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面向实际化工过程故障诊断的强化深度卷积神经网络模型构建与应用

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化工进展 2024年第09期43卷 4833-4844页

作者：张佳鑫张淼戴一阳董立春重庆大学化学化工学院湘潭大学材料科学与工程学院四川大学化学工程学院

基于数据驱动的故障诊断技术可以帮助操作人员及时有效发现和检测异常情况，是当前工业与大数据融合的热点领域之一。深度卷积神经网络(deep convolutional neural networks,DCNN)是最常用的基于数据驱动的故障诊断模型，但其激活过程... 详细信息

基于数据驱动的故障诊断技术可以帮助操作人员及时有效发现和检测异常情况，是当前工业与大数据融合的热点领域之一。深度卷积神经网络(deep convolutional neural networks,DCNN)是最常用的基于数据驱动的故障诊断模型，但其激活过程存在正负值计算不匹配以及信息流通效率低导致的参数冗余问题。本文提出一种基于最大平滑单元(maximum smoothing unit,MSF)函数的新激活机制克服传统激活函数的缺点，并且引入注意力机制(attention mechanism)结合门控循环单元(gated recurrent unit,GRU)提升DCNN的信息流通效率克服参数冗余问题，以综合提升传统DCNN模型的故障诊断性能。强化深度卷积神经网络(enhanced deep convolutional neural networks,EDCNN)的现有模型表现出显著提高的故障诊断性能，这在工业致动器控制系统和工业酸性气体吸收过程中的应用得到了验证。两个过程的平均故障诊断率均超过99.0%。

关键词：故障诊断强化深度卷积神经网络过程控制系统工程激活函数

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氧化铜光电化学分解水反应速率方程（英文）

电化学(中英文) 2024年第8期 20-30页

作者：高博远冷文华浙江大学化学系

P型半导体光催化分解水是一种非常有前景的制氢方法。尽管对其反应动力学进行了很多研究并取得了不少进展,但建立其速率方程鲜见文献报道。本文采用积分电量和电化学阻抗谱等多种电化学方法研究了典型p型半导体氧化铜(CuO)光电化学分解... 详细信息

P型半导体光催化分解水是一种非常有前景的制氢方法。尽管对其反应动力学进行了很多研究并取得了不少进展,但建立其速率方程鲜见文献报道。本文采用积分电量和电化学阻抗谱等多种电化学方法研究了典型p型半导体氧化铜(CuO)光电化学分解水时光生电荷浓度、界面电荷转移速率常数及其与反应速率(光电流表示)之间的关系,力图建立其速率方程。结果表明,电极界面电荷转移速率常数与光生电荷浓度指数相关,光电流等于此速率常数乘以光生电荷浓度,反应级数(以光生电荷计)为一级,不同于常规化学反应速率方程和类似文献报道结果。这种光生电荷浓度相关的电荷转移速率常数主要是由于光生电荷在表面态中积累导致费米能级钉扎(伽伐伲电位是反应主要驱动力)和/或Frumkin行为(化学位是反应主要驱动力)引起。我们认为,该速率方程的建立对进一步研究CuO光电极析氢反应机理和设计CuO基高性能光催化剂具有指导意义。

关键词：氧化铜光电化学分解水电化学阻抗谱速率方程光生载流子动力学

基于不同变系数和势场的分数系统中二次相位调控厄米-高斯光束动力学

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物理学报 2024年第13期73卷 148-163页

作者：谭超梁勇邹敏雷同陈龙唐平华刘明伟湖南科技大学信息与电气工程学院湘潭411201 湖南科技大学化学化工学院湘潭411201 湘潭大学物理与光电工程学院湘潭411105

本文基于带有不同变系数和势的分数薛定谔方程,研究了二次相位调制(QPM)下厄米-高斯光束的演化特性.在自由空间中,光束聚焦位置随着正QPM系数的增加或莱维指数的减小而变大.QPM为负时,光束聚焦消失.在余弦调制和QPM共同作用下,光束的传... 详细信息

