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纳米片形MFI-Fe分子筛活化H2O2降解酸性红G

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硅酸盐学报 2024年第11期 3492-3501页

传统类芬顿催化剂在酸性条件下易溶出Fe导致活性下降。通过合成纳米片形MFI-Fe分子筛，将Fe镶嵌在分子筛骨架中，抑制Fe溶出，使其保持稳定的催化活性。结果表明：MFI-Fe通过活化H2O2产生HO·使酸性红G（ARG）降解。在pH=3、25℃、0.40 ... 详细信息

传统类芬顿催化剂在酸性条件下易溶出Fe导致活性下降。通过合成纳米片形MFI-Fe分子筛，将Fe镶嵌在分子筛骨架中，抑制Fe溶出，使其保持稳定的催化活性。结果表明：MFI-Fe通过活化H2O2产生HO·使酸性红G（ARG）降解。在pH=3、25℃、0.40 g/L MFI-Fe、20 mmol/L H2O2、180 min条件下，ARG（20 mg/L）的去除率达到约98.40%。溶液中NO3–、Cl–、SO42–共存离子对ARG的去除无影响，腐殖酸（HA）会轻微抑制ARG的降解。HCO3–会使溶液pH值升高，并消耗HO·导致ARG的去除率显著下降。反复使用5次MFI-Fe,Fe浸出量均小于0.42 mg/L,ARG的去除率保持在87.64%以上。

关键词： MFI分子筛类芬顿反应酸性红G 降解

对抗性增强的图像块位平面拆分缩略图保留加密

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河南师范大学学报(自然科学版) 2024年 92-99页

作者：李名崔清晨王曦张静李文泽河南师范大学计算机与信息工程学院河南师范大学河南省教育人工智能与个性化学习重点实验室

随着个人图像数量日益增加,云服务开始在图像存储方面发挥重要作用.然而,将图像上传到云端将会面临隐私威胁.传统的加密方案对图像进行简单加密就可以保护图像隐私,但它牺牲了图像内容的可用性.近年来,缩略图保留加密(thumbnail preserv... 详细信息

随着个人图像数量日益增加,云服务开始在图像存储方面发挥重要作用.然而,将图像上传到云端将会面临隐私威胁.传统的加密方案对图像进行简单加密就可以保护图像隐私,但它牺牲了图像内容的可用性.近年来,缩略图保留加密(thumbnail preserving encryption,TPE)被提出,通过加密后保持缩略图不变使云中图像在不被非法第三方肉眼识别的同时能对用户具有可用性.但是现有的TPE方案没有考虑到机器学习对图像的隐私威胁.基于此,提出了一种新的TPE方案,该方案在加密过程中从对抗深度学习模型识别图像这一全新的角度出发,提高了保护图像隐私信息的能力.实验表明,所提出的方案能够在图像对用户具有可用性的同时抵抗人类肉眼和深度神经网络识别图像.

关键词：图像加密对抗性可用性隐私性

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废弃香蕉皮粉末对六价铬的吸附特性与机理研究

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生态与农村环境学报 2024年第7期40卷 954-963页

作者：马路路许利滢张泽新袁莹莹陈锋河南工程学院环境与生物工程学院河南郑州451191 东华大学环境科学与工程学院上海201620

研究了废弃香蕉皮粉末对六价铬〔Cr(Ⅵ)〕的吸附特性与机理。重点考察各种影响因素,利用等温线、动力学和热力学方程定量分析了吸附过程,并采用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)等手段探讨了吸附机理。结果表明:香... 详细信息

研究了废弃香蕉皮粉末对六价铬〔Cr(Ⅵ)〕的吸附特性与机理。重点考察各种影响因素,利用等温线、动力学和热力学方程定量分析了吸附过程,并采用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)等手段探讨了吸附机理。结果表明:香蕉皮粉末是一种优良的吸附剂,对Cr(Ⅵ)的吸附性能远高于其他生物质。香蕉皮粉末对Cr(Ⅵ)吸附的最佳pH值为2,吸附24 h时达到平衡,Cr(Ⅵ)初始浓度和温度越高,吸附效果就越好。3次吸附-解吸循环后,香蕉皮粉末对Cr(Ⅵ)的吸附容量仍达到初始吸附容量的93.7%。Langmuir和Freundlich方程均能用于描述香蕉皮粉末对Cr(Ⅵ)的吸附过程,表明存在单分子层和多分子层吸附,且为有利吸附。在298、308和318 K条件下,香蕉皮粉末对Cr(Ⅵ)的最大吸附量分别为149.25、161.29和169.49 mg·g^(-1)。准二级动力学模型更适用于拟合香蕉皮粉末对Cr(Ⅵ)的吸附过程,表明化学吸附占主导,发生电子转移。热力学参数表明,香蕉皮粉末对Cr(Ⅵ)的吸附是自发吸热熵增的反应。SEM结果显示,香蕉皮粉末呈片状结构,直径几十到数百微米,表面有褶皱和孔隙,提供了多个活性位点。SEM、FTIR和XPS分析结果表明,香蕉皮粉末对Cr(Ⅵ)的吸附机理包括静电吸引、氧化还原、表面螯合和离子交换。

