华东理工大学学报（自然科学版）

郭永川, 林琳, 唐艳苹, 王艳莉, 沈春银, 詹亮

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20230223001

[摘要](4) [HTML全文](2) [PDF 4388KB](3)

摘要:
以乙烯焦油为原料，采用空气氧化法制得锂离子电池石墨类负极材料用包覆沥青。考察了氧化温度、空气流量和氧化时间对包覆沥青物化性质的影响，并采用元素分析、热重分析、傅里叶变换红外光谱和核磁共振等方法对包覆沥青的物化性质进行了表征。结果表明，提高氧化温度、增大空气流量和延长氧化时间均能提高所制包覆沥青的结焦值和软化点。在氧化温度、空气流量和氧化时间分别为310 ℃、120 L/h和10 h时的最佳制备条件下，所制包覆沥青是具有较高的碳含量（w=93.44%）、较高芳香度和较少侧链（以短链为主）的高品质包覆沥青，其软化点、结焦值、喹啉不溶物含量和收率（质量分数）分别为258.9 ℃、70.19%、0.97%和39.99%。改性后的石墨负极材料，150次循环后的容量保持率有着显著的提升（89.74%）。

基于注意力机制多尺度卷积神经网络的轴承故障诊断

孙俊静, 顾幸生

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20221223001

[摘要](25) [HTML全文](8) [PDF 5667KB](3)

摘要:
提出了基于注意力机制的多尺度卷积神经网络(Multi-scale and Attentive Convolutional Neural Network, MACNN)进行轴承故障分类，该模型以一维Resnet18网络结构为主体，卷积模块采用残差模块和空洞卷积并行方式以达到扩大感受野、避免特征信息的丢失的目的。同时，利用注意力机制可以自动提取有用特征的能力，将模型提取特征作为输入送入注意力机制模块，进一步提高模型故障分类能力。此外，采用边界平衡生成对抗网络(Boundary Equilibrium Generative Adversarial Networks, BEGAN)模型对故障数据增强，改变不平衡数据集的比例，增加数据集样本数量，降低MACNN模型的过拟合，提高诊断的准确率。在帕德博恩轴承数据集（Paderborn University Dataset，PU）上验证MACNN模型，实验结果表明，该模型在特征提取和故障分类方面都表现出了良好的性能，优于当前主流模型。

用于加热卷烟的石蜡改性二醋酸纤维素降温滤嘴的制备与表征

卢昕博, 董晨晓, 徐建, 肖卫强, 徐生立, 王骏, 蒋健, 郭杨龙

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20230324001

[摘要](6) [HTML全文](1) [PDF 4058KB](1)

摘要:
以二醋酸纤维素滤棒为载体，以食品级石蜡为相变吸热材料，采用浸渍法制备了石蜡/醋纤降温滤棒，研究了石蜡熔点和负载量对加热卷烟主流烟气温度的影响，并用TG/DTA、FT-IR、DSC和SEM等技术对石蜡/醋纤滤棒进行了表征。石蜡/醋纤滤棒是通过醋纤滤棒的吸附作用完成复合，在抽吸过程中具有良好的热稳定性，当52^#石蜡乳化液浓度为60%时，即石蜡负载量为35 mg时，由石蜡/醋纤滤棒组成的三段式降温滤嘴对主流烟气具有显著的降温效果，可将主流烟气温度从68 ℃降低到42 ℃。

有机胺改性树脂基球形活性炭对二氧化碳的吸附行为

胡经纬, 苏静雯, 刘思彤, 李诗琪, 陈纪莹, 詹亮

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20230301001

[摘要](24) [HTML全文](33) [PDF 4428KB](6)

摘要:
以球形结构的固废离子交换树脂为原料，经CO₂活化、酸洗处理制得具有较高比表面积和较大中孔孔容的树脂基球形活性炭（HRSAC），然后在其表面负载聚乙烯亚胺（PEI）制得吸附材料，并系统考察了PEI负载量和吸附温度对其CO₂吸附性能的影响。结果表明，在活化温度为950 ℃、活化时间为1 h的最佳活化工艺条件下所制树脂基球形活性炭并经酸洗处理后的比表面积为1365 m²/g，中孔孔容为2.04 cm³/g，中孔孔径主要分布在10~40 nm之间。所制PEI-HRSAC吸附材料的CO₂吸附性能随吸附温度和PEI负载量的提高先增大后减小；当PEI负载量为65%，吸附温度为75 ℃时，所制吸附材料对CO₂的吸附量达到最高，约为4.09 mmol/g，在经过4次循环吸脱附后吸附量仍保持在较高水平（3.66 mmol/g）。

基于BPNN-SVM-ELM融合算法的气化炉预测模型

王恺洲, 韩洋, 仇鹏, 许建良, 代正华, 刘海峰

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20230301002

[摘要](9) [HTML全文](5) [PDF 3754KB](4)

摘要:
基于GA-BPNN、GA-SVM、ELM单一数据驱动模型稳定性差、信息熵线性融合模型建立时间成本高的问题，提出信息熵Stacking融合建模法。使用工厂实际生产数据，以气化炉负荷、进料压力与流量、激冷水流量为输入，气化炉出口温度、水洗塔出口合成气温度与流量、合成气组成为输出，建立了气化炉的信息熵Stacking融合预测模型。结果表明：信息熵Stacking融合模型预测项——气化炉出口温度、水洗塔出口合成气温度与流量、合成气CO含量、H₂含量的平均相对误差（MRE）值分别为1.89.%、0.17%、0.78%、0.95%与0.71%，表现良好且较单一数据驱动模型更加稳定，拟合速度较信息熵线性融合模型提升约20%。模型可结合优化算法应用于气化过程氧煤比等操作条件的在线优化，优化气化炉气化温度，提高过程有效气产率。

直接法合成棕榈酰基甲基牛磺酸钠的催化剂筛选和反应动力学

郑雯雨, 沈君尧, 奚桢浩, 王杰, 郭旭虹

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20230110001

[摘要](11) [HTML全文](2) [PDF 3792KB](7)

摘要:
N-酰基氨基酸型表面活性剂具有优良的表面活性、安全性、生物降解性，广泛应用于日化、医药、食品等领域。论文以棕榈酸和N-甲基牛磺酸钠为原料经直接法合成棕榈酰基甲基牛磺酸钠，对比分析了金属氧化物、金属氯化物和硼酸系催化剂对棕榈酰基甲基牛磺酸钠合成反应的影响，筛选出适宜的催化剂，并进行反应动力学研究。结果表明，2-氯苯硼酸可有效催化反应，其用量为棕榈酸质量的4%时，棕榈酰基甲基牛磺酸钠的收率达到97.5%，选择性达到98.4%。在棕榈酸过量的情况下，反应活化能为68.0 kJ/mol，指前因子为1.6×10¹⁰ h⁻¹。

