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硼掺杂介孔炭吸附四环素的效能与机制

环境科学 2024年第2期45卷 885-897页

作者：邹震许路乔伟唐茂森金鹏康西安建筑科技大学环境与市政工程学院西安710055 西安交通大学人居环境与建筑工程学院西安710049

以椰壳和硼酸为原料,通过简单的一步热解法制备出新型硼掺杂椰壳介孔炭材料(B-CSC)用于水中四环素类污染物的高效吸附去除.系统研究了关键制备条件热解温度和硼碳质量比对其吸附性能的影响,使用比表面积及孔径分析仪(BET)、场发射扫描电... 详细信息

以椰壳和硼酸为原料,通过简单的一步热解法制备出新型硼掺杂椰壳介孔炭材料(B-CSC)用于水中四环素类污染物的高效吸附去除.系统研究了关键制备条件热解温度和硼碳质量比对其吸附性能的影响,使用比表面积及孔径分析仪(BET)、场发射扫描电镜(SEM)、X射线光子能谱仪(XPS)、拉曼光谱仪(Raman)以及Zeta电位仪(Zeta)对其微观结构及物化性质进行了表征分析.系统考察了初始pH值、不同金属阳离子以及不同背景水质条件对其吸附效果的影响.结合材料表征与相关分析等对其强化吸附机制进行了深入讨论与分析.结果表明,一步热解能够将硼掺入椰壳炭的表面及晶格,导致其拥有更大的比表面积和孔体积,引入硼的形态主要是H_(3)BO_(3)、B_(2)O_(3)、B和B_(4)C.B-CSC对四环素的吸附量达到297.65 mg·g^(-1),是原始椰壳介孔炭(CSC)的8.9倍.同时,B-CSC对于水环境中常见污染物罗丹明B(RhB)、双酚A(BPA)和亚甲基蓝(MB)的吸附量分别高达372.65、255.24和147.82 mg·g^(-1).B-CSC对四环素的吸附过程是物理化学作用共同主导的,主要涉及液膜扩散、表面吸附、介孔与微孔内扩散和活性位点吸附,H3BO3是其主要吸附位点.吸附强化机制主要是硼掺杂降低了其碳网络的化学惰性,增强了其与四环素分子的π—π相互作用和氢键作用.

关键词：椰壳介孔炭硼掺杂吸附四环素

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自愈水凝胶的设计原理及应用

化工进展 2024年第3期43卷 1350-1362页

作者：刘萌萌秋列维万智卫李世婧许玉雨西安工程大学环境与化学工程学院陕西西安710048 陕西生益科技有限公司陕西咸阳712000

自愈水凝胶是一种在遭到外界破坏损伤后可自行修复其结构和功能的智能水凝胶。在保留传统水凝胶吸水保水性质的基础上,自愈水凝胶仍具有可自修复、安全性高、耐疲劳、使用寿命长等优势。本文综述了近年来基于物理、化学交联和多重作用... 详细信息

自愈水凝胶是一种在遭到外界破坏损伤后可自行修复其结构和功能的智能水凝胶。在保留传统水凝胶吸水保水性质的基础上,自愈水凝胶仍具有可自修复、安全性高、耐疲劳、使用寿命长等优势。本文综述了近年来基于物理、化学交联和多重作用机理结合型自愈水凝胶及其在可穿戴电子产品、3D打印、生物医药、石油化工领域的部分应用。物理交联包含氢键、疏水相互作用、主客体相互作用等非共价键交联,化学交联包含酰腙键、亚胺键、二硫键等共价键交联,多重作用机理交联是将两种以及两种以上的物理、化学交联同时引入。在上述研究基础上,指出了目前自愈水凝胶存在制备方法烦琐、功能单一、无法响应多重刺激以及缺乏多方位解析自愈合机制等问题。因此,未来自愈水凝胶的研发重点应侧重在多机制、多功能型自愈水凝胶的研发,从多角度、多学科交融探索水凝胶自愈合机制,促进其在多个新兴领域的应用。

关键词：水凝胶自愈合物理交联化学交联多重交联

基于CycleGAN-IA方法和M-ConvNext网络的苹果叶片病害图像识别

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农业机械学报 2024年第4期55卷 204-212页

作者：李云红张蕾涛李丽敏苏雪平谢蓉蓉史含驰西安工程大学电子信息学院西安710048

针对苹果叶片病害图像识别存在数据集获取困难、样本不足、识别准确率低等问题,提出基于多尺度特征提取的病害识别网络(Multi-scale feature extraction ConvNext,M-ConvNext)模型。采用一种结合改进的循环一致性生成对抗网络与仿射变... 详细信息