关键词：废弃香蕉皮六价铬吸附特性机理

基于特征对比的循环生成对抗网络图像风格转换研究

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河南师范大学学报（自然科学版） 2024年第6期52卷 73-79页

作者：闫娟康鹏帅王士斌梅学术李燕刘栋河南师范大学信息化建设与管理办公室河南新乡453007 河南师范大学计算机与信息工程学院河南新乡453007 河南师范大学“教育人工智能与个性化学习”河南省重点实验室河南新乡453007

无监督图像到图像转换任务是在非配对训练数据的情况下学习源域图像到目标域图像的转换.但是,图像风格转换任务依然面临着图像内容丢失、模型坍塌等现象.为了解决上述问题,提出了一种局部特征对比来保持图像内容,通过特征提取器获得多... 详细信息

无监督图像到图像转换任务是在非配对训练数据的情况下学习源域图像到目标域图像的转换.但是,图像风格转换任务依然面临着图像内容丢失、模型坍塌等现象.为了解决上述问题,提出了一种局部特征对比来保持图像内容,通过特征提取器获得多层图像深层特征,使得图像编码器学习到高级语义信息,获得信息更加丰富的图像特征.同时,增加局部特征对比损失来引导特征提取器学习到有利于图像内容生成的特征.实验结果表明,在大多数情况下,所提方法在FID和KID分数方面优于之前的方法,图像生成质量有一定的提升.

关键词：特征对比图像风格转换对比损失

ZIF-8修饰同质异相结TiO_(2)的光催化固氮性能研究

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河南师范大学学报（自然科学版） 2024年第1期52卷 116-123,I0011页

作者：梁慧君李德生张燚豪赵晓华韦小龙周慧然王晓兵新乡学院化学与材料工程学院河南新乡453003 河南师范大学化学化工学院河南新乡453007

光照条件下合成了微量ZIF-8定向修饰同质异相结TiO_(2)的ZIF-8/TiO_(2)复合材料以提高TiO_(2)的光催化固氮能力.利用X射线衍射(XRD)、场发射电子扫描显微镜(FESEM)、X射线光电子能谱(XPS)、UV-Vis漫反射谱、电化学阻抗谱等对合成材料的... 详细信息

光照条件下合成了微量ZIF-8定向修饰同质异相结TiO_(2)的ZIF-8/TiO_(2)复合材料以提高TiO_(2)的光催化固氮能力.利用X射线衍射(XRD)、场发射电子扫描显微镜(FESEM)、X射线光电子能谱(XPS)、UV-Vis漫反射谱、电化学阻抗谱等对合成材料的结构组成、形貌及光电性能等进行表征.结果表明,适量的ZIF-8修饰除了能显著增加TiO_(2)复合材料的比表面积和改善孔径分布范围之外,还能增强对可见光的吸收能力以及光生电荷的分离能力.光催化测试结果表明,ZIF-8/TiO_(2)-3复合材料的平均固氮速率达到了742μmol·L^(-1)·g^(-1)·h^(-1),约为同质异相结TiO_(2)的3.78倍,ZIF-8的3.71倍.经5次光催化循环后其光催化性能几乎没有衰减,表现出较好的光催化固氮活性和高的稳定性.为光催化固氮材料的设计提供了参考.

关键词：同质异相结TiO_(2) ZIF-8/TiO_(2)复合材料光催化固氮

氮添加对茶树与入侵杂草空心莲子草种间竞争的影响

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南方农业学报 2024年第5期55卷 1335-1346页

作者：吴昊谢闪闪苏仪函信阳师范大学生命科学学院河南信阳464000

【目的】探讨氮添加对茶树和茶园入侵杂草空心莲子草种间竞争的影响,以期为全球环境变化下的茶园杂草防控提质增效及茶叶绿色生产提供理论依据。【方法】通过设置氮素处理(对照、施氮)、播种方式(单种、混种)和物种属性(茶树、空心莲子... 详细信息

