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硫醇吸附挥发性有机气体(VOCs)的气敏机理

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原子与分子物理学报 2025年第3期42卷 35-44页

作者：张海燕李琦王梓臻文豪刘丹凤中国环境科学研究院北京100012 中国汽车工程研究院股份有限公司重庆401122 中国科学院微电子研究所北京100029

化学电阻气体传感器对于空气质量、食品检测和人体呼吸有着重要作用.传感器上修饰物硫醇与待测的VOCs之间吸附的气敏机理分析是选择硫醇、预测吸附能力与特异性的重要手段.本文选取了11-巯基-1-十一醇(MUD)和4-甲氧基苄硫醇(MTT)两种常... 详细信息

化学电阻气体传感器对于空气质量、食品检测和人体呼吸有着重要作用.传感器上修饰物硫醇与待测的VOCs之间吸附的气敏机理分析是选择硫醇、预测吸附能力与特异性的重要手段.本文选取了11-巯基-1-十一醇(MUD)和4-甲氧基苄硫醇(MTT)两种常见的硫醇与六种典型的VOCs(乙醇ETN、异丙醇IPA、丙酮ACN、正己烷HXN、甲苯TLN、苯甲醛BND),基于密度泛函理论(DFT),计算其表面静电势(ESP)并建立气体吸附模型.在气体吸附模型的基础上计算其吸附能,并分析其弱相互作用,从微观角度解释气体吸附的作用机理.实验结果表明,具有羟基的MUD分子对同样有羟基的气体(如ETN、IPA)能够以氢键的方式吸附,具有较强的选择效果;具有苯环的MTT分子与具有苯环结构的气体分子(如TLN、BND)吸附时会在苯环之间形成π-π堆积,基于色散作用进行吸附,这表明MTT分子对具有苯环结构的气体有着较强的吸附作用.研究发现其色散作用吸附的强弱与分子的表面ESP绝对值有关.本文对于传感器表面修饰物吸附气体的气敏机理进行了探究,并对表面修饰物的选择和实验结果预测提供了理论指导.

关键词：硫醇 VOCs DFT 表面静电势气体吸附模型弱相互作用分析

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中国东部沙地温带稀树草原的分布与制图

中国科学:地球科学 2025年第1期 126-140页

作者：李晓雅王锋段涛杨凯捷杨斌王春梅田昕卢琦中国林业科学研究院生态保护与修复研究所中国林业科学研究院荒漠化研究所三北工程研究院生态环境部卫星环境应用中心中国科学院微电子研究所中国科学院空天信息创新研究院中国林业科学研究院资源信息研究所

稀树草原广泛分布于全球各个区域,对调节陆地净初级生产力和陆地碳循环至关重要.由于稀树草原树草混合分布使其具有较高的空间异质性,当前的全球土地覆盖分类图多将其划分为森林或草原.中国温带稀树草原覆盖面积广泛,但缺乏对其空间格... 详细信息

稀树草原广泛分布于全球各个区域,对调节陆地净初级生产力和陆地碳循环至关重要.由于稀树草原树草混合分布使其具有较高的空间异质性,当前的全球土地覆盖分类图多将其划分为森林或草原.中国温带稀树草原覆盖面积广泛,但缺乏对其空间格局和面积的认识.本研究基于中国温带稀树草原植被结构特征,参考联合国粮食及农业组织对稀树草原的定义,发展了一套融合无人机和卫星两种数据源的温带稀树草原的遥感制图新方法.利用覆盖主要稀树草原类型总面积1818ha的无人机高分辨率图像构建训练和验证数据集,集成分类和回归树算法与随机森林算法,估算了稀树草原上木本和草本植物的覆盖度,绘制了最小识别面积为0.5ha的中国东部科尔沁和浑善达克沙地温带稀树草原分布图.结果表明,新方法对稀树草原上木本和草本植物覆盖度估算均方根误差分别为10.69%和11.67%,决定系数分别为0.66和0.63.中国东部沙地温带稀树草原分布图精度评估Kappa系数为0.70,总体精度为0.88,平均精度为0.85,表明分布图具有较高的识别精度.中国东部沙地温带稀树草原集中分布于科尔沁沙地北部、浑善达克沙地中东部和大兴安岭南麓山地向平原过渡的区域,总面积为3.27×106ha.区域稀树草原类型主要为榆树稀树草原、栎树/槭树稀树草原和灌丛稀树草原.榆树稀树草原广泛分布于浑善达克沙地、科尔沁沙地东部和北部,呈条带状与流动沙丘相间分布;槭树/栎树稀树草原主要分布于科尔沁沙地北部,生长于低山丘陵;面积最大的温带稀树草原类型为灌丛稀树草原,主要分布于浑善达克沙地西部、科尔沁沙地中部和西部.本研究绘制了中国东部科尔沁、浑善达克沙地温带稀树草原空间分布图,提供了两大沙地温带稀树草原地理分布和面积的精确信息.数据成果可支撑中国温带稀树草原生态系统保护和利用、东部沙地荒漠化防治和生态系统恢复等相关科学研究和保护政策制定.研究方法为全球尺度稀树草原精细分类制图及稀树草原动态变化分析提供了新思路.