针对苹果叶片病害图像识别存在数据集获取困难、样本不足、识别准确率低等问题,提出基于多尺度特征提取的病害识别网络(Multi-scale feature extraction ConvNext,M-ConvNext)模型。采用一种结合改进的循环一致性生成对抗网络与仿射变换的数据增强方法(Improved CycleGAN and affine transformation,CycleGAN-IA),首先,使用较小感受野的卷积核和残差注意力模块优化CycleGAN网络结构,使用二值交叉熵损失函数代替CycleGAN网络的均方差损失函数,以此生成高质量样本图像,提高样本特征复杂度;然后,对生成图像进行仿射变换,提高数据样本的空间复杂度,该方法解决了数据样本不足的问题,用于辅助后续的病害识别模型。其次,构建M-ConvNext网络,该网络设计G-RFB模块获取并融合各个尺度的特征信息,GELU激活函数增强网络的特征表达能力,提高苹果叶片病害图像识别准确率。最后,实验结果表明,CycleGAN-IA数据增强方法可以对数据集起到良好的扩充作用,在常用网络上验证,增强后的数据集可以有效提高苹果叶片病害图像识别准确率;通过消融实验可得,M-ConvNex识别准确率可达99.18%,较原ConvNext网络准确率提高0.41个百分点,较ResNet50、MobileNetV3和EfficientNetV2网络分别提高3.78、7.35、4.07个百分点,为后续农作物病害识别提供了新思路。

关键词：苹果叶片病害识别生成式对抗网络数据增强多尺度特征提取

基于等距特征映射的纺纱生产过程决策参数特征提取

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机械设计 2024年第3期41卷 82-90页

作者：胡胜王品鉴赵小惠张刚西安工程大学机电工程学院陕西西安710048

纺纱生产中涉及的过程参数繁多,彼此相互关联且存在冗余,针对过程参数间相关性带来的质量指标难以精确预测与控制等问题,文中提出一种基于等距特征映射(Isometric Mapping,Isomap)的纺纱生产过程决策参数特征提取方法。首先,通过灰色关... 详细信息

纺纱生产中涉及的过程参数繁多,彼此相互关联且存在冗余,针对过程参数间相关性带来的质量指标难以精确预测与控制等问题,文中提出一种基于等距特征映射(Isometric Mapping,Isomap)的纺纱生产过程决策参数特征提取方法。首先,通过灰色关联分析计算过程参数与纱线质量指标间的灰色关联度,筛选出对产品质量指标影响较大的过程参数作为决策参数;然后,采用Isomap算法对决策参数进行特征提取降维,获得彼此独立的低维决策参数特征空间,将其输入到粒子群优化向量机模型(PSO-SVM)中验证所提出算法的特征提取效果;最后,通过算例进行验证,结果显示提出的方法可采用相较于原数据更少的特征空间维度获取更佳的预测效果。

关键词：纺纱生产决策参数特征提取等距特征映射相关性分析

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电致伸缩效应下水中电子输运特性

物理学报 2024年第11期73卷 201-209页

作者：李元李春鹏李林波袁磊王亚桢石亚轩张冠军西安交通大学电气工程学院西安710049

水中快脉冲(脉宽数ns甚至ps级)放电过程中,快脉冲在电极附近引起电致伸缩效应导致电极附近形成空化区.电子在空化区内积累能量并高速进入水体,电子在水中的输运特性是水中脉冲放电起始与发展的关键因素.本文构建了考虑弹性与非弹性碰撞... 详细信息

水中快脉冲(脉宽数ns甚至ps级)放电过程中,快脉冲在电极附近引起电致伸缩效应导致电极附近形成空化区.电子在空化区内积累能量并高速进入水体,电子在水中的输运特性是水中脉冲放电起始与发展的关键因素.本文构建了考虑弹性与非弹性碰撞截面的水中电子输运物理模型,采用蒙特卡罗方法研究不同能量电子的透射与散射径迹结构特征,研究了弹性碰撞、电离与激发碰撞频次随电子初始能量的变化以及水中电子能量损失特征.结果表明,较低能量的电子(约20 eV)受水分子散射影响能量损失较大,透射能力较弱,随着电子初始能量的增高,电子受水分子散射作用的影响逐渐减小,具有更强的液体穿透能力;弹性碰撞次数远大于激发与电离碰撞,导致电子散射距离与透射深度相当,电离碰撞和激发碰撞次数随电子能量升高显著增加;电子入射能量越高,其能损越大,随运动距离增加,能损急剧下降,与电子的平均电离能量损失W变化趋势一致.本研究可为探究快脉冲放电机理提供重要数据基础.

关键词：电致伸缩水中电子输运透射与散射碰撞模式

采用融合遗传算法的高速公路服务区综合能源系统优化调度研究

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西安交通大学学报 2024年第5期58卷 200-211页

作者：李杰高爽袁博兴张懿璞长安大学能源与电气工程学院西安710064 长安大学电子与控制工程学院西安710064

为达成“碳中和”目标愿景、促进公路交通系统与新能源的融合,以高速公路服务区为研究对象,考虑服务区内电、冷、热、气共4种负荷需求,构建了包含风光发电的新能源发电方式和电转气设备的高速公路服务区综合能源系统。在此基础上,以风... 详细信息