本文基于带有不同变系数和势的分数薛定谔方程,研究了二次相位调制(QPM)下厄米-高斯光束的演化特性.在自由空间中,光束聚焦位置随着正QPM系数的增加或莱维指数的减小而变大.QPM为负时,光束聚焦消失.在余弦调制和QPM共同作用下,光束的传输不再遵循余弦规律振荡,而是表现出一大一小的呼吸结构,其演化周期会随调制频率的增加而降低.引入线性调制时,分裂光束的运动轨迹呈现抛物线状.在线性调制和QPM共同影响下,光束呈现出聚焦或聚焦消失的特性.当考虑幂函数调制和正QPM共同影响时,在莱维指数较小时,光束在一定传输距离内保持不失真的直线传输.当线性势作用时,光束的分裂随着线性系数的增加而逐渐消失,最终呈现周期性演化.在加入QPM后,光束会得到明显放大.另外,光束演化周期与线性系数成反比,横向振幅随着莱维指数的增加而变大.当抛物势和QPM共同作用时,光束会呈现出自动聚焦,散焦效应,聚焦频率会随着莱维指数和抛物系数的增加而变大.这些特性在光学操纵,光学聚焦等领域具有潜在的应用价值.

关键词：分数薛定谔方程厄米-高斯光束二次相位调制变系数和势

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光诱导N-芳基丙烯酰胺参与的吲哚酮合成研究进展

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有机化学 2024年

作者：谭永波舒洪波黄华文湘潭大学化学学院河南师范大学化学化工学院

吲哚酮骨架是一种非常有价值的结构单元，其合成研究具有重要意义。N-芳基丙烯酰胺类化合物反应活性好、廉价易得，是合成吲哚酮衍生物的重要原料。近年来光介导N-芳基丙烯酰胺参与的自由基环化反应取得了重要的研究进展，引起了广泛关... 详细信息

吲哚酮骨架是一种非常有价值的结构单元，其合成研究具有重要意义。N-芳基丙烯酰胺类化合物反应活性好、廉价易得，是合成吲哚酮衍生物的重要原料。近年来光介导N-芳基丙烯酰胺参与的自由基环化反应取得了重要的研究进展，引起了广泛关注。本文系统综述了这一领域的最新研究进展，主要包括N-芳基丙烯酰胺与烷基自由基前体、含氟烷基自由基前体、酰基自由基前体、磺酰基自由基前体及其它类型自由基前体的自由基偶联环化反应等，讨论了这些光催化体系的优缺点、底物范围、反应机理等。

关键词：吲哚酮 N-芳基丙烯酰胺自由基反应光介导

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固体三芳基硼-相变材料可调比率荧光温度计

高等学校化学学报 2024年第8期45卷 43-51页

作者：刘玄陈启佩欧静梅侯健湖南科技大学化学化工学院湘潭411201

温度响应相变材料(PCMs)的微区黏度和自由体积等性质在熔点附近会发生可逆且快速的变化,这种变化可以放大荧光探针的响应性.本文合成了2个对高黏度具有比率响应发光的新型三芳基硼化合物4-(1-{4-[双(4-溴-2,3,5,6-四甲基苯基)硼烷基]-2,... 详细信息