单层多孔石墨烯膜结构对C₂烃气体分离性能影响分子动力学研究

奚靖宇, 黄凯, 练成, 刘洪来

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20230316001

[摘要](12) [HTML全文](5) [PDF 4451KB](5)

摘要:
C₂烃是石油化工中重要的中间体。目前常用低温精馏法分离C₂烃气体获得聚合级纯度的气体单体，但该过程耗能巨大。通过膜分离技术分离C₂烃气体，可极大地减少能耗和降低生产成本。单层多孔石墨烯膜具有良好的气体分离性能，具有分离C₂烃气体的潜力，然而相关研究较少。本文利用分子动力学模拟研究了孔径、孔形状、官能团修饰对的纳米多孔石墨烯膜分离C₂烃气体的效率和选择性的影响。结果表明孔径为4.39 ~ 4.84×10⁻¹⁰ m的石墨烯膜对乙烷的截留性能较好，乙烯的通过率较高；圆形孔具有较高的气体通过效率而扁平的孔具有较高的气体分离的选择性，孔短径为5.10 ×10⁻¹⁰ m、孔长径为11.64 ×10⁻¹⁰ m的石墨烯膜乙烯通量较大，对乙烷的截留性能较好；孔径为5.96 ×10⁻¹⁰ m且孔口周围带有两个羧基的石墨烯膜对乙烯的截留性能较好，乙炔的通过率较高。所得模拟结果为实际设计高效、高选择性分离C₂烃气体的单层多孔石墨烯膜提供理论见解。

含乙醇胺三元低共熔溶剂吸收CO₂的研究

李秀婷, 邵斌, 练昕宜, 韦凯媛, 李天阳子, 钟缪亦兰, 胡军, 王小永

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20230109001

[摘要](28) [HTML全文](16) [PDF 4047KB](8)

摘要:
制备了氯化胆碱（ChCl）∶甘油（Gly）−乙醇胺（MEA）三元低共熔溶剂（DES），研究了其在室温和常压下对CO₂的吸收性能。在4种不同DES物质的量之比样品中，ChCl−Gly−MEA（物质的量之比为1：1：10）的CO₂吸收量最高，为0.18 g CO₂/g DES。CO₂流速越高、含水量越低，ChCl−Gly−MEA三元DES对CO₂的吸收量越高。ChCl−Gly−MEA三元DES吸收CO₂同时存在物理吸收和化学吸收，MEA的加入会显著提高化学吸收作用。经5次吸收−解吸−再吸收后，ChCl−Gly−MEA三元 DES仍保持97.3%的再生效率，说明该含MEA的ChCl−Gly−MEA三元DES具有良好的再生性。

肉桂酸疏水改性透明质酸的聚集及其光谱性质

包舟杰, 王小永

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20230307001

[摘要](16) [HTML全文](6) [PDF 3810KB](6)

摘要:
通过肉桂酸（CA）与透明质酸（HA）的酯化反应，制备了肉桂酸疏水改性透明质酸（CA-HA）。使用表面张力、芘荧光探针、动态光散射和Zeta电位方法研究了CA-HA在水溶液表面和溶液中的聚集性质。紫外光照后，CA-HA在250~325 nm的紫外吸收未出现明显蓝移。这说明CA-HA能够抑制CA接枝基团的光异构化，使CA接枝基团保持反式构型。除了CA接枝基团的荧光发射峰，CA-HA在370~500 nm出现CA接枝基团二聚体的荧光发射峰。随着CA-HA浓度的增大，CA-HA能够产生明显增强的聚集诱导荧光。同时，CA-HA乳液在UVB波段（275~320 nm）具有良好的防晒性能。

脂肪酸低共熔溶剂对姜黄素的溶解作用

靳旭康, 段奇, 李秀婷, 韩朝阳, 王小永

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20230228001

[摘要](9) [HTML全文](9) [PDF 4023KB](6)

摘要:
制备了辛酸（C8）分别与癸酸（C10）、月桂酸（C12）及肉豆蔻酸（C14）形成的低共熔溶剂（DES）。三种脂肪酸DES对姜黄素的溶解度分别为1.11、1.24和1.44 mmol/L，比姜黄素在水中的溶解度分别提高了约30、33和39倍。通过Gaussian模拟计算，姜黄素与C8、C10、C12及C14形成的分子缔合物的吉布斯自由能分别为−48.49、−64.27、−91.26、−120.59 kJ/mol。姜黄素与最长烷基链的C14形成“三明治”型分子缔合物，具有最强的氢键和疏水缔合作用，使姜黄素在C8-C14脂肪酸DES中表现出最高的溶解度、紫外吸收和荧光发射强度。姜黄素在三种脂肪酸DES中均具有显著提高的稳定性和DPPH自由基清除能力。

低介质损耗乙烯基树脂材料的制备与性能

张坤, 邹静, 周友, 唐安斌

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20230219001

[摘要](29) [HTML全文](11) [PDF 3883KB](7)

摘要:
使用双酚A（BPA）和4-乙烯基苄氯（VBC）为原料合成一种乙烯基树脂单体（VLBPA），采用了液相色谱、红外分析和核磁表征方法，确定了产物结构，探究了产物的最优合成条件；在145 ℃/1.5 h+175 ℃/2 h+210 ℃/4 h固化条件下制备VLBPA固化物，测试了热学性能和介电性能。结果表明，产物的最优合成条件为：反应物摩尔比为BPA∶VBC∶NaOH=1∶2.8∶2.4，反应时间为7 h，产率可达到92.76%。DSC分析表明，VLBPA在117.7 ℃时存在融化的吸热峰，在156.3 ℃时存在乙烯基的交联放热峰。树脂固化物在N₂气氛下5%热失重温度达到了400.5 ℃，具有良好的热稳定性能；在频率为10 GHz下，介电常数（D_k）为2.79，介质损耗（D_f）为0.0065。

石墨烯介导铁还原菌耦合针铁矿体系降解四氯化碳

刘乔丹, 李辉, 刘勇弟

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20221209001

[摘要](23) [HTML全文](16) [PDF 4019KB](5)

摘要:
研究了氧化石墨烯（GO）、还原氧化石墨烯（rGO）及双氧水改性还原氧化石墨烯（rGO(H₂O₂)）三种石墨烯对铁还原菌耦合针铁矿体系铁还原过程以及强化降解四氯化碳的机理。研究结果表明：不同石墨烯均能有效促进铁还原菌还原针铁矿和铁还原耦合针铁矿体系对四氯化碳的降解，以rGO促进作用最为显著，其机理主要与石墨烯表面上的醌类等基团具有更强的电子传递能力、吸附态Fe(II)浓度高及生成还原能力强的次生铁矿蓝铁矿等有关。

