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基于单宁酸-铁(Ⅲ)改性正渗透膜制备及抗污染性能

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化工进展 2024年第9期43卷 5309-5319页

作者：孙燕谢晓阳冯倩颖郑璐何皎洁杨利伟白波长安大学建筑工程学院陕西西安710061 长安大学水利与环境学院陕西西安710061

采用表面涂覆的方法对三醋酸纤维素(CTA)正渗透膜的活性层进行改性,首先利用单宁酸(TA)与铁离子(Fe^(3+))在膜表面以自组装的形式构建金属-多酚前体层,在此基础上进一步涂覆单宁酸/二乙烯三胺(TA/DETA)亲水功能层,最后借助TA的还原性在... 详细信息

采用表面涂覆的方法对三醋酸纤维素(CTA)正渗透膜的活性层进行改性,首先利用单宁酸(TA)与铁离子(Fe^(3+))在膜表面以自组装的形式构建金属-多酚前体层,在此基础上进一步涂覆单宁酸/二乙烯三胺(TA/DETA)亲水功能层,最后借助TA的还原性在膜表面原位形成Ag/聚乙烯吡咯烷酮(PVP)抗菌功能层,制备了TA/Fe^(3+)-TA/DETA-Ag/PVP改性膜。利用错流式正渗透装置探究动态污染实验中膜通量的变化情况,通过扫描电子显微镜(SEM)和红外光谱(FTIR)分析膜污染前后表面形貌和组成,使用激光共聚焦显微镜(CLSM)对膜表面污染物微观分布进行表征,并对比CTA原膜和改性膜的清洗效能。结果表明:TA/Fe^(3+)-TA/DETA-Ag/PVP改性膜的水接触角由78.79°下降至33.05°,亲水性显著提升。在15天的动态污染实验结束后,CTA膜和TA/Fe^(3+)-TA/DETA-Ag/PVP改性膜的通量分别衰减为各自初始通量的52.14%和72.81%,且与CTA原膜相比,TA/Fe^(3+)-TA/DETA-Ag/PVP改性膜表面的活细菌数量和有机污染物量大幅减少。经过水力清洗和渗透反洗后,TA/Fe^(3+)-TA/DETA-Ag/PVP改性膜的通量恢复率可达80.37%,远高于CTA原膜的49.88%,具有较强的抗污染性。

关键词：膜正渗透表面改性单宁酸污水处理抗污染

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改进哈里斯鹰算法的仓储机器人路径规划研究

系统仿真学报 2024年第5期36卷 1081-1092页

作者：雷旭陈静夷陈潇阳长安大学电子与控制工程学院陕西西安710064

为提高静态环境下仓储移动机器人路径规划效率,解决传统哈里斯鹰(Harris Hawks optimization, HHO)算法在路径规划中存在收敛速度慢且易陷入局部最优的问题,提出了一种基于Tent混沌映射融合柯西反学习变异的哈里斯鹰优化算法(HHO algori... 详细信息

为提高静态环境下仓储移动机器人路径规划效率,解决传统哈里斯鹰(Harris Hawks optimization, HHO)算法在路径规划中存在收敛速度慢且易陷入局部最优的问题,提出了一种基于Tent混沌映射融合柯西反学习变异的哈里斯鹰优化算法(HHO algorithmbasedon Tentchaotic mapping hybrid Cauchy mutation and inverse learning, TCLHHO)。通过Tent混沌映射增加种群多样性,以提高算法的收敛速度;提出指数型的猎物逃逸能量更新策略,以平衡算法的全局搜索和局部开发能力;通过柯西反学习变异策略对最优个体进行扰动,扩大算法的搜索范围,增强全局搜索能力。根据真实仓储环境搭建二维栅格环境模型,并在Matlab中进行仿真对比实验。结果表明:该算法的规划速度、最优路径长度以及最优路径转折次数较对比算法具有较好的效果,验证了应用于智能仓储环境下改进的HHO路径规划问题的可行性和鲁棒性。