温度响应相变材料(PCMs)的微区黏度和自由体积等性质在熔点附近会发生可逆且快速的变化,这种变化可以放大荧光探针的响应性.本文合成了2个对高黏度具有比率响应发光的新型三芳基硼化合物4-(1-{4-[双(4-溴-2,3,5,6-四甲基苯基)硼烷基]-2,3,5,6-四甲基苯基}哌啶-4-基)吗啉(MPDB1)和4,4-({[(4-溴-2,3,5,6-四甲基苯基)硼烷二基]双(2,3,5,6-四甲基-4,1-亚苯基)}双(哌啶-1,4-二基))二吗啉(MPDB2),并将其与相变材料结合,制备了高灵敏度比率荧光温度计.由于化合物的高黏度响应性质,其在相变材料中的温度荧光响应范围低于体系熔点,因此得到在量程范围内为纯固体的相变材料荧光温度计,具有良好的加工性.作为黏度探针,一取代的MPDB1的荧光响应范围为100~3000 mPa·s,灵敏度高;而二取代的MPDB2则在100~46000 mPa·s的黏度区域有荧光响应,覆盖范围广.作为温度探针,MPDB1-聚乙二醇20000(PEG20000)体系的荧光温度响应区间为-10~50℃,最大相对灵敏度(Sr)为3.5%(10℃),绝对灵敏度(Sa)为4.6%(30℃),灵敏度较高,且其温度测量范围可以通过取代基数目和选用不同熔点的聚乙二醇介质调整,具有较强的适用性.

关键词：分子内电荷转移比率荧光温度计相变材料三芳基硼可调温度测量范围

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碰撞激活诱导的双势阱势能面可以实现9-甲基-8-氧鸟嘌呤-9-甲基腺嘌呤碱基对阳离子自由基的质子转移

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Chinese Journal of Chemical Physics 2024年第2期37卷 330-340,I0022-I0039,I0104页

作者： May Myat Moe 刘剑波美国纽约城市大学皇后学院化学与生物化学系纽约11367 美国纽约城市大学研究生院纽约10016

8-氧鸟嘌呤(OG)是最常见的核碱基氧化损伤,它在复制过程中可以用Hoogsteen的模式与腺嘌呤(A)错误配对.0G.A碱基对不仅可以诱发G·C→T·A的颠换突变,而且由于OG的电离势和氧化电位低于天然DNA碱基更容易受到电离辐射和单电子氧化的影响... 详细信息

8-氧鸟嘌呤(OG)是最常见的核碱基氧化损伤,它在复制过程中可以用Hoogsteen的模式与腺嘌呤(A)错误配对.0G.A碱基对不仅可以诱发G·C→T·A的颠换突变,而且由于OG的电离势和氧化电位低于天然DNA碱基更容易受到电离辐射和单电子氧化的影响,本文报道了[9MOG·9MA]^(·+)碱華对阳离子自由基的形成.和碰撞诱导解离,该碱基对利用9-甲基8-氧鸟嘌呤(9MOG)和9-甲基腺嘌呤(9MA)模拟相对应的核苷酸.实验通过电喷雾产生Cu(Ⅱ)碱基复合物继之以氧化分离产生[9MOG·9MA]^(·+),并使用导向离子束串级质谱仪检测[9MOG·9MA]^(·+)的碰撞诱导解离、通过测量在不同碰撞能量下的解离产物和反应截面,可以得出[9MOG-H]+[9MA+H]^(+)(主要解离通道)和9MOG^(·+)+9MA(次要通道)的0 K解离阈能分别为1.8和1.65 eV.使用密度泛函理论对[9MOG·9MA]^(·+)的结构计算发现其所有重要构象都发生了质子转移生成[9MOG-H]^(·)·[9MA+H]^(+).另一方面,9MOG^(·+)+9MA的解离通道却需要9MOG^(·+)9MA作为中间体.看似矛盾的结果可以用碰撞活化后反应势能面上出现的双重势阱和由此触发的激发态质子转移平衡([9MOG-H]^(·)·[9MA+H]^(+))^(*)→←(9MOG6(·+)·9MA)^(*)来解释.本文实验和理论研究揭示了这种生物学上重要的非规范碱基对如何在氧化和电离损伤时发生解离.

