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  • ISSN 1006-3080
  • CN 31-1691/TQ

2014年40卷2期

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*研究快报* JKR表面能仪的研制及其对纳米复合聚合物水凝胶表面黏结性的表征
沈睦贤, 杜伟, 袁程强, 张建华, 李莉, 郭旭虹
2014, (2) :137-140.
摘要:
基于Johnson Kendall Roberts(JKR)理论在实验室研制了一台JKR表面能仪,并用它研究了纳米复合聚合物水凝胶的表面黏结性能。纳米复合聚合物水凝胶由甲基丙烯酸在纳米黏土Laponite水溶液中聚合而成。这种JKR表面能仪非常适合于定量表征聚合物水凝胶等软物质的表面黏结性能,在生物医学、组织工程、功能性薄膜等领域具有广泛的应用前景。
随机和交替聚电解质与表面活性剂分子相互作用的分子动力学模拟
刘振海, 陈启斌, 彭昌军, 刘洪来
2014, (2) :141-146.
摘要:
采用分子动力学模拟方法研究了由带电链节与不带电的中性链节组成的交替共聚物和随机共聚物与带相反电荷表面活性剂的相互作用,考察了随机和交替共聚物中中性链节的亲、疏水性对所形成复合物的影响。结果表明,当共聚物中中性链节表现为亲水特性时,交替与随机共聚物吸附表面活性剂分子的能力差别不大,在所模拟的浓度区间内,两种聚电解质与表面活性剂均形成瓶刷结构。当中性链节表现为疏水特性时,带电链节的交替分布和随机分布不仅影响了其吸附表面活性剂的能力,也影响了复合物的最终结构。在所考察的表面活性剂浓度范围内,疏水性的随机共聚物与表面活性剂相互作用会形成较大的聚集体,而疏水性的交替共聚物与表面活性剂的作用仅能形成瓶刷结构以及较小的聚集体。
氯铝酸盐离子液体催化邻二甲苯与CO2的羧化反应
仙明明, 顾淼飞, 孙泽能, 张海飞, 程振民
2014, (2) :147-152.
摘要:
用自制的氯铝酸盐离子液体催化邻二甲苯与CO2的羧化反应合成了2,3 二甲基苯甲酸。考察了氯铝酸盐离子液体种类、反应温度、CO2压力、氯铝酸盐离子液体的质量、活化预处理等工艺条件对收率的影响。结果表明,在温度60 ℃、压力3 MPa及加入12 g [BMIM]Cl·2AlCl3的条件下,2,3 二甲基苯甲酸收率可以达到75%。氯铝酸盐离子液体可以替代AlCl3粉末催化羧化反应。并采用红外乙腈分子探针表征离子液体的Lewis酸性,结合羧化反应结果,可以得出:氯铝酸盐离子液体中的AlCl3摩尔分数越大,Lewis酸性越强,催化活性越高。
溴氯化丁基橡胶的制备与性能
袁荞龙, 漆刚, 刘峰, 刘青
2014, (2) :153-160.
摘要:
以丁基橡胶(IIR)为原料,在非啮合反向双螺杆挤出机中制备了氯化丁基橡胶(CIIR),在80 ℃下用液溴溴化CIIR正己烷溶液获得溴氯化丁基橡胶(BCIIR)。用1H NMR、热重分析仪和无转子硫化仪对卤化丁基橡胶的结构、热稳定性和硫化性能进行了研究。结果表明,氯化挤出制备了w(Cl)=1.1%的CIIR,当氯化挤出温度为100~110 ℃时,有利于生成仲位氯代烯丙基结构,CIIR中尚余少量异戊二烯结构。BCIIR中w(Br)为0.2%~0.8%,并随液溴加入量的增加而提高。CIIR的溴化会导致橡胶的重均分子量和不饱和度下降,但不饱和度仍可保持在1.2%左右。CIIR溴化后热稳定性提高,BCIIR的热分解温度高于CIIR,并随溴质量分数的增加而进一步升高;BCIIR的硫化速度明显加快,比CIIR提高了5%,比IIR提高了14%。
等离子体聚合废植物油及其润滑性能
赵晓云, 杨敬一, 陶德华, 徐心茹
2014, (2) :161-166.