关键词：温带稀树草原无人机高分卫星木本植物覆盖度草本植物覆盖度机器学习

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立足儿童视角优化《影子的秘密》教学

小学科学 2025年第2期 4-6页

作者：汤滔重庆市涪陵区教育科学研究所重庆

本文探讨了立足儿童视角的小学科学教学,以《影子的秘密》一课为例,从多个角度提出教学优化策略。第一,创设有益的教学情境,通过趣味性和生活化的情境激发学生的探究兴趣。第二,采用合适的方法展现学生的思维过程,帮助他们清晰地认识和... 详细信息

本文探讨了立足儿童视角的小学科学教学,以《影子的秘密》一课为例,从多个角度提出教学优化策略。第一,创设有益的教学情境,通过趣味性和生活化的情境激发学生的探究兴趣。第二,采用合适的方法展现学生的思维过程,帮助他们清晰地认识和交流自己的思维。第三,促进学生思维的深度发展,培养逻辑思维、批判性思维和创新思维。第四,适时关注学生的情感,提供正面反馈和情感激励,构建支持性的学习环境。第五,为学生提供学习脚手架,设置进阶学习活动,利用多种教学资源辅助教学。通过这些策略,不仅能提升学生的科学素养,还能促进他们全面发展。

关键词：小学科学儿童视角探究实践科学素养教学策略

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基线选择对热浪事件计算方法的影响

河南师范大学学报（自然科学版） 2025年第1期53卷 125-135页

作者：陈远范宏翔彭凯邓建明彭霁虹中国科学院南京地理与湖泊研究所南京210008 重庆亿森动力环境科技有限公司重庆400000

热浪已成为世界上危害性最大的自然灾害之一,近年来全球都经历了日益刷新纪录的热浪事件,然而学术界还没有统一热浪定义.基于对目前还存在争议的热浪基线选择(即参考气候背景)进行研究.通过统计1951-2022年我国692个气象站逐日平均气温... 详细信息

热浪已成为世界上危害性最大的自然灾害之一,近年来全球都经历了日益刷新纪录的热浪事件,然而学术界还没有统一热浪定义.基于对目前还存在争议的热浪基线选择(即参考气候背景)进行研究.通过统计1951-2022年我国692个气象站逐日平均气温数据,基于分位数法对比了固定基线、变化基线和滑动基线3种方法对于暴发频次、持续天数、最大强度和热浪间隔时间等4个关键热浪指数进行比较.结果显示,受全球变暖的影响,固定基线法(选择1951-1980年为气候背景计算相对阈值)倾向于提高当前热浪发生概率的估计,而变化基线法(以历史所有数据作为气候背景计算依据)和滑动基线法(以每年的前30 a数据作为基线计算依据)则能在一定程度上考虑温度平稳变化的影响;3种基线计算方法得到的热浪指数仅在绝对值上存在显著差异,而对于热浪指数长期变化趋势、空间分布规律等具有高度的一致性.基于生物在长期进化中具有适应环境的特点,建议采用滑动基线法将一段时期的气候态背景作为热浪判断依据,重点关注热浪造成的生物的响应和生态影响.