关键词：碱基对阳离子自由基碰撞诱导解离碱基对内质子转移反应势能面电喷雾电离质谱导向离子束散射

社会激励与社会正义——柯亨对罗尔斯差别原则的批判及其反思

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湖北社会科学 2024年第1期 165-172页

作者：陶志强罗伯中湘潭大学哲学系湖南湘潭411105

柯亨认为罗尔斯的激励论证会使其差别原则被滥用,使正义成为社会贪欲的借口;基于激励基础上的差别原则会对社会效益产生极大影响,但“帕累托论证”对差别原则正义性的证明是不成功的。柯亨对激励问题的批判只是一种形而上学的观念论,对... 详细信息

柯亨认为罗尔斯的激励论证会使其差别原则被滥用,使正义成为社会贪欲的借口;基于激励基础上的差别原则会对社会效益产生极大影响,但“帕累托论证”对差别原则正义性的证明是不成功的。柯亨对激励问题的批判只是一种形而上学的观念论,对绝对正义和相对正义的关系、伦理基本规范与社会基本事实的关系的理解陷入了一种形而上学的先验观念论之中,他没有看到平等在正义体系之中并不优先于互助、共享和人的全面发展等诸多价值。

关键词：约翰·罗尔斯柯亨激励论证帕累托论证平等

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基于融合策略的块体金属玻璃形成能力预测

Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第5期34卷 1558-1570页

作者：张婷龙志林彭黎湘潭大学土木工程学院湘潭411105

提出一种融合策略来提高随机森林(RF)、k近邻(KNN)、梯度提升决策树(GBDT)和极端梯度提升(XGBoost)模型预测块体金属玻璃(BMGs)形成能力(GFA)的准确性。该策略使用训练好的卷积神经网络(CNN)模型提取来特征向量,且合金的成分信息是唯一... 详细信息

提出一种融合策略来提高随机森林(RF)、k近邻(KNN)、梯度提升决策树(GBDT)和极端梯度提升(XGBoost)模型预测块体金属玻璃(BMGs)形成能力(GFA)的准确性。该策略使用训练好的卷积神经网络(CNN)模型提取来特征向量,且合金的成分信息是唯一的输入变量,不需要通过实验获得其他物理和化学特性。此外,通过网格搜索方法和k折交叉验证对RF、KNN、GBDT和XGBoost模型的超参数进行了优化。结果表明,本文作者提出的4种融合模型CNN-RF、CNN-KNN、CNN-GBDT和CNN-XGBoost比上述4种机器学习模型(即RF、KNN、GBDT和XGBoost模型)预测精度更高,这表明训练好的CNN模型比人工特征提取更为高效。此外,与已报道的机器学习模型和GFA判据相比,本文作者提出的融合模型可以更精准地预测金属玻璃的形成能力。

关键词：块体金属玻璃玻璃形成能力机器学习卷积神经网络合金成分

成瘾性食品的具身化逻辑——基于出租车司机普嗜槟榔的田野调查

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原生态民族文化学刊 2024年第2期16卷 41-52,154页

作者：张恩迅湘潭大学社会学系湘潭411000

成瘾性食品日益流行,基于出租车司机普嗜槟榔的田野调查,借助饮食人类学视角与具身化的理论工具,考察了“瘾”在出租车司机中的生产与再生产的过程。研究发现,槟榔成瘾既不是一种单纯的生理或心理疾病,也不是简单的社会建构的结果,而是... 详细信息

成瘾性食品日益流行,基于出租车司机普嗜槟榔的田野调查,借助饮食人类学视角与具身化的理论工具,考察了“瘾”在出租车司机中的生产与再生产的过程。研究发现,槟榔成瘾既不是一种单纯的生理或心理疾病,也不是简单的社会建构的结果,而是在劳动身体、社会身体、技术身体、医学身体等不同维度的身体动态互动与结构互补的过程中,逐渐形成的一种身体实践与具身体验。通过分析槟榔成瘾的具身化逻辑,旨在丰富国内人类学的成瘾研究。

关键词：具身化成瘾性食品饮食人类学