关键词：移动机器人路径规划哈里斯鹰优化算法栅格地图多策略改进

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基于扭转剪切试验的沥青混合料抗剪强度分析

大连理工大学学报 2024年第5期64卷 526-533页

作者：栗培龙牛犇孙超徐远长安大学公路学院陕西西安710064 长安大学道路结构与材料交通运输行业重点实验室陕西西安710064

沥青路面的高温抗变形能力与沥青混合料的抗剪强度密切相关.根据路面荷载作用下沥青混合料中矿料颗粒的受力特点及转动状态,自主研发了扭转剪切试验装置.针对不同级配沥青混合料,在不同条件下进行扭转剪切试验;分析了骨架稳定性、沥青... 详细信息

沥青路面的高温抗变形能力与沥青混合料的抗剪强度密切相关.根据路面荷载作用下沥青混合料中矿料颗粒的受力特点及转动状态,自主研发了扭转剪切试验装置.针对不同级配沥青混合料,在不同条件下进行扭转剪切试验;分析了骨架稳定性、沥青用量和温度对扭转剪切特性的影响,建立了考虑骨架稳定性指数、沥青用量和温度的抗剪强度预估模型.结果表明:最大扭转剪切力可以用于评价沥青混合料的抗剪强度;最大扭转剪切力随温度升高呈指数形式减小,随沥青用量增加呈二次函数关系变化,随骨架稳定性指数增大呈幂函数关系增大.构建的抗剪强度预估模型能够较为准确地表征各因素耦合作用下沥青混合料的抗剪强度,可以为沥青混合料优化设计及路面养护决策提供参考.

关键词：沥青混合料扭转剪切试验抗剪强度骨架稳定性指数预估模型

颗粒级配对压实砾砂类氯盐渍土溶陷特性的影响

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建筑科学与工程学报 2024年

作者：张莎莎易方正杨晓华张瑞元陈伟志中铁二院工程集团有限公司长安大学公路学院

为了探究颗粒级配对砾砂类氯盐渍土溶陷特性的影响，针对压实砂类盐渍土（砾砂，粗砂，中砂）和砾石类盐渍土开展室内溶陷试验。试验结果表明：对于砾砂盐渍土，溶陷率随着细颗粒含量的增加呈先增大后减小的趋势；当细颗粒含量一定时，... 详细信息

为了探究颗粒级配对砾砂类氯盐渍土溶陷特性的影响，针对压实砂类盐渍土（砾砂，粗砂，中砂）和砾石类盐渍土开展室内溶陷试验。试验结果表明：对于砾砂盐渍土，溶陷率随着细颗粒含量的增加呈先增大后减小的趋势；当细颗粒含量一定时，随着2～5mm颗粒含量的增加，溶陷率变化趋势与上述相似；对于粗砂和中砂盐渍土，溶陷率随着细颗粒含量的增加而减小，随着2～5mm颗粒含量的增加而增大；对于砾石类盐渍土，随着细颗粒含量的增加，溶陷率先增大后减小；随着含盐量地增加，含盐量对溶陷率的影响程度先增大后减小。以试验结果为基础，采用SPSS软件建立溶陷率与各影响因素关系的分析模型，明确了砾砂类氯盐渍土溶陷敏感参数及其影响权重，其中影响砾砂溶陷率的因素敏感性由大到小依次为细颗粒含量(0.864)，2～5mm颗粒含量(0.126)；影响粗砂溶陷率的因素敏感性由大到小依次为2～5mm颗粒含量（0.772），细颗粒含量(0.257)；影响中砂溶陷率的因素敏感性由大到小依次为细颗粒含量（0.572），2～5mm颗粒含量（0.410）；影响砾石类盐渍土溶陷率的因素敏感性依次为含盐量（0.681），细颗粒含量(0.239)，2～5mm颗粒含量(0.049)。所得结论可以为粗粒盐渍土地区的路基工程设计与施工提供技术参考。

关键词：路基工程氯盐渍土颗粒组成溶陷性

季冻区纳米SiO_(2)改性SAP路面混凝土的耐磨性

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材料导报 2024年第7期38卷 56-61页

作者：申爱琴陈荣伟郭寅川范建航戴晓倩丑涛长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室西安710064