摘要:
通过氮气和氩气等离子体聚合废植物油(WO)分别得到高黏度聚合油(WPAR和WPN2)。经凝胶渗透色谱(GPC)和1H NMR分析可知,WPAR和WPN2主要由单体的二聚体及分子量更高的齐聚物组成,是在等离子体作用下通过双自由基中间体的链增长聚合和Diels Alder加成反应得到。四球机测试结果表明:WPAR和WPN2的最大无卡咬负荷(PB)分别达到803.6 N和1 254.0 N,超过了同黏度级别矿物油150BS的承载能力。在测试载荷中WPN2的磨斑直径(WSD)均小于WPAR,显示出优良的抗磨性能。与150BS相比,WPN2展现出较好的减摩性能。
基于RNA-Seq技术的毕赤酵母基因组重注释及新型强启动子的发现与序列分析
亓飞, 蔡孟浩, 周祥山, 张元兴
2014, (2) :167-175.
摘要:
使用RNA-Seq技术,对毕赤酵母进行了转录组测序。基于测序结果,对现有毕赤酵母基因组进行了重注释,修正了基因组序列中的错误位点861处,发现了新转录本249个及可变剪切现象83个,并更正了553个转录本的错误注释。经过表达谱分析,在毕赤酵母中发现了2个新型强启动子,分别命名为P437和P1431,其驱动的转录本的最高转录水平分别为AOX1基因的1.78倍和3.40倍。序列分析显示,P437和P1431序列中存在着多个酵母转录因子的结合位点。
HBD的N端融合蛋白的跨膜转导作用
杜璇, 顾红艳, 李亚丹, 吴珍, 赵健
2014, (2) :176-181.
摘要:
研究人源性穿膜肽HBD的N端融合蛋白的跨膜转导作用。通过DNA重组技术将HBD融合在EGFP蛋白的氨基端(N端),构建重组质粒pET28b HBD EGFP Histag,经IPTG诱导表达和Ni2+ NTA纯化,获得重组蛋白HBD EGFP。通过激光共聚焦显微镜定性观察及流式细胞仪定量检测发现,融合在EGFP氨基端的HBD跨膜转导效率比融合在EGFP羧基端(C端)的HBD转导效率提高了约10倍。实验结果表明,N端融合的HBD EGFP对于外源蛋白具有跨膜运输效果,且比C端融合的HBD具有更高的跨膜转导效率。该结果可为HBD在抗癌药物递送方面的有效应用提供理论依据。
液滴微流控芯片合成单分散PEG水凝胶微球及其粒径调控
刘炳祥, 吴婷, 王振平, 杨晓慧, 杜一平
2014, (2) :182-185.
摘要:
利用液滴微流控技术制备了单分散的微米级聚乙二醇(PEG)水凝胶微球。首先利用流动聚焦型微流控芯片产生单分散的水凝胶微液滴,然后经过紫外光原位引发聚合形成水凝胶微球,系统考察了PEG质量分数、表面活性剂加入量、连续相流速等影响因素,在优化的实验条件下得到了粒径为115 μm、单分散性较好的PEG凝胶微球。
锰(II)-戊二酮多环配合物的合成与光漂白性能
黄睿, 申伟成, 沈永嘉
2014, (2) :186-189.
摘要:
1,3 丙酮二羧酸二甲酯与吡啶 2 甲醛、甲醛、甲胺经Mannich反应生成了一种含戊二酮单元的刚性多环化合物2,4 二(2 吡啶基) 3,7 二氮杂双环[3.3.1]壬烷 N,N 二甲基 1,5 二甲酸甲酯,其结构经1H NMR和MS表征。该化合物为配体与锰(II)离子络合,反应得到一种锰(II)配合物,通过紫外吸收光谱表明,锰(II)配合物在233~286 nm范围内有较强的吸收,最大吸收峰为258 nm;光漂白测试的结果表明,锰(II)配合物与洗涤剂的质量比为0.1%~0.3%时,在10~30 °C的温度范围内经洗涤和光照,可去除棉布上的红墨水污渍。
微生物燃料电池启动过程的电化学行为
殷瑶, 黄光团, 陈建文, 刘勇弟
2014, (2) :190-195.
摘要:
构建了以初沉池污水接种、铁氰化钾作为阴极液的典型H型无介体微生物燃料电池(MFC),考察了MFC在启动过程中的电化学行为。结果表明:在启动期间,MFC开路电压比闭路电压提前达到稳定,电池内阻的变化决定了MFC的启动过程。铁氰化钾阴极电位的变化幅度较小,阳极电位的降低幅度远大于阴极电位,启动过程电压的变化由阳极电位主导。启动中的电化学阻抗谱(EIS)分析表明,电池电荷转移内阻随着启动过程的进行呈现不断下降的趋势,反映了MFC阳极产电微生物的繁殖与驯化过程。
一种基于噪声分类的语音增强方法
袁文浩, 林家骏, 王雨, 陈宁
2014, (2) :196-201.