【目的】探讨氮添加对茶树和茶园入侵杂草空心莲子草种间竞争的影响,以期为全球环境变化下的茶园杂草防控提质增效及茶叶绿色生产提供理论依据。【方法】通过设置氮素处理(对照、施氮)、播种方式(单种、混种)和物种属性(茶树、空心莲子草)3因子盆栽试验,分析信阳10号茶树品种与其伴生杂草空心莲子草在生物量、形态、营养、色素及光合荧光等方面的异质性响应。【结果】茶树的根长、根面积、叶面积、生物量、总碳含量、碳氮比(C∶N)、叶绿素指数和类黄酮指数均极显著高于空心莲子草(P化学猝灭系数(qP-Lss)均显著(P<0.05,下同)或极显著高于茶树。施氮导致空心莲子草的最大茎长显著增加1.14倍,根冠比极显著下降67.28%;施氮导致茶树和空心莲子草的总氮含量分别显著下降29.79%和6.03%,茶树C∶N显著提高39.47%。施氮导致空心莲子草的最大光量子效率(F_(v)/F_(m))显著下降19.62%,单种中空心莲子草的最大荧光(Fm)和光稳态实际光量子效率(QY-Lss)分别显著下降22.56%和48.36%,混种中茶树和空心莲子草的QY-Lss分别显著下降68.99%和56.19%。【结论】信阳10号茶树品种在应对杂草竞争时具有较高的单株竞争优势、光合效率及次生防御能力,而空心莲子草具有较高的氮吸收能力、抗逆性及光合活性;施氮相对提升了茶树在光合生理方面的竞争优势,但加剧空心莲子草对地上资源的抢占。

关键词：植物入侵茶园生态系统施氮空心莲子草种间竞争

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基于异步深度强化学习的车联网协作卸载策略

计算机应用 2024年第5期44卷 1501-1510页

作者：赵晓焱韩威张俊娜袁培燕河南师范大学计算机与信息工程学院河南新乡453007 智慧商务与物联网技术河南省工程实验室(河南师范大学) 河南新乡453007

随着车联网(IoV)的快速发展,智能网联汽车产生了大量延迟敏感型和计算密集型任务,有限的车辆计算资源以及传统的云服务模式无法满足车载用户的需求,移动边缘计算(MEC)为解决海量数据的任务卸载提供了一种有效范式。但在考虑多任务、多... 详细信息

随着车联网(IoV)的快速发展,智能网联汽车产生了大量延迟敏感型和计算密集型任务,有限的车辆计算资源以及传统的云服务模式无法满足车载用户的需求,移动边缘计算(MEC)为解决海量数据的任务卸载提供了一种有效范式。但在考虑多任务、多用户场景时,由于车辆位置、任务种类以及车辆密度的实时性和动态变化,IoV中任务卸载场景复杂度较高,卸载过程中容易出现边缘资源分配不均衡、通信成本开销过大、算法收敛慢等问题。为解决以上问题,重点研究了IoV中多任务、多用户移动场景中的多边缘服务器协同任务卸载策略。首先,提出一种多边缘协同处理的三层异构网络模型,针对IoV中不断变化的环境,引入动态协作簇,将卸载问题转化为时延和能耗的联合优化问题;其次,将问题分为卸载决策和资源分配两个子问题,其中资源分配问题又拆分为面向边缘服务器和传输带宽的资源分配,并基于凸优化理论求解。为了寻求最优卸载决策集,提出一种能在协作簇中处理连续问题的多边缘协作深度确定性策略梯度(MC-DDPG)算法,并在此基础上设计了一种异步多边缘协作深度确定性策略梯度(AMCDDPG)算法,通过将协作簇中的训练参数异步上传至云端进行全局更新,再将更新结果返回每个协作簇中提高收敛速度。仿真结果显示,AMC-DDPG算法较DDPG算法至少提高了30%的收敛速度,且在奖励和总成本等方面也取得了较好的效果。

关键词：车联网移动边缘计算任务卸载协作深度强化学习

基于联苯碳烯纳米管的质子交换膜燃料电池阴极电极材料的设计与优化

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炭素技术 2024年第2期43卷 19-22页

作者：朱性林冯振苏光吴梦洁冀盛亚河南工学院材料科学与工程学院河南新乡453003 河南师范大学化学化工学院河南新乡453007

围绕质子交换膜燃料电池阴极催化剂的模型构建、联苯碳烯纳米管的直径选择及数据计算分析,寻找综合催化活性优异的联苯碳烯纳米管,从不同直径的联苯碳烯纳米管的选择到能量的计算和分析,以及各种模型对含氧物种的吸附性能等方面进行了... 详细信息