为解决季冻区高吸水性树脂(SAP)路面混凝土耐磨性下降的问题,通过耐磨性试验探索了纳米SiO_(2)(NS)对季冻区SAP路面混凝土磨损量的影响;采用压汞仪(MIP)和扫描电镜(SEM)研究了冻融前后NS改性SAP路面混凝土孔结构和微观形貌的变化,从细... 详细信息

为解决季冻区高吸水性树脂(SAP)路面混凝土耐磨性下降的问题,通过耐磨性试验探索了纳米SiO_(2)(NS)对季冻区SAP路面混凝土磨损量的影响;采用压汞仪(MIP)和扫描电镜(SEM)研究了冻融前后NS改性SAP路面混凝土孔结构和微观形貌的变化,从细微观角度阐述其耐磨性的提升机理;并对其微观结构与耐磨性进行相关性分析。研究结果表明,经150次冻融循环之后,掺有3%NS的改性SAP路面混凝土在200 N磨耗负荷下的磨损量较基准下降30.92%,20~50nm的孔占比上升,50~200nm的孔占比下降,总孔隙量和孔隙率减少,界面区裂缝数量和尺寸大幅降低,内部密实性程度显著提高,耐磨性明显增强。

关键词：季冻区路面混凝土纳米二氧化硅高吸水性树脂耐磨性

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中国动车组车次号编码改进方案研究

铁道标准设计 2024年第9期68卷 18-23页

作者：徐培娟阎致远长安大学运输工程学院西安710064 长安大学长安都柏林国际交通学院西安710064

随着我国高速铁路的不断发展,现行动车组车次编码混乱、容量受限及难辨识等问题日益明显,急需对其进行改进。总结并分析国外铁路旅客列车车次编码方案,借鉴航空编码规则,针对我国现行动车组车次编码方案和高速铁路发展趋势,重点考虑了... 详细信息

随着我国高速铁路的不断发展,现行动车组车次编码混乱、容量受限及难辨识等问题日益明显,急需对其进行改进。总结并分析国外铁路旅客列车车次编码方案,借鉴航空编码规则,针对我国现行动车组车次编码方案和高速铁路发展趋势,重点考虑了车次编码容量、车次运营管理精细度、乘客识记方便程度以及车次文化内涵等因素,提出近期和远期两个阶段的动车组车次编码改进方案。在近期方案中,跨局列车采用“原字母+K+数字”的表达方式,管内列车采用“原字母+N+数字”的表达方式,进一步明确了不同速度等级和运行区域列车车次的概念,增加了开行列车的辨识度,改进后编码容量是现有动车组编码的1.5倍。在远期方案中,取消“D”字头车次编码,划分为“C”字头管内城际列车、“S”字头管内市郊列车、“G”字头跨局高速动车组列车和“W”字头跨局卧铺动车组列车,增加运营公司汉字代码,采用“首字母+运营等级+数字+运营公司代码”的编码方式,改进后车次编码容量是现有车次编码的54倍。此外,在车票购买网站及车票上标注运营列车名称并以不同颜色区分,增加客用车票二维码,进一步丰富列车车次文化内涵,展现不同车次地域特色,同时能在国内、国际上对我国的列车产品及铁路发展情况进行良好宣传。本研究综合考虑旅客列车运行中的多种因素,全方位优化动车组车次编码,为中国高速铁路车次编码改进提供参考。

关键词：车次编码动车组列车划分准则编码容量辨识度文化内涵

g-C_(3)N_(4)/MXene@Ag多功能膜制备及其水净化性能研究

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功能材料 2024年第6期55卷 6009-6018页

作者：于帆王俊怡赵瑞琪骆春佳晁敏颜录科长安大学材料科学与工程学院西安710064

通过真空辅助组装构建g-C_(3)N_(4)/MXene@Ag(CNMA)分离膜。研究表明,银纳米粒子的引入可以增强表面润湿性并优化传质通道,复合膜最高分离通量(对水包1,2-二氯乙烷乳液)为(6812.7±106)L m^(-2)h^(-1)bar^(-1),最大效率可达99.7%。值得... 详细信息