摘要:
为了提高噪声估计的准确性,改进语音增强方法性能,在改进的最小控制递归平均算法(Improved Minima Controlled Recursive Averaging, IMCRA)的基础上提出了一种基于噪声分类的语音增强方法。该方法首先对含噪语音进行噪声类型的判断,然后根据判定的噪声类型选取相应的最优参数进行噪声估计,最后采用最优修正的对数谱幅度语音估计计算增强后的语音。该方法相对于传统IMCRA算法,在语音信号的还原和背景噪声的抑制两方面都有较好的性能。
考虑中间介质换热的厂际热联合
王彧斐, 王伟, 冯霄
2014, (2) :202-205.
摘要:
厂际间热联合可以使企业各分厂的余热得到更加合理的利用。在以往的厂际热联合方法中,大多考虑使用不同装置的工艺物流相互直接换热的热联合方法,然而将工艺物流在各个分厂间长距离运输,在实际应用中很难实现。而采用中间介质在热源厂与热阱厂之间实施传热的厂际热联合是实际可行的热联合方式。本文提出了采用中间介质换热的厂际热联合方法,主要考虑了中间介质的选取与中间介质参数的优化,以及各厂之间的连接方式等问题。实例分析表明了本文方法具有良好的节能和经济效益。
一种基于F统计量的改进型显著误差检测方法
吴胜昔, 彭竹, 沈凯, 顾幸生
2014, (2) :206-211.
摘要:
工业过程采集的数据的可靠性和准确度直接影响到过程控制、调度及优化等。讨论了数据校正的原理及应用,分析了显著误差检测的意义以及显著误差检测的基本原理。在对两种传统的基于统计量的显著误差检测法讨论的基础上,提出了一种基于F统计量的NT MT显著误差检测方法。该方法将两种传统方法运用其中,仿真结果表明,基于F统计量的改进NT MT方法给出了很好的检测效果,对显著误差的灵敏度很高。
基于计算听觉场景分析的改进清音分离方法
王雨, 林家骏, 袁文浩, 陈宁
2014, (2) :212-217.
摘要:
基于计算听觉场景分析(CASA)的单通道语音分离方法在浊音分离领域已发展得较为成熟,然而由于清音信号具有较小的能量且不包含周期性基音特征,因此清音分离具有较大的困难。根据噪声信号分布的不确定性和不稳定性,提出了基于CASA和谱减的改进清音分离方法。改进方法在剔除了浊音块后,通过基于距离加权的残余噪声估计算法得到每个清音单元中所包含的噪声能量,对每个清音单元进行谱减算法并标记,进一步剔除残余噪声单元,提取出清音信号。实验结果证明:与传统清音分离方法相比,改进方法对时变性残余噪声能量的估计结果更加精确,更能提高清音分离的有效性。
基于时序扩展的邻域保持嵌入算法及其在故障检测中的应用
苗爱敏, 葛志强, 宋执环, 蒋立, 周乐
2014, (2) :218-224.
摘要:
针对动态自相关数据的特征提取和降维问题,提出了一种基于时序扩展的邻域保持嵌入(TNPE)的故障检测方法。针对邻域保持嵌入算法的不足,构建了新的优化目标,在构建局部空间结构特征的基础上,同时提取了数据随时间变化的动态特征。使得投影得到的低维空间不仅和原始变量空间具有相似的空间局部近邻结构,而且具有相似的时序动态结构,因而包含了更多的特征信息。在此基础上,利用TNPE算法将原始过程数据划分为特征空间和残差空间,并分别建立T2和SPE统计量实现工业过程监测。通过对Tennessee Eastman (TE)过程的仿真研究,验证了TNPE算法有效性可行性,并显示出了优越的故障检测能力。
基于校正的无线传感器网络加权定位算法
熊海龙, 刘漫丹, 刘庆威
2014, (2) :225-229.
摘要:
在基于测距的无线传感器网络定位中,获取相邻节点距离值时,往往包含着环境中的各种干扰。为了减少环境干扰对定位精度的影响,在加权定位方法的基础上,利用未知节点附近满足一定距离要求的锚节点,对定位后的节点坐标值进行校正,以达到降低定位误差的目的。仿真结果表明:该方法简单,对降低定位误差有很好的效果。
基于最优化搜索的迭代载波同步算法
沈海鸥, 王永民, 许华, 李晓东
2014, (2) :230-234.