基于自适应深度置信网络的压力变送器温度补偿方法研究

高彬彬, 顾幸生, 王鑫

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20230114001

[摘要](11) [HTML全文](5) [PDF 3972KB](4)

摘要:
随着现代压力变送器检测技术和人工智能技术的不断发展，在航空航天、石化、核电等领域对压力变送器的稳定性、实时性、测量精度等方面有了更严格的要求。而工作环境的温度会对设备精度造成巨大影响，导致变送器测量值出现偏移。针对此问题，本文提出了基于自适应深度置信网络的高精度压力变送器温度补偿方法。深度置信网络(Deep Belief Networks, DBN)在无监督学习阶段提取数据的特征，然后在有监督阶段使用少量的数据对网络参数进行微调；利用白鲸优化算法(Beluga whale optimization, BWO)在全局搜索和局部寻优之间达到平衡的能力，有效地提高DBN网络的优化效果；引入Metropolis准则和适应度平衡因子，进一步提高算法的全局寻优能力以及模型收敛速度。实验拟合后的数据精度能达到0.0048%，远高于现有的最高标准0.05级。通过一系列对比分析，验证了补偿算法的准确性和实用性，自适应深度置信网络能大幅度弥补压力变送器的温度漂移，使变送器满足更高精度的测量要求。

基于子句抽取的文本摘要自动提取算法

朱兵兵, 罗飞, 罗勇军, 丁炜超, 黄浩

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20221122001

[摘要](60) [HTML全文](27) [PDF 3474KB](16)

摘要:
TextRank算法及SWTextRank等改进算法在抽取式摘要生成中得到了广泛的应用，但它们都没有有效地解决抽取式摘要所存在的冗余性问题。为此，提出一种基于子句抽取的文本摘要自动提取算法（PTextRank）。首先，使用Sinica Treebank(STB)对每个句子进行语法标记，进而基于子句设置抽取单元；接着，使用BERT构建标题和每个子句的特征向量，并计算子句特征向量间的相似性，将其存放在相似度矩阵中；最后结合子句位置、子句与标题的相似度等调整子句相似度矩阵，迭代计算直至收敛，进而选取得分最高的子句作为最终摘要。实验分析表明，PTextRank算法有效地避免了多个句子中存在的冗余信息，且相比于TextRank和SWTextRank，PTextRank生成摘要的准确率至少提高6%，同时生成的摘要质量更好。

中文重叠关系抽取的动态分层级联标记模型

张利, 张欢欢, 袁玉波

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.202302210

[摘要](26) [HTML全文](8) [PDF 3844KB](7)

摘要:
构建了动态分层级联标记中文重叠关系抽取模型（RWG-LSA）。首先基于预训练语言模型和gated机制构建了动态字词融合特征学习模型（RWG），有效避免了主体标记模块的特征缺失和无法并行计算等问题；其次引入动态权局部自注意力（LSA），自主学习到主体层面的语义特征；最后在有效融合了输入序列的全局和主体局部特征的基础上，实现RWG-LSA模型对文本中实体对和关系的抽取。在SKE中文数据集上的实验表明，本模型对重叠关系抽取有显著效果，F1值达到了82.44%。

基于动态最小支持度的增量频繁序列挖掘

贺帆, 刘漫丹, 钟超

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.202212310

[摘要](13) [HTML全文](3) [PDF 3776KB](6)

摘要:
为了实现在轨迹数据集新增数据且最小支持度变更情况下，频繁轨迹集能够快速更新，以及解决轨迹数据库占用大量存储空间的问题，提出基于动态最小支持度的增量频繁序列挖掘算法。该算法能够充分利用频繁轨迹集信息，在有新增轨迹数据加入原始轨迹数据集且最小支持度变更时，通过频繁轨迹序列与频繁1序列相连接生成候选序列，利用非频繁轨迹后缀子序列置信度来估计非频繁轨迹支持度，实现动态更新频繁项集，并且在挖掘频繁轨迹后不再需要保存原始轨迹数据。通过轨迹数据集的挖掘实验，验证了本文算法支持度估计的精度和算法的有效性。

长石质陶瓷磨损研究及有限元数值模拟

王萍萍, 孟令磊, 朱亚, 陈建钧

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20230107001

[摘要](28) [HTML全文](4) [PDF 7398KB](5)

摘要:
从磨损性能实验和有限元分析两方面对长石质陶瓷材料的磨损机理开展研究。利用高速环-块摩擦磨损试验机在10、20、30、40 N载荷下对Sirona CEREC Blocks长石质瓷块进行35万次磨损实验，得到磨损质量、磨损速率等关于载荷、磨损次数的变化情况，根据所得变化曲线将长石质陶瓷的磨损过程分为3个阶段并观察了各阶段的磨损表面形貌。对Archard磨损模型进行修正改进并基于此通过ABAQUS中UMESHMOTION子程序开展有限元仿真研究。在ALE自适应网格区域选取两种节点路径，于3×10⁵次磨损工况下对4种不同载荷下的磨损过程对进行仿真分析，并与实验值对比验证，所得10 N载荷工况下误差最大为12.18%，30 N载荷工况下误差最小为8.64%。

基于模拟退火粒子群算法与小冲杆试验确定材料塑性性能的方法

单应强, 钟继如, 王琼琦, 关凯书

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20221219001

[摘要](23) [HTML全文](7) [PDF 4642KB](6)

摘要:
为了能够准确合理的从小冲杆试验曲线中获取材料的塑性参数，提出了一种基于模拟退火粒子群算法和有限元模拟获得材料断后伸长率及断面收缩率的方法。首先通过小冲杆试验获取X65、X70管线钢的载荷-位移曲线；其次利用模拟退火粒子群算法和有限元模拟相结合的方法，使得小冲杆模拟曲线逼近试验曲线，进而识别Johnson-Cook（J-C）本构模型参数；最后将识别的参数用于模拟单轴拉伸试验，从而获取材料断后伸长率和断面收缩率。该方法所获得的两种管线钢的断后伸长率和断面收缩率与单轴拉伸试验结果的最大相对误差分别为23.58%，3.70%。

三七药渣中多糖提取工艺优化及其动力学分析

顾丽芸, 罗知微, 王承潇, 韩伟

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20230104001

[摘要](28) [HTML全文](12) [PDF 3683KB](6)