通过真空辅助组装构建g-C_(3)N_(4)/MXene@Ag(CNMA)分离膜。研究表明,银纳米粒子的引入可以增强表面润湿性并优化传质通道,复合膜最高分离通量(对水包1,2-二氯乙烷乳液)为(6812.7±106)L m^(-2)h^(-1)bar^(-1),最大效率可达99.7%。值得注意的是,CNMA复合膜具有显著的抗污能力,在连续使用10次后仍保持稳定的分离性能。此外,MXene@Ag材料能够优化复合膜体系的能带结构,促进电子-空穴(e^(-)-h^(+))的有效空间分离,从而改善光电性能,实现对有机污染物(染料、抗生素)的高效去除,其中对亚甲基蓝染料的降解效率为98%。CNMA分离膜适用于有机污染物场景下的水环境修复,满足实际污水处理要求,具有十足的发展前景。

关键词： g-C_(3)N_(4) 多功能膜油水分离光催化水净化

基于中红外光谱特征增强和集成学习的土壤有机碳含量估算模型研究

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农业机械学报 2024年第8期55卷 382-390页

作者：唐澳华杨贵军杨悦陈伟男徐新刚徐波高美玲张静长安大学地质工程与测绘学院西安710054 农业农村部农业遥感机理与定量遥感重点实验室北京100097 长安大学土地工程学院西安710054

中红外光谱数据在实现土壤有机碳含量的准确、低成本快速预测方面具有巨大潜力。为提高光谱数据估算模型的普适性,本研究利用光谱特征增强策略,并基于Stacking算法结合多种机器学习方法构建了一种高鲁棒性的土壤有机碳含量估算模型。采... 详细信息

中红外光谱数据在实现土壤有机碳含量的准确、低成本快速预测方面具有巨大潜力。为提高光谱数据估算模型的普适性,本研究利用光谱特征增强策略,并基于Stacking算法结合多种机器学习方法构建了一种高鲁棒性的土壤有机碳含量估算模型。采用多种光谱特征增强方法及其组合对土壤中红外光谱进行特征增强,筛选最佳策略;通过应用Stacking算法结合多种机器学习方法构建集成模型,以提高模型泛化能力;将集成模型估算性能与偏最小二乘回归模型(PLSR)、梯度提升树(GBT)和一维卷积神经网络(1D-CNN)模型进行比较分析。研究结果表明,最佳光谱特征增强策略可以显著提高土壤光谱数据与土壤有机碳含量的相关性,最佳Pearson相关系数达到-0.82;相较于PLSR、GBT和1D-CNN等模型,集成模型在各光谱数据下均表现出较高的估算精度,特别是在一阶导变换结合多元散射校正的光谱特征增强策略下,集成模型展现出优良的估算性能(决定系数R^(2)=0.92,均方根误差为1.18 g/kg,相对分析误差为3.52)。本研究方法能够快速、准确地估算土壤有机碳含量,可为现代农业管理提供科学依据。

关键词：土壤有机碳估算模型集成学习光谱特征增强中红外光谱

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三角形结合方案的最优局部修复码构造

上海交通大学学报 2024年第10期58卷 1596-1605页

作者：王静李静辉杨佳蓉王娥长安大学信息工程学院西安710018

局部修复码(LRCs)为用于分布式存储系统中的新型纠删码,能够有效实现海量数据的可靠高效存储,构造具有(r,t)局部性的LRCs已成为当前研究热点.为此,提出基于三角形结合方案的LRCs构造方法,可构造具有任意(r,t)局部性的二元最优LRCs.性能... 详细信息

局部修复码(LRCs)为用于分布式存储系统中的新型纠删码,能够有效实现海量数据的可靠高效存储,构造具有(r,t)局部性的LRCs已成为当前研究热点.为此,提出基于三角形结合方案的LRCs构造方法,可构造具有任意(r,t)局部性的二元最优LRCs.性能分析结果表明,构造的可用性t=2的LRCs达到了最优码率界,构造的具有任意局部性r>2和可用性t>2的LRCs达到了最优最小距离界.与基于近正则图及基于直积码等构造方法相比,本文构造出的LRCs在码率上表现更优且参数选择更灵活.

关键词：分布式存储系统局部修复码三角形结合方案最小距离