为达成“碳中和”目标愿景、促进公路交通系统与新能源的融合,以高速公路服务区为研究对象,考虑服务区内电、冷、热、气共4种负荷需求,构建了包含风光发电的新能源发电方式和电转气设备的高速公路服务区综合能源系统。在此基础上,以风电、光伏出力日前预测和多能负荷日前消耗为输入,各能源设备出力及购能分配为输出,以总成本最低为目标函数,考虑能量平衡、设备安全、运行状态等约束,建立了高速公路服务区综合能源系统优化调度模型。针对高速公路服务区综合能源系统调度问题,设计了遗传-序列二次规划融合优化算法,并以某服务区夏季典型日为例进行验证。结果表明:所构建的调度系统能够有效消纳可再生能源出力,协调外部购电、购气的比例,最终达到降低成本的效果;所提融合算法的调度结果与传统遗传算法、传统序列二次规划算法相比,在成本上分别降低了11.52%、0.70%,求解耗时仅为传统遗传算法的6.7%,独立性相比传统序列二次规划算法得到了提高。

关键词：高速公路服务区新能源遗传-序列二次规划算法优化调度电转气

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改进迁移学习的双分支卷积神经网络图像去雾

北京航空航天大学学报 2024年第1期50卷 30-38页

作者：李云红于惠康马登飞苏雪平段姣姣史含驰西安工程大学电子信息学院西安710048

针对现有图像去雾算法存在去雾不彻底和图像颜色失真的问题,提出一种迁移学习子网络和残差注意力子网络相结合的图像去雾模型。采用迁移学习子网络的预训练模型增强样本的特征属性;构建双分支网络结构,并利用残差注意力子网络辅助迁移... 详细信息

针对现有图像去雾算法存在去雾不彻底和图像颜色失真的问题,提出一种迁移学习子网络和残差注意力子网络相结合的图像去雾模型。采用迁移学习子网络的预训练模型增强样本的特征属性;构建双分支网络结构,并利用残差注意力子网络辅助迁移学习子网络训练网络模型的参数;利用尾部集成学习的方法融合双网络的特征,得到去雾图像的模型参数,完成图像恢复任务。实验结果表明:所提算法在RESIDE数据集和O-HAZE数据集上PSNR指标比GCANet分别提高了1.87 dB和4.22 dB,在O-HAZE数据集上SSIM指标比GCANet提高了6.7%。

关键词：图像去雾迁移学习卷积神经网络注意力机制集成学习

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“五星出东方利中国”织锦动物图案身份考辨

丝绸 2024年第1期61卷 120-128页

作者：梅月姣吕钊黄霞西安工程大学服装与艺术设计学院西安710048

“五星出东方利中国”汉代织锦出土于尼雅遗址,被誉为20世纪中国考古学最伟大的发现之一。它色彩鲜艳,图案丰富,意蕴独特。目前对于此织锦上动物图案身份的研究,众多学者仍结论不一。文章以此织锦中争议较大的动物图案为研究对象,采用... 详细信息

“五星出东方利中国”汉代织锦出土于尼雅遗址,被誉为20世纪中国考古学最伟大的发现之一。它色彩鲜艳,图案丰富,意蕴独特。目前对于此织锦上动物图案身份的研究,众多学者仍结论不一。文章以此织锦中争议较大的动物图案为研究对象,采用二重证据法,通过对汉代不同文物上同种类型的动物图案与文献的比较分析,对此织锦上争议较大的动物图案,如鸾鸟、鸵鸟和青龙的身份进行探究,并探讨了动物图案的寓意和背后的文化内涵。

关键词：汉代织锦鸾鸟鸵鸟青龙白虎

聚乙二醇/聚乙烯醇复合润滑膜对铝合金微弧氧化陶瓷层的润滑作用

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润滑与密封 2024年第3期49卷 166-174页

作者：冯智贾恩东刘涛陆海林西安工程大学机电工程学院陕西西安710000

微弧氧化(MAO)技术可明显改善铝合金的力学性能和表面性能,然而微弧氧化后的陶瓷层显示出较高的粗糙度,导致铝合金在摩擦过程中磨损较大。为改善铝合金抗磨性能,通过热压聚乙烯醇(PVA)和聚乙二醇(PEG)聚合物在铝合金微弧氧化后的陶瓷层... 详细信息

微弧氧化(MAO)技术可明显改善铝合金的力学性能和表面性能,然而微弧氧化后的陶瓷层显示出较高的粗糙度,导致铝合金在摩擦过程中磨损较大。为改善铝合金抗磨性能,通过热压聚乙烯醇(PVA)和聚乙二醇(PEG)聚合物在铝合金微弧氧化后的陶瓷层表面制备一种具有优异润滑性能的复合膜,在不同频率、载荷和润滑条件下表征复合膜的润滑性能,并通过X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外(FTIR)分析复合膜的形成方式和润滑机制。结果表明:复合膜的摩擦因数仅为无膜时的1/4,具有良好的润滑性能;复合膜在干摩擦、油润滑以及高速工作条件下,都保持了良好的润滑特性,但在水环境下复合润滑膜会发生局部溶解,润滑性能较差;复合膜的网络结构和聚合物的自润滑特性共同起到了优异的润滑作用。

关键词：复合润滑膜聚乙烯醇聚乙二醇微弧氧化润滑性能