鹏田哲名杨悦乾东北农业大学工程学院哈尔滨150030

采用侧深施肥技术,施肥铲作业后播种带两侧土壤高度不一致,易加剧播种机横向偏摆,进而导致播种深度均匀性和播种横向一致性较差。为解决上述问题,该研究设计了一种直斜偏置式免耕播种开沟器。该开沟器主要由切土斜刃、挡土定位板、偏置... 详细信息

采用侧深施肥技术,施肥铲作业后播种带两侧土壤高度不一致,易加剧播种机横向偏摆,进而导致播种深度均匀性和播种横向一致性较差。为解决上述问题,该研究设计了一种直斜偏置式免耕播种开沟器。该开沟器主要由切土斜刃、挡土定位板、偏置推土板等组成,作业时滑切土壤并将其推移至肥沟一侧拓宽种沟,避免种子落至肥沟后位置过深,提高播种质量。通过离散元仿真试验,以前进阻力、肥沟回土深度、种沟回土深度为试验指标进行二因素五水平正交旋转组合试验,得到斜刃滑切角为37°、偏置角为15°时开沟器作业性能最好。在最优参数下与双圆盘式、尖角式开沟器进行田间作业性能对比试验,相对于双圆盘式和尖角式开沟器,直斜偏置式开沟器播种深度变异系数分别降低41.12%、19.41%;播种横向变异系数分别降低39.00%、28.41%;前进阻力分别降低7.26%、28.20%;作业后肥沟与种沟回土深度分别提高9.47%、13.68%和33.33%、7.14%。试验结果表明,该开沟器可以减小前进阻力,增加肥沟与种沟回土,提高播种深度均匀性和播种横向一致性,可为播种开沟器的设计提供参考。

关键词：农业机械优化离散元免耕播种开沟器直斜偏置

通过弛豫性调控BaTiO_(3)基陶瓷的储能性能

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硅酸盐学报 2024年第4期52卷 1384-1391页

作者：胡佳文汤罗蒙杨海辰吴鲁康刘进军潘仲彬宁波大学材料科学与化学工程学院浙江宁波315211

BaTiO_(3)(BT)作为一种典型的无铅铁电陶瓷被广泛的研究,然而大的剩余极化以及施加电场后的极化翻转损耗限制其进一步应用。通过在BT陶瓷中引入Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_(3)–Sr_(0.7)La_(0.2)TiO_(3)(BNT–SLT)组元调控弛豫性,从而实现高... 详细信息

BaTiO_(3)(BT)作为一种典型的无铅铁电陶瓷被广泛的研究,然而大的剩余极化以及施加电场后的极化翻转损耗限制其进一步应用。通过在BT陶瓷中引入Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_(3)–Sr_(0.7)La_(0.2)TiO_(3)(BNT–SLT)组元调控弛豫性,从而实现高的储能性能。研究结果表明,随着BNT–SLT含量的增加,BT陶瓷的弛豫性明显提高。因此,0.55BT–0.45(BNT–SLT)陶瓷在低电场280 kV/cm时实现了高的储能密度:Wrec约为3.12 J/cm^(3)和效率η约为93.3%。同时,该陶瓷具有优异的频率稳定性、温度稳定性及疲劳特性。以上结果表明,经过弛豫性调控的BT基铁电陶瓷在储能领域有着巨大的应用潜力。

关键词：钛酸钡陶瓷弛豫性储能密度效率

基于模糊模式识别和敏感场优化的ECT图像重建

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光学学报 2024年第9期44卷 62-74页

作者：黄国兴李超吴振华王静文袁韬雅卢为党浙江工业大学信息工程学院哈尔滨工业大学信息科学与工程学院

提出了一种基于模糊模式识别和敏感场优化的电容层析成像（ECT）图像重建方法，以提高重建的精度与质量。首先，提出了一种基于模糊模式的ECT流型识别方法，通过流型识别，选择与输入信号所属相对应的变化敏感场，完成敏感场的优化；然... 详细信息

提出了一种基于模糊模式识别和敏感场优化的电容层析成像（ECT）图像重建方法，以提高重建的精度与质量。首先，提出了一种基于模糊模式的ECT流型识别方法，通过流型识别，选择与输入信号所属相对应的变化敏感场，完成敏感场的优化；然后，提出了一种基于特征提取的敏感场扩充方法，从输入信号中提取特征信息进行数据融合，并通过零填充和随机重组将优化后的敏感场扩展为新的敏感场分布矩阵，进一步优化敏感场；最后，提出一种稀疏图像重建方法，通过构造综合观测方程，求解介电常数分布矢量，并进行图像重建。通过COMSOL软件对ECT系统进行三维仿真建模，仿真实验结果表明，本文方法在图像误差、相关系数等成像指标上优于现有方法，具有更好的成像效果。