摘要:
以三七药渣为原料，研究了超声辅助提取三七药渣中三七多糖的优化工艺，并对其提取过程进行动力学分析。在单因素实验的基础上，利用BBD响应面法优化提取工艺条件为：超声温度60 ℃、超声功率136.8 W、超声时间53 min、液固比43 mL/g，此时多糖得率为6.79%。通过测定不同超声功率、不同超声时间下提取液中的多糖浓度，计算出了超声辅助提取三七药渣中三七多糖的提取速率常数、相对萃余率，验证了所推导的动力学模型，拟合得到了半衰期以及有效扩散系数回归方程。

转子钢20Cr13表面硬质PVD涂层摩擦磨损性能分析

杨剑, 沙鹏, 李伟, 沈奎双, 雷学林

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20221212001

[摘要](45) [HTML全文](19) [PDF 7888KB](6)

摘要:
通过多弧离子镀与磁控溅射结合工艺在20Cr13表面分别制备CrN、TiN、TiAlCrN三种PVD涂层，研究三种涂层的摩擦磨损性能。结果表明各类涂层均能提升基材性能，其中TiAlCrN涂层试样硬度较高（6923 HV），CrN涂层试样薄膜结合力较高（30 N），表面质量较优，TiN涂层试样对比另外两种涂层试样性能较差。TiAlCrN涂层试样摩擦系数较高（0.619），其硬度高、结合力好，耐磨损能力较强，TiAlCrN涂层与CrN涂层在摩擦磨损试验中表面所形成的耐磨、抛光作用的氧化膜增强了基底耐磨性能。综合考虑，TiAlCrN涂层为转子表面理想耐磨涂层。

基于立方Farrow结构的插值细搜频偏估计算法

陆俊宇, 李钰

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20221109001

[摘要](68) [HTML全文](24) [PDF 4567KB](5)

摘要:
在高动态通信环境中，由相对运动引起的多普勒频移会在接收机下变频所得的基带信号中引入残留频偏，致使基带信号的相位发生偏离。对频偏进行精确估计是提升高动态环境通信质量的重要途径。传统方法通常通过对快速傅里叶变换（Fast Fourier Transform，FFT）后所得频谱进行一维搜索来估计载波频偏值，只能估计整数倍频点。为了进一步提高频偏估计的精度，本文提出了一种基于立方Farrow结构的插值细搜（Interpolation Detail Search, IDS）算法。仿真结果表明，此算法仅在16倍插值条件下就得到了逼近克拉美罗界（Cramer-Rao Bounds，CRB）的频偏估计性能，信噪比精度损失仅为1.2 dB，具有良好的估计性能。

基于双层自适应集成残差主成分分析的复杂非线性过程监测

唐徐佳, 卢伟鹏, 颜学峰

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20221210001

[摘要](45) [HTML全文](22) [PDF 4475KB](7)

摘要:
多元统计监测方法常使用正常数据选取特征，而现实过程中，不同的故障将影响不同的特征，并且这些特征可能随着时间和控制系统的作用而变化。当故障发生并随时间变化时，要想获得更好的故障检测能力，就需要聚集有效的故障敏感特征。因此，本研究提出了一种双层自适应集成残差主成分分析(AERPCA)模型，其子模型包含不同的特征，并突出地呈现一个或多个相关故障。在主空间中获得多个线性子模型以及在残差空间中获得多个集成的非线性子模型后，利用滑动窗口确定当前时刻监控效果最好的模型。采用田纳西-伊士曼过程验证了AERPCA的有效性。

不同碳源对E. adhaerens产维生素B₁₂发酵代谢动力学分析

陈欣怡, 栗波, 赵杜娟, 汪博伦, 郭华楠, 付丽, 刘爱军, 杨辉, 王泽建

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20221129002

[摘要](63) [HTML全文](28) [PDF 3922KB](15)

摘要:
考察了Ensifer Adhaerens （E. adhaerens）在不同碳源条件下（麦芽糖、蔗糖、葡萄糖和果糖）的生理代谢特性，并利用Logistic和Luedeking-Piret模型深入分析了黏着剑菌发酵过程生长动力学及产物合成动力学特性变化。结果表明，蔗糖能够显著促进E. adhaerens的生长和合成代谢，补料批培养条件下发酵单位分别比葡萄糖、麦芽糖、果糖组高出53%、40%、103%；发酵代谢动力学分析表明，不同碳源条件下，E. adhaerens生产维生素B₁₂呈现部分生长偶联型；蔗糖为最优碳源，具有最大比生长速率和最高发酵单位，分别为0.054 h⁻¹和（115±1.56） mg/L。E. adhaerens发酵过程中，蔗糖能够被逐渐分解为葡萄糖和果糖，维持合适的葡萄糖生成速率，用于提供足够的能量和前体用于菌体生长和VB₁₂合成，有效缓解了高葡萄糖浓度对菌体生长和产物合成的抑制。

新型PCV2 衣壳融合蛋白在HEK293F细胞瞬时表达研究

罗清平, 彭妍, ALI Mohsin, 庄英萍, 郭美锦

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20221112002

[摘要](47) [HTML全文](19) [PDF 4888KB](5)

摘要:
猪圆环2型病毒（Porcine circovirus type 2，PCV2）衣壳蛋白（Capsid）是制备抗猪圆环2型病毒亚单位疫苗的有效免疫抗原，能在大肠杆菌及杆状病毒/昆虫细胞表达系统中获得表达。然而在哺乳细胞中的表达研究仍然缺乏。瞬时表达条件考察结果显示，采用宿主HEK293F细胞及PE-40kDa转染试剂能获得35%病毒PCV2 Capsid基因细胞转染效率。PEI/DNA比例差异会影响复合物形成大小及形态，复合物形成15-80 nm颗粒有利于转染效率的提高。实验以免疫逃逸型猪圆环病毒2b型NDSU41513病毒株，设计了新型PCV2衣壳融合蛋白Capsid(△1-41aa)-Fc(pig) (简称PCFP)。在3L反应器中成功实现了HEK293F细胞瞬时表达PCFP，表达水平达到3.8 mg/L。PCFP蛋白能够自主装形成约为41 nm类病毒颗粒，诱导小鼠机体内产生了强烈的体液免疫反应，具有很高的应用潜力。

基于网络药理学和设计空间优化黄芩提取工艺

罗知微, 顾丽芸, 韩伟, 薛东升

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20221224001

[摘要](40) [HTML全文](23) [PDF 5415KB](8)

摘要:
利用超高效液相色谱-四级杆飞行时间质谱分析黄芩提取液的物质基础，从中鉴定出了26个黄酮与黄酮醇类化合物，并以药物和疾病为导向，利用网络药理学筛选黄芩苷、野黄芩苷、汉黄芩苷和汉黄芩素为主要活性成分。将这些物质的得率作为提取工艺优化的评价指标，以先水提后醇提的方法，通过确定性筛选实验设计考察工艺参数对指标的影响，从而建立黄芩提取的设计空间，推荐的操作范围为：第一次提取时间为35~45 min，液固比（mL/g）为16~18；第二次提取乙醇浓度为35%~45%，温度为78~82 ℃，时间为45 min，液固比（mL/g）为14~16。本研究中的提取工艺经验证稳定可靠，提高了工艺研究与药物临床的相关性，可为实际的质量提升与工艺开发提供思路。