摘要:
码辅助的迭代同步算法将编码增益引入到同步环路中,能够有效实现低信噪比环境下的载波同步。针对低信噪比条件下码辅助同步算法存在参数估计范围小的问题,提出了基于最优化搜索的迭代载波同步算法。该算法通过研究载波偏差与译码软信息的关系,得出一种较简单的评价函数,再利用均匀搜索方式结合改进的Powell算法来获取同步参数的最佳估计,以实现准确的载波恢复。仿真实验验证了该算法在低信噪比条件下,能够有效补偿载波偏移,且具有较大的同步范围,在一定迭代次数之后可逼近理想同步。
量子寄生遗传算法求解Flow Shop及两阶段配送的集成调度问题
谷金蔚, 顾满占, 顾幸生
2014, (2) :235-243.
摘要:
针对Flow Shop及两阶段配送的集成调度问题,考虑各种约束条件,以交货时间最短为目标构建混合整数规划模型。该模型中,第1阶段配送是工件原材料从仓库由吊车搬运到生产车间的加工机器上,第2阶段配送是工件完工后由一辆卡车运送至顾客。根据该集成调度问题特点,提出了基于量子理论和寄生理论的量子寄生遗传算法(Quantum Bio parasitic Genetic Algorithm,QBGA)。该算法设计了能够同时带有工件的运输批次和生产排序信息的编码,该编码保证了每个个体都是充分协调生产能力和运输能力的可行解,同时构建了两个种群——宿主群和寄生群,执行寄生机制与反寄生机制从而增加基因多样性和加快算法收敛速度,最后通过仿真实验验证了QBGA算法的有效性。
基于数据驱动的控制器性能多属性评价方法
齐良才, 李宏光
2014, (2) :244-249.
摘要:
控制器的性能通常表现为多个属性指标,综合涉及了随机性和确定性性能,为此,提出了一个相适应的评价方法。根据特定控制回路对于控制性能的不同要求,对各属性指标分配不同的权重;考虑到不同扰动对于控制性能评价基准的影响,提出了一个基于BP神经网络的过程扰动识别方法;基于历史数据建立评价基准,应用多属性决策方法得出控制器的综合属性评价值,数值实例仿真和TE过程实验证明了所提出方法的有效性。
不规则区域中可压缩流动的数值模拟
季鑫龙, 赖焕新
2014, (2) :250-255.
摘要:
将不可压缩流动的SIMPLE算法推广到可压缩流动的计算中。将二维直角坐标系和轴对称坐标系下的可压缩流动的控制方程用统一的方程式表达,在贴体网格中利用有限体积法进行离散,编制了通用的求解程序。对带有凸包的通道可压缩流动和轴对称坐标系下的马赫反射问题进行了数值模拟,得到的结果与相关文献中的结果吻合,表明了所提算法的正确有效性。
气体动压径向轴承气膜压力分布数值模拟
王建文, 邓耀奇, 袁延昂
2014, (2) :256-261.
摘要:
以动压径向气体轴承为研究对象,采用有限差分法(FEM)离散求解非线性的、稳态的可压缩雷诺方程,用MATLAB软件编写了计算程序,用逐次超松弛迭代法(SOR)进行数值求解,得出空气轴承的气膜压力和气膜厚度分布。在此基础上,分别以气体轴承的半径间隙、工作转速、宽径比、偏心率等参数为影响因子,研究气体轴承的最大气膜压力随影响因子的变化关系。
低压轴流风机的内部涡流特性及气动噪声
徐宇峰, 张杰, 周邵萍, 吴彦东
2014, (2) :262-266.
摘要:
以中央空调中带导风圈的低压轴流风机为研究对象,对其内部涡流特性和气动噪声展开研究。采用大涡模拟计算了均匀进气情况下半管道式低压轴流风机的三维瞬态流场。计算结果表明叶尖涡是其内流场主要特征,叶尖涡的形成、发展和破碎对气动噪声源的分布有重要影响。提取了主要噪声源处的非定常压力脉动进行频谱分析,显示其叶片尾缘处脱落涡频率特征明显。风机的远场噪声采用LES/FW H声类比方法进行预测,结果表明低压轴流风机的气动噪声以宽频成分的紊流噪声为主,预测的声压级频谱与实验吻合得较好。
最优化3-RRR球面并联机器人路径规划方法
陶宗杰, 安琦
2014, (2) :267-272.
摘要:
针对3 RRR球面机器人进行了路径规划方法的讨论,将一种快速寻找最短路径的橡皮筋算法推广到了三维空间,并编制了伪代码。对机器人运动学方程进行了计算分析,得到了其工作空间点云模型。根据其可定向性周期空间的拓扑特性,确定最短路径找寻方向。通过4组算例验证了能量最省路径规划方法的可行性,并给出了各自的点云图,以及1组电机转角的变化曲线。