关键词：成像系统电容层析成像模糊模式识别灵敏度场优化流型识别图像重建

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氨基酸金属有机框架的研究进展

精细化工 2024年第5期41卷 971-980,1000页

作者：谭沈鑫屈小虎罗姣姣樊惠玲林建英赵志换太原理工大学化学工程与技术学院山西太原030024 太原理工大学生物医学工程学院山西太原030024

氨基酸金属有机框架是指含有氨基酸单元的有机配体与金属离子共同参与合成的具有周期性结构的材料。氨基酸作为蛋白质的组成成分,具有绿色环保、生物相容性良好、种类多样、价格低廉等优点,将其引入金属有机框架(MOFs)可以赋予材料特殊... 详细信息

氨基酸金属有机框架是指含有氨基酸单元的有机配体与金属离子共同参与合成的具有周期性结构的材料。氨基酸作为蛋白质的组成成分,具有绿色环保、生物相容性良好、种类多样、价格低廉等优点,将其引入金属有机框架(MOFs)可以赋予材料特殊的柔性结构、丰富的活性位点、优良的应用性能等特征。该文综述了氨基酸MOFs的结构维度分类,介绍了氨基酸MOFs的主要合成方式,包括溶剂热法、机械化学合成法、微波加热辅助法,进一步阐述了材料的性能调控,重点介绍了这类材料在手性拆分、催化、吸附等领域的应用。最后,通过分析当前氨基酸金属有机框架材料存在的稳定性不好、结构难以预测等问题,对其未来在生物医药领域的研究重点进行了展望。

关键词：金属有机框架氨基酸合成方法应用性能

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标准化二氧化碳还原反应中的同位素溯源方法

Chinese Journal of Catalysis 2024年第4期59卷 1-3页

作者：李晶晶姜淑娟宋少青宁波工程学院新能源学院浙江宁波330013 宁波大学材料科学与化学工程学院浙江宁波315211

自工业革命以来,二氧化碳(CO_(2))排放量迅速增加.将二氧化碳通过催化反应转化为高附加值产物,被认为是重要的减污降碳策略.然而,由于CO_(2)还原反应产物的多样性以及催化剂制备过程中可能残留的有机物质,导致难以准确评估催化剂的真实... 详细信息

自工业革命以来,二氧化碳(CO_(2))排放量迅速增加.将二氧化碳通过催化反应转化为高附加值产物,被认为是重要的减污降碳策略.然而,由于CO_(2)还原反应产物的多样性以及催化剂制备过程中可能残留的有机物质,导致难以准确评估催化剂的真实活性.尽管13CO_(2)同位素溯源技术已被广泛用于确定还原产物的碳源,但其严谨性不足可能导致溯源结果失真,影响了CO_(2)还原领域的发展.为了解决CO_(2)还原反应中催化剂活性评估的难题,汪圣尧等深入研究了同位素示踪原理,提出标准化同位素追溯新方法(Nat.Commun.,2023,14,2534).尽管气-质谱联用技术被视为普适方法,但现有方法难以充分分离复杂混合气体样品,因此需要谨慎对待溯源结果.13C-NMR光谱法常用于液体产物示踪,但由于自然界中存在13C同位素,这在一定程度上影响了同位素示踪技术的精确性.而1H-NMR因能识别与13C同位素相关的氢原子的特征分裂模式,而成为一种可行的替代方案.研究指出,同位素追踪在CO_(2)减排中的应用复杂,需要选择合适的气相色谱条件实现产物的有效分离,以确保溯源结果的可靠性.该研究还建立了同位素溯源检测的标准方法,并提供了同位素标记物的质谱指纹图谱.对于理解同位素溯源过程和推动CO_(2)还原研究具有重要意义.综上,对于CO_(2)还原反应潜在产物的溯源研究已成为衡量催化剂真实性能的关键指标之一.文章提出的标准化同位素溯源方法可作为该领域研究的可靠标准,并为实现真实可靠的CO_(2)还原反应提供有力保障.

关键词： CO_(2)还原同位素溯源标准化气-质联用技术方法