基于TF-IDF和多头注意力Transformer模型的文本情感分析

高佳希, 黄海燕

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20221218002

[摘要](149) [HTML全文](70) [PDF 4666KB](19)

摘要:
文本情感分析旨在对带有情感色彩的主观性文本进行分析、处理、归纳和推理，是自然语言处理中一项重要任务。针对现有的计算方法不能充分处理复杂度和混淆度较高的文本数据集的问题，提出了一种基于TF-IDF（Term Frequency-Inverse Document Frequency）和多头注意力Transformer模型的文本情感分析模型。在文本预处理阶段，利用 TF-IDF算法对影响文本情感倾向较大的词语进行初步筛选，舍去常见停用词及其他文本所属邻域对文本情感倾向影响较小的专有名词。之后，利用多头注意力Transformer模型编码器进行特征提取，抓取文本内部重要的语义信息，提高了模型对语义的分析和泛化能力。该模型在多领域，多类型评论语料库数据集上取得了98.17%的准确率。

考虑工时不确定性的混流U型装配线平衡的分布鲁棒优化方法

周剑扬, 张凌波

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20221031001

[摘要](75) [HTML全文](37) [PDF 4137KB](12)

摘要:
在以人工装配为主的流水线生产中，工时的不确定性是影响生产节拍的重要因素。考虑到随机优化要求精确的概率分布信息、鲁棒优化保守性较高等不足，本文针对工时不确定条件下混流U型装配线平衡问题，采用以经验分布为中心、Wasserstein距离为半径的模糊集对工时的不确定性进行描述，并以最小化生产节拍为优化目标，建立装配线平衡问题的分布鲁棒优化模型。为了降低模型的复杂性，利用强对偶理论将模型转换为易于求解的形式；为保证解的鲁棒性，设计了一种鲁棒性指标并将其作为模型的约束条件。针对上述模型，通过设计一种基于区间数的解码方式，并引入自适应交叉和变异概率，给出了一种改进的遗传算法。最后通过标准算例和断路器抽架生产实例进行了数值仿真实验，结果表明相较于随机优化和鲁棒优化方法，所建立模型在降低结果保守性的同时保持较高的鲁棒性，并且针对问题所提出的改进遗传算法具有良好的寻优能力。

基于多粒度网络预测增强子-启动子相互作用

刘志豪, 王会青, 李浩琳, 韩家乐

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20221213001

[摘要](89) [HTML全文](31) [PDF 3828KB](5)

摘要:
准确识别增强子-启动子相互作用（EPIs）对疾病来源追踪和发展基因疗法有重要意义。现有预测方法缺乏对序列不同粒度信息的关注，提取增强子、启动子序列包含的不同粒度特征有助于从多层级分析EPIs。因此，提出EPIs预测模型EPI-PBGA，分别通过卷积子网络和双向门控单元注意子网络提取序列的细粒度、粗糙粒度特征。基于EPIs普遍存在的细胞特异性，在不同细胞系进行粒度选择，选定最优粗糙粒度。在粗糙粒度，通过元件-全局递进策略处理掩源的元件子序列，进而捕获多种关联特征。实验结果表明，EPI-PBGA在6个基准数据集表现出较好性能，有效预测EPIs。

多采样率双通道有源噪声反馈控制系统的研究

杨丽民, 周邵萍, 李锦良, 邢改兰

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20221223003

[摘要](57) [HTML全文](164) [PDF 5148KB](10)

摘要:
传统有源噪声控制系统中的音频编解码器只能使用高速率的单一采样率，因此系统中的建模滤波器和自适应滤波器需要的长度较长，而且预留给每次迭代计算的时间很短，这导致了计算量大、难以实现实时在线计算的问题。针对以上困难，首先提出一种多采样率的方法，即采用抽取和插值的方法为有源噪声控制系统提供更低的采样率，减少计算量的同时增加可用于迭代计算的时间，并基于最小均方算法对次级声通道进行建模，推演多采样率双通道反馈有源噪声控制系统模型；其次搭建基于座椅头靠和数字信号处理器的实验平台，对多采样率的双通道有源噪声反馈控制系统的有效性进行实验验证。验证结果表明，针对低频噪声，在相应的频段上本降噪系统可以达到约15 dB的降噪量，降噪效果明显。

载rhBMP-2聚乳酸/磷酸钙支架在兔脊柱融合中的应用

王萌, 张爽, 王靖, 曹雪华, 岳述荣, 刘昌胜

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20221009002

[摘要](63) [HTML全文](24) [PDF 5403KB](7)

摘要:
脊柱融合术是治疗脊柱退变性疾病的常用方法，提高植骨材料的成骨活性对提高脊柱融合效果具有重要意义。重组人骨形态发生蛋白-2（rhBMP-2）是一种促进新骨生成的生长因子，能够快速诱导骨修复。将rhBMP-2通过物理吸附负载于聚乳酸/磷酸钙多孔支架表面，再将表面涂覆羟丙甲基纤维素（HPMC）涂层，得到HPMC涂层改性的载rhBMP-2聚乳酸/磷酸钙支架。rhBMP-2的负载使支架具有诱导成骨活性，而HPMC涂层能够使rhBMP-2的释放减缓，有利于促进新骨生成。将该支架植入兔脊柱12周后发现脊柱椎体间生成了连续的骨组织，达到了骨性融合，因此HPMC改性的载rhBMP-2聚乳酸/磷酸钙支架是一种可用于脊柱融合植骨的理想材料。

基于密集多尺度特征和双注意力模块的皮肤病变分割

费承, 罗健旭

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20221108002

[摘要](105) [HTML全文](49) [PDF 4041KB](5)

摘要:
针对皮肤病变分割任务中病变区域大小不一、形状各异、内部像素差异大、边界模糊、周围存在气泡等问题，提出了一种基于密集多尺度特征和双注意力模块的U型分割网络DDAnet。该网络中的DenseASPP模块通过密集连接多个空洞卷积层来获取丰富的多尺度信息，同时由CAM和PAM构成的双注意力模块通过编码全局上下文信息，在通道和位置上对特征图进行重新配准，实现对相关特征的强调和对无关特征的抑制。两个模块并行连接，共同作用以提高分割精度。在ISIC2018数据集上，DDAnet的Acc、JI、DC、Sen和Spec指标值分别为96.75%、85.00%、91.36%、91.82%和97.42%，分割结果优于其他的分割网络，并且对于极具挑战的病例，DDAnet仍然能够产生准确、可靠的分割结果，说明其具备在临床诊断中辅助医生进行皮肤病变分割的潜力。