关键词：极端事件热浪定义逐日气温气候基线

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园林工程中新材料的应用探讨

居舍 2025年第1期 133-135页

作者：张细娇丰顺县林业科学研究所

城市化建设进程的加快和绿色生态文明城市理念的提出，使得园林工程项目规模不断扩大，同时施工技术及应用材料也面临着新的要求和更高的质量标准。随着科技的不断进步和人们环境保护意识的提升，园林工程中新材料的应用越来越广泛。文... 详细信息

城市化建设进程的加快和绿色生态文明城市理念的提出，使得园林工程项目规模不断扩大，同时施工技术及应用材料也面临着新的要求和更高的质量标准。随着科技的不断进步和人们环境保护意识的提升，园林工程中新材料的应用越来越广泛。文章首先详细分析当前园林工程中各类材料的应用占比，从中明确目前我国园林工程中所使用材料的优势及弊端，再探讨园林工程对材料应用的普遍性要求，同时着重讨论园林工程中较为适用的新材料类型，并详细阐述新材料在园林工程中的具体应用价值及应用策略。

关键词：园林工程新材料优势应用策略

马铃薯转录因子StFBH3对非生物逆境胁迫的响应分析

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作物学报 2025年第1期51卷 247-259页

作者：宋倩娜宋慧洋李京昊段永红梅超冯瑞云山西农业大学农学院山西太谷030801 山西省农业科学院作物科学研究所山西太原030031

bHLH (basic helix-loop-helix)作为植物界第二大类转录因子,在植物应对环境胁迫响应中起着重要的调控作用。探究马铃薯(Solanum tuberosum L.) bHLH家族基因功能将为马铃薯改良和育种提供一定的理论依据。本研究克隆了马铃薯StFBH3基因... 详细信息

bHLH (basic helix-loop-helix)作为植物界第二大类转录因子,在植物应对环境胁迫响应中起着重要的调控作用。探究马铃薯(Solanum tuberosum L.) bHLH家族基因功能将为马铃薯改良和育种提供一定的理论依据。本研究克隆了马铃薯StFBH3基因(Gene ID:102582309),利用qPCR技术分析了不同逆境胁迫下StFBH3基因表达模式,结果表明, StFBH3基因在马铃薯根和叶中的表达量较高,且该基因的表达受渗透、高盐和脱落酸(abscisic acid, ABA)诱导;以过表达StFBH3基因的马铃薯试管苗为材料,在分别含有不同浓度甘露醇(mannitol)、NaCl和ABA的MS培养基中,过表达StFBH3马铃薯株系的叶绿素含量显著高于野生型,根长显著长于野生型。在干旱和高盐处理下,土壤栽培的过表达马铃薯株系较野生型表现较强的耐受性,叶片相对含水量、叶绿素含量和过氧化物歧化酶(SOD)活性显著高于野生型。qPCR分析发现,干旱和盐胁迫处理下相关基因(KAT1)的表达量在过表达马铃薯株系中较野生型显著降低。以上结果表明, StFBH3基因可能在马铃薯对渗透、干旱和高盐等胁迫响应中起正向调控作用。本研究也为StFBH3基因在马铃薯中的生物学功能深入理解提供一定的参考依据。

关键词：马铃薯 StFBH3 转录因子逆境胁迫

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基于自研光谱仪的痕量气体光解速率测量研究

光谱学与光谱分析 2025年第1期45卷 15-23页

作者：李浩然曾议朱磊窦科刘志宏常振江宇司福祺中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所环境科学与技术重点实验室安徽合肥230031 中国科学技术大学科学岛分院安徽合肥230026 合肥大学生物食品与环境学院安徽合肥230601

光解速率及其测量技术最早由德国科学家提出,21世纪初Metcon公司开发了光解速率测量仪,该技术在国内得到关注,部分高校和公司对光解速率测量系统开展了研究和开发。国外产品一般体积较大,价格昂贵。国内产品中光谱仪、接收器等核心器件... 详细信息

光解速率及其测量技术最早由德国科学家提出,21世纪初Metcon公司开发了光解速率测量仪,该技术在国内得到关注,部分高校和公司对光解速率测量系统开展了研究和开发。国外产品一般体积较大,价格昂贵。国内产品中光谱仪、接收器等核心器件仍依赖于国外进口,易受国外技术封锁影响。在我国“十四五”国家重点研发计划中“大气与土壤、地下水污染综合治理”重点专项对化学气候综合站检测技术与装备需求引导下,研制了测量大气物质光解速率的光谱仪系统,并满足其核心部件国产化的要求。系统采用自主设计的小型光谱仪作为核心部件,配合各向均匀响应的光学接收器,经实验室光学定标后测得各种物质的光解速率。该系统工作波段为285~430 nm,时间分辨率可达0.1 s,可测物质包括NO_(2)、HONO、HCHO、H_(2)O_(2)等,与国外进口测量仪器对比,各气体物质光解速率的测量误差小于5%,相关性均超过0.93。采用该系统在合肥市董铺岛对大气中气体光解速率开展了长时间的连续监测。对NO_(2)光解速率变化趋势以及NO_(2)光解速率与浓度间的相关性进行分析,发现光解反应与驱动光化反应的能量密切相关,晴天的光解速率数值明显高于阴天与雨天。发现NO_(2)光解速率与浓度的积分曲线间存在一种经验公式,相关性大于0.9,可通过测量NO_(2)光解速率对NO_(2)浓度的累积量进行估计。该系统实现了核心部件的国产化,整体结构简单、便携,方便外场试验安装的同时,降低成本,提高经济性。研究为大气污染综合监测治理提供数据支撑,对各地区的环境监测及污染预防具有参考意义。