围绕质子交换膜燃料电池阴极催化剂的模型构建、联苯碳烯纳米管的直径选择及数据计算分析,寻找综合催化活性优异的联苯碳烯纳米管,从不同直径的联苯碳烯纳米管的选择到能量的计算和分析,以及各种模型对含氧物种的吸附性能等方面进行了研究。结果表明,纳米管直径是影响联苯碳烯纳米管质子交换膜阴极电极材料催化性能的一个非常重要因素;随着联苯碳烯纳米管直径的增加,联苯碳烯纳米管的过电位先降低后升高,而工作电位则相应地先升高再降低,其中BPNT(4,0)为变化拐点;BPNT(4,0)的过电位最小为0.51 V,工作电位最高为0.72 V,其催化活性较好。研究结果为非金属碳基氧还原催化材料的设计提供重要参考。

关键词：质子交换膜燃料电池联苯碳烯纳米管氧还原特性

噻吩基二维共价有机框架中的拓扑结构诱导局部电荷极化促进光催化制氢

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第4期59卷 225-236页

作者：白浚贤沈荣晨梁桂杰秦朝朝许第发胡浩斌李鑫华南农业大学生物质工程研究院农业部能源植物资源与利用重点实验室广东广州510642 湖北文理学院低维光电材料与器件重点实验室湖北襄阳441053 河南师范大学物理学院红外材料与光谱测量及应用重点实验室河南新乡453007 长沙大学应用环境光催化重点实验室湖南长沙410022 陇东学院石油化工学院陇东油气资源高效利用重点实验室甘肃庆阳745000

共价有机框架(COFs)是近年来新兴的一类多孔聚合物,在气体吸附、传感器、能源转换和光/电催化等领域表现出较大的应用潜力.然而,欲实现多样化的应用需求常需要对其结构进行合成后改性,这在单一步骤中难以实现.二维亚化学计量共价有机框... 详细信息

共价有机框架(COFs)是近年来新兴的一类多孔聚合物,在气体吸附、传感器、能源转换和光/电催化等领域表现出较大的应用潜力.然而,欲实现多样化的应用需求常需要对其结构进行合成后改性,这在单一步骤中难以实现.二维亚化学计量共价有机框架(2D-SSCOFs)因其独特的周期性官能团和保持结晶性及孔隙率的能力,成为COFs功能化的新途径.然而,已报道的2D-SSCOFs多具有相同的拓扑结构以及弱电荷极化等问题,限制了其应用潜力.因此,开发具有新颖拓扑结构的2D-SSCOFs对于实现更前沿的功能至关重要.窄带隙噻吩是有机半导体材料的常见单元,它们可以显著地调控共价聚合物骨架的电子和化学环境.本文通过5,5',5''-(苯-1,3,5-三基)三(噻吩-2-甲醛)(TT-3CHO)与4,4',4'',4''-(芘-1,3,6,8-四基)四苯胺(PY-4HN2)的席夫碱缩合反应合成具有大表面积和高结晶度的亚胺连接的新型2D-SSCOF(PTT-COF).噻吩环中2,5位之间的键的弯曲角度使得PTT-COF具有新型的2D亚化学计量拓扑结构,并呈现出非中心对称的优势极化结构.在使用有机空穴传输配体(二茂铁甲醛,FC)精确修饰和Pt作为助催化剂时,PTT-COF-FC体系在可见光照明下表现出较高的析氢产率(79.610 mmol g^(-1) h^(-1)).同时,在420 nm波长的光照下,2 mg的光催化剂表观量子效率达到1.72%.此外,经过24 h循环稳定性测试,PTT-COF-FC体系的活性没有明显下降.为了深入研究PTT-COF-FC体系的高效的产氢机制,通过X射线衍射、红外和固体碳谱等对PTT-COF-FC体系的组成和结构进行分析,确定了PTT-COF-FC的成功合成.通过瞬态吸收、变温荧光和理论计算等研究了材料的激子解离和载流子转移行为.结果表明,得益于独特的富含噻吩的结构设计以及有机空穴传输配体的修饰作用,PTT-COF-FC展现出高效的激子解离和丰富的自由电荷载流子特性.综上所述,本文设计和合成了一种新型PTT-COF光催化材料,其独特的二维亚化学计量拓扑结构和显著的局部电荷极化特性赋予了材料良好的光催化性能.实验和理论研究表明,PTT-COF中的非中心对称拓扑结构和噻吩单元的引入,有效扩展了π离域,进而诱导了局部极化并抑制了激子效应,从而大幅提高了光催化效率.此外,通过二茂铁甲醛的后修饰,结合这些独特的结构特性,PTT-COF在光催化析氢反应中表现出高活性和出色的长期耐久性.本文的研究不仅为设计和构建具有独特结构的新型2D-SSCOF提供新思路,也为构建具有丰富光催化功能的材料开辟了新途径.

关键词：光催化产氢电荷分离亚化学计量共价有机框架拓扑结构激子效应