基于属性描述的多单元过程零样本故障诊断

易永率, 赵海涛

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20221024001

[摘要](89) [HTML全文](24) [PDF 5184KB](15)

摘要:
传统的基于数据驱动的故障诊断方法依赖于大量带标签的故障样本，但在化工过程中没有目标故障样本可供训练的情形十分普遍。针对该问题，引入零样本学习(zero-shot learning, ZSL)的思想，提出了基于属性描述的多单元自注意力机制(attribute-description-based multi-unit self-attention mechanism, AMSM)的故障诊断方法。首先，语义自编码器提取样本中包含故障属性的语义信息；其次，自注意力机制利用语义信息自适应地调节各个单元特征间的相关关系进行属性学习；最后，通过比较属性矩阵的相似度实现故障诊断。基于田纳西—伊斯曼(Tennessee-Eastman, TE)过程设计了零样本故障诊断实验，结果表明AMSM能在没有目标故障样本的情况下实现故障诊断。

甘蔗糖蜜促进类球红细菌辅酶Q₁₀的糖转化效率

葛燕, 栗波, 刘爱军, 肖慈英, 陈必钦, 朱志春, 梁剑光, 庄英萍, 王泽建

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20221109003

[摘要](96) [HTML全文](30) [PDF 3733KB](8)

摘要:
考察了甘蔗糖蜜对类球红细菌发酵生产辅酶Q₁₀生物合成的影响，优化得到了最佳的甘蔗糖蜜添加工艺，提升了糖转化率，大幅度降低了生产成本。研究表明，不同碳源底物对辅酶Q₁₀产物合成有较大的影响，其中葡萄糖为最适碳源，利于类球红细菌菌体的生长和辅酶Q₁₀的合成。通过正交试验对辅酶Q₁₀发酵培养基进行了优化，当甘蔗糖蜜质量浓度为20 g/L，葡萄糖质量浓度为30 g/L，KH₂PO₄质量浓度为 1 g/L时，对类球红细菌生长和辅酶Q₁₀合成均有利，且辅酶Q₁₀发酵效价达到了380.1 mg/L，糖转化率12.71 mg/g。在30 L发酵罐上进行发酵放大，通过采集分析辅酶Q₁₀发酵过程生理参数，进一步验证了甘蔗糖蜜有利于菌体代谢活力的维持以及辅酶Q₁₀的合成，Q₁₀产量最高达到3311 mg/L，较对照组提高了15.4%，糖转化率提高了13.9%。

一种自适应数据交易软件模型设计技术

汤奇峰, 虞慧群, 范贵生, 邵志清

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20221108001

[摘要](52) [HTML全文](31) [PDF 3669KB](5)

摘要:
大数据时代，以数据为基本生产要素的数据经济成为推动社会经济发展的创新动力。数据交易是支撑数据流通和创造数据价值的关键环节。然而，如何设计可靠和可维护的数据交易系统面临许多技术挑战性问题。针对这些挑战，本文提出一种自适应数据交易软件模型设计和验证方法。在分析数据交易业务需求的基础上，本文提出了一种基于Petri网的形式化数据交易自适应软件建模方法，基于Petri网和模型库方法建立数据交易业务流程的形式化模型和控制策略实施技术，Petri网的形式化语义能够有效支持数据交易系统的性质分析。最后，通过仿真实验说明所提方法的有效性和可行性。

基于语音音素后验概率图关键特征提取的中文方言识别模型

冯罡, 陈宁

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20221011001

[摘要](89) [HTML全文](53) [PDF 4880KB](17)

摘要:
不同方言对相同字的发音往往有所不同，因此不同方言所包含的音素的概率分布存在较大差异。这是方言差异性的重要体现。为了充分利用这一差异性，提出了基于音素后验概率图分析的方言识别模型。同时，该模型通过引入CBAM（Convolutional Block Attention Module）的提取音素后验概率图关键特征，并利用ECAPA-TDNN模型对其进行聚合和注意力池化得到句子级特征。最后，为进一步提升类间距离，引入Additive Angular Margin损失。实验结果表明，该模型取得了比传统模型更高的分类准确率，并且以上改进均对准确率提升有所贡献。

大肠杆菌表达高性能融合鱿鱼环齿-类弹性蛋白的发酵优化

姜正日, 殷仁凯, 王泽建, 钱江潮

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20221030001

[摘要](121) [HTML全文](94) [PDF 4721KB](24)

摘要:
为了实现重组蛋白SRT-ELP36在大肠杆菌中的高效表达，利用携带重组蛋白SRT-ELP36基因的pET-25b(+)表达载体，分别在摇瓶和5 L发酵罐上进行了发酵条件优化，并在50 L发酵罐中进行放大验证。经转化表达质粒后，宿主菌BL21(DE3)的菌体生长和蛋白体积产量均高于BLR(DE3)，可用于SRT-ELP36表达。摇瓶发酵条件优化结果表明，TB培养基、装液比5%、诱导温度为37 ℃、对数生长结束期添加0.5 mmol/L的IPTG诱导剂，菌体最高OD₆₀₀可达到22.3，最高蛋白体积产量达0.60 g/L。进一步在5 L发酵罐中进行补料分批培养条件优化，在OD₆₀₀为35时添加终浓度为0.5 mmol/L的IPTG启动诱导，并控制过程菌体氧消耗速率（OUR）为（180±5） mmol/L/h，菌体的最高OD₆₀₀和蛋白体积产量分别达到了88 g/L和1.85 g/L，单位菌体产量为70 mg/g。在50 L发酵罐中，参照5 L工艺控制条件进行发酵过程放大，菌体最高OD₆₀₀达到了103，重组蛋白SRT-ELP36的体积产量和单位菌体产量进一步提高到了2.22 g/L和90 mg/g，是目前文献报道SRT蛋白表达的最高水平，为高性能融合鱿鱼环齿-类弹性蛋白的工业化生产提供了基础。

基于特征结构组合描述的抗癌药物筛选

杨亚鑫, 王璟德, 孙巍

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20220908001

[摘要](65) [HTML全文](34) [PDF 4631KB](8)

摘要:
收集了200个抗癌药和10940个非抗癌药，采用加权和欠采样方法，获得了均衡数据集。为了从众多结构指纹或者描述符找出简短且对抗癌药筛选贡献最大的描述符组合，更精准地基于数据识别和开发抗癌药，采用了两种相关性特征选择方法去简化指纹或者描述符，并结合决策树筛选抗癌药。得到了3类各10个筛选能最有效抗癌药的结构描述符组合，其中简化后的分子存取系统指纹组合最优，能筛选出81%的抗癌药，说明这两种特征选择方法有效地提升了抗癌药的筛选效果。