关键词：光解速率光谱仪辐亮度光学接收器

一种近红外光谱定量分析软件预测性能评价方法

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光谱学与光谱分析 2025年第1期45卷 213-221页

作者：李蓉郝璐袁洪福何桂梅邓天龙杜彪龚丽岳欣天津科技大学海洋与环境学院天津300457 天津市滨海新区环境创新研究院天津300457 中国环境科学研究院北京100012 北京易兴元石化技有限公司北京101300 中国石油大学(北京) 北京102249

常用的多元分析模型评价指标尚缺乏评价近红外分析软件多项重要预测性能指标的能力,成为近红外光谱仪预测性能以及实际近红外应用中模型适用性评价的痛点。为此,旨在发展一种近红外定量分析软件预测性能的评价方法。以近红外测定汽油烯... 详细信息

常用的多元分析模型评价指标尚缺乏评价近红外分析软件多项重要预测性能指标的能力,成为近红外光谱仪预测性能以及实际近红外应用中模型适用性评价的痛点。为此,旨在发展一种近红外定量分析软件预测性能的评价方法。以近红外测定汽油烯烃浓度为研究对象,收集了192个国Ⅵ汽油样品,包括92#、95#和98#;采集其近红外光谱;按照GB/T 30519-2014测定其烯烃浓度作为参考值,分别使用两种不同的多元分析软件(1种是偏最小二乘(PLS)建模软件,另1种是非PLS的软件),建立了两个校正模型。研究发现,与参考值相比,PLS模型对低浓度样品预测值呈正偏差,高浓度的呈负偏差,即“均值化”现象。常用的模型预测性能评价指标尚不能评价模型预测值的均值化程度,也不能评价:(1)预测值与参考值偏差大于参考方法再现性的样本占比,(2)模型泛化能力。本文针对上述问题,提出了4项新评价指标包括均值化指数(AE)、预测偏差超限值样本占比(Ratio)、异常样本预测偏差(DAS)和孤立样品预测偏差(DIS)。综合常用的评价指标和新评价指标(共12项),对仪器选型的近红外光谱定量分析软件预测性能的评价、实际近红外分析应用中模型适用性的评价均具有实际意义,对近红外分析学术研究也具参考意义。

关键词：近红外光谱多元分析模型评价近红外分析软件评价汽油烯烃浓度

美国博士生资格考试何为:基于四所院系案例的分析

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高等工程教育研究 2025年第1期 153-159页

作者：赵世奎高凌云吴彬北京航空航天大学公共管理学院高等教育研究所北京航空航天大学公共管理学院北京教育科学研究院高等教育科学研究所

博士生资格考试是美国博士生教育过程必不可少的“关键环节”,考试内容及方式体现了院系对博士生知识与能力的要求指向，近年关于资格考试研究多从宏观视角审视，缺乏对微观主体的关注。基于栖居制度主义理论，博士生资格考试制度意义... 详细信息

博士生资格考试是美国博士生教育过程必不可少的“关键环节”,考试内容及方式体现了院系对博士生知识与能力的要求指向，近年关于资格考试研究多从宏观视角审视，缺乏对微观主体的关注。基于栖居制度主义理论，博士生资格考试制度意义构建，是制度-组织-个体相互作用的结果。学生对博士生资格考试的方式、内容及结果的评价显示，美国四所院系分别构建了“高消耗”负累、“无意义”仪式、“强规范”提升、“规范与弹性并存”筑基等四种制度意义。相同制度在不同组织环境及社会互动中生成差异化意义，启示在落实制度过程中，需关注制度、组织、个体三方需求。

关键词：栖居制度主义博士生资格考试意义构建