鸡乳酸脱氢酶A基因突变对DF-1细胞能量代谢和法氏囊病毒增殖的影响

李祥超, 易小萍

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20220916003

[摘要](82) [HTML全文](34) [PDF 6978KB](6)

摘要:
基于CRISPR/Cas9方法对DF-1细胞的鸡乳酸脱氢酶A（GgLDHA）基因进行定向突变，有效减少了乳酸积累，明显改善了细胞的能量代谢状态，并显著提高了DF-1细胞的法氏囊病毒（IBDV）增殖能力。首先，通过启动子优化构建了适用于DF-1细胞的CRISPR载体；随后通过同时共转靶向GgLDHA的2条sgRNAs，获得了13株GgLDHA基因突变型细胞株，其蛋白表达水平和酶活出现不同程度的下降。通过对突变克隆细胞株生长、葡萄糖和乳酸代谢、能量代谢以及IBDV增殖研究发现，乳酸对葡萄糖得率从2.1显著下降为1.6，ATP合成速率明显提高，相比对照细胞最高提高了57%，突变细胞株的能量代谢效率获得了有效改善。突变型细胞株的IBDV滴度较野生型均有明显增加，相比对照最大提高了5倍。通过定向突变GgLDHA基因，明显降低了DF-1细胞的乳酸积累，有效改善了细胞的能量代谢状态，并显著促进了IBDV病毒的增殖，为提高IBDV病毒疫苗的生产能力提供了一种新思路。

羧基化聚己内酯基有机水凝胶的制备及其在信息存储方面的应用

郭延磊, 肖艳

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20221006006

[摘要](81) [HTML全文](38) [PDF 6072KB](9)

摘要:
合成了一种制备过程简单，显示信息方便的有机水凝胶。首先，通过端羟基与异氰酸酯的反应，制备了两端带有碳碳双键的羧基化聚己内酯（PCCL）预聚物；然后，将该预聚物与交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺（BIS）混合，通过自由基聚合于乙醇中制备了PCCL基有机凝胶；最后，利用溶剂置换法实现了有机凝胶与有机水凝胶之间的转变，获得了PCCL基有机水凝胶。通过核磁共振氢谱（¹H-NMR）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）以及紫外透过率等测试表征了聚合物和有机水凝胶的组成和结构，探究了有机水凝胶在不同溶剂中的光学性质。结果表明，该有机水凝胶在不同的溶剂中表现出明显的透明度变化，在劣溶剂中发生微相分离，在良溶剂中发生溶胀。PCCL基有机水凝胶的设计策略和溶剂响应性有望用于信息存储与显示平台。

膜阻垢剂及其阻垢机理研究新进展

张子钰, 何国锋, 王杰, 李平, 王义明, 王勤, 李莉, 魏星光, 郭旭虹

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20221111002

[摘要](116) [HTML全文](70) [PDF 5715KB](30)

摘要:
针对水资源紧缺的问题，反渗透膜处理技术发展迅速，膜阻垢剂因能减缓膜组件的结垢、提高水净化效率，而被广泛应用于这一领域。常见的膜阻垢剂有磷酸盐类、阴离子类聚合物类、阳离子聚合物类以及绿色阻垢剂等，一般认为它们可以通过螯合、分散、晶格畸变等作用或阈值效应阻碍或缓解垢的形成。树枝状聚合物膜阻垢剂具有优异的阻垢性能，与其结构相似的球形聚电解质刷作为一种刷状聚合物膜阻垢剂也在膜处理领域中崭露头角。深入研究新型膜阻垢剂的阻垢机理可为设计开发针对性强、经济环保的高效阻垢产品奠定理论基础。

基于Attention机制改进TimeGAN的小样本时间序列预测方法

黄开远, 罗娜

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20220723001

[摘要](307) [HTML全文](440) [PDF 5888KB](88)

摘要:
利用深度学习对时序过程进行预测时所表现出的优越性能，很大程度上得益于数量庞大的训练样本。然而，实际过程中普遍存在数据难以收集而无法准确建模的问题。为了解决时序预测中的小样本问题，本文提出了一种基于注意力机制并融合时间卷积网络与长短期记忆网络的数据增强网络(ATCLSTM-TimeGAN)，通过在时序生成对抗网络(Time-series Generative Adversarial Network, TimeGAN)中加入Soft-Attention机制，解决其动态信息丢失的问题。针对生成器的输入一般为随机向量，采用时间卷积结构与Self-Attention机制融合，获得更好的数据生成效果。为了验证生成数据的真实性与有用性，本文比较了不同的数据增强方法所生成数据的分布差异以及合成数据用于预测时的预测效果。实验结果表明，相比于其他方法，ATCLSTM-TimeGAN能够更好地覆盖原始数据的分布，有效地降低了小样本下的预测误差。

基于时序分解和随机森林的时间序列多步预测算法

文家璇, 王苗, 刘济

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20220810001

[摘要](169) [HTML全文](139) [PDF 5181KB](14)

摘要:
时间序列多步预测利用事物的历史时间序列数据，对其未来多个时间点的发展趋势进行预报，以便提前制定相应的生产控制策略。本文提出一种新的基于时序分解的多步预测算法，针对时序分解参数对预测结果影响显著问题，提出采用遗传算法优化的自适应变分模态分解策略；针对模态各异的子序列，提出运用随机森林算法建立多个基学习器以充分挖掘各模态信息；针对一次分解策略仅适用于仿真研究而无法实际应用的问题，提出实时分解框架并将整个分解与预测过程嵌入该框架中。在多个公开时间序列数据集的实验，表明所提出的预测算法相较于对比算法具有更高的精度。

负载爆米花状铜粒子的植酸掺杂碳纳米管网络用于Hg（II）的高灵敏检测

冯通, 钟佳妙, 陈开茶, 赵红莉, 蓝闽波

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20221021002

[摘要](65) [HTML全文](37) [PDF 4834KB](7)

摘要:
Hg（II）易于在生物体积累，对人类健康和生态环境构成严重威胁。因此，实现各种环境中 Hg（II）的灵敏、快速且准确的检测至关重要。本文以逐步电沉积的方式，先后在丝网印刷碳电极表面修饰植酸掺杂的碳纳米管网络（PACNTnet）和爆米花状铜粒子（popCu），以构建 Hg（II）电化学传感器。含有丰富含氧官能团和磷酸根的 PACNTnet 为 Hg（II）提供了大量的结合位点，而适量 Cu（II）与 Hg（II）之间的协同作用实现了电流信号的放大。因此，所制备的电化学传感器对于 Hg（II）的检测表现出良好的选择性、重现性和稳定性，在 0.02~2 μg/L的线性范围内灵敏度高达 5.51 μA/(μg·L⁻¹) ，检测限低至 0.012 μg/L。此外，大米和茶叶样品的加标回收实验也获得了良好的回收率，证明了该传感器在实际样品的应用潜力。

煤层气组成对模块化生产过程的影响分析

周全国, 杨敏博, 冯霄

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20220916001

[摘要](79) [HTML全文](41) [PDF 4329KB](11)

摘要:
模块化装置具有规模小、可移动、生产灵活等特点，是小偏散煤层气的对症良方。然而，煤层气的组成多变，给加工过程的性能带来了不确定性。基于5组典型的煤层气组成，建立了煤层气液化过程和煤层气制甲醇过程的模拟模型，同时考虑补充二氧化碳以调整至适合甲醇合成的氢碳比。基于此，进行了质量平衡、能耗和经济分析，并探究各关键组分对煤层气液化和煤层气制甲醇过程的影响规律。质量平衡与能耗分析结果表明二氧化碳可以改善制甲醇过程中合成气的氢碳比，但是会增大液化过程中的脱碳能耗；氮气的存在会导致甲烷更难液化，也会增大合成气的循环量及相应的能耗，是煤层气加工的不利因素。经济分析的结果表明，高纯度的煤层气液化收益更高；含二氧化碳的煤层气更适宜制甲醇，且制甲醇过程对煤层气组成的适应范围更广；氮气含量过高会导致两种加工方式都失去经济吸引力。

石油化工过程的静态与时序数据组合建模

王杰, 陈博, 刘松, 欧阳福生, 戴宁锴, 赵明洋

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20220304001

[摘要](123) [HTML全文](48) [PDF 5873KB](40)

摘要:
传统的石油化工过程建模中仅使用静态数据，而未能充分考虑连续生产过程中时序信息对建模指标的影响。本研究提出了一种静态与时序数据组合网络（CNSS），网络中使用前馈神经网络提取静态数据的信息，使用Bi-LSTM和自注意力机制提取操作变量时序数据中的信息，其中Bi-LSTM提取操作变量在时序逻辑上的信息，自注意力机制提取操作变量之间的交叉信息，通过静态和时序数据信息的组合以获得更好的模型预测性能。并使用CNSS模型分别对S Zorb装置精制汽油辛烷值（RON）、催化裂化烟气脱硝系统氮氧化物（NO_x）出口浓度进行预测，结果表明：CNSS模型的预测精度明显高于仅使用静态数据的机器学习模型，其对精制汽油RON预测的平均绝对误差和平均绝对百分比误差分别为0.1091个单位、0.12%，对NO_x出口浓度预测的平均绝对误差和平均绝对百分比误差分别为2.4430 mg/m³、5.60%。对于因工艺参数波动较大而需要考虑时序信息的石油化工过程，CNSS模型可以为其建立机器学习模型提供重要参考。

铝颗粒对乙醇胺凝胶性能的影响

陈劲强, 姚峰, 陈泓宇, 施浙杭, 赵辉, 李伟锋, 刘海峰

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20221001001

[摘要](102) [HTML全文](51) [PDF 3774KB](8)

摘要:
采用乙醇胺（C₂H₇NO）、琼脂糖胶凝剂（ag）、含能颗粒铝（Al）制备系列燃料凝胶。利用量热仪、离心机、旋转流变仪等考察了胶凝剂和铝颗粒添加量对凝胶热值、离心稳定性、流变性的影响；通过扫描电镜对铝、琼脂糖颗粒及其制备的凝胶微观形态进行了表征。结果表明：当铝颗粒质量分数为30%时，其体积燃烧热相较于纯凝胶提高了22.2%；离心析液率从26.5%下降到9.8%，稳定性大大增强；电镜、流变结果显示铝颗粒能够与凝胶相结合增强凝胶的网络结构、增加松弛时间和储能模量。

基于Λ型三能级原子系统的单向放大研究

黄策, 刘立峰, 张示城, 钮月萍, 龚尚庆

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20220729001

[摘要](102) [HTML全文](120) [PDF 3943KB](10)

摘要:
单向放大在光信号处理与光通信中扮演着不可或缺的角色，其既可以对信号光进行放大，也可以为避免信号源受到反向杂散光影响提供一种关键的保护手段。基于Λ型三能级原子系统实现了光场的单向放大,在铷原子气体中，仅用一束控制场，在实验上获得了前向25 dB的增益和后向超过30 dB的隔离度。同时，还在实验中研究了铷气室温度和控制场强度对单向放大的影响。

立方型及CPA状态方程对极性缔合物质预测能力的评价

葛玉祥, 孙晓岩, 张旭雪, 赵文英, 项曙光

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20220831001

[摘要](93) [HTML全文](60) [PDF 795KB](13)

摘要:
采用22种极性缔合物质的热力学性质评价CPA、SRK、PR和PR-Sun状态方程（EoS）的预测能力，比较以蒸汽压、蒸汽压和液体密度数据两种方法回归CPA EoS参数的准确性。结果表明，CPA-1和CPA-2 EoS对蒸汽压预测结果的平均相对偏差（ARD）小于0.5%，对蒸发焓预测结果的ARD分别为8.30%和8.24%，CPA-2对液体体积预测结果明显优于CPA-1，ARD为1.90%。CPA-1和CPA-2 EoS对缔合物质热力学性质的预测结果优于立方型状态方程，且以蒸汽压和液体密度同时回归的CPA模型参数优于仅以蒸汽压回归的参数。

硫碘循环制氢系统电解电渗析模块的模拟设计及关键参数对系统的影响

高艺彤, 刘桂莲

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20220905001

[摘要](84) [HTML全文](53) [PDF 4549KB](10)

摘要:
硫碘循环制氢是一种以二氧化硫和碘为中间介质使得水分解的制氢方法，由Bunsen反应、H₂SO₄相和HI_x相三个工段组成。HIx相工段需使用电解电渗析法（Electro-electrodialysis, EED）提纯HI溶液。基于Aspen Plus建立了硫碘循环制氢模拟模型，并将其与基于MATLAB的EED数学模型耦合运行，分析不同的EED阴阳极入口物流配比情况下EED的参数设置、以及氢气、循环物料的摩尔流率等参数与阴阳极入口物流配比之间的变化规律，确定了反应工段的BUN物流和HI精馏塔塔底物流分流后流向EED阴极入口比例的最佳范围分别为0.6~0.7和0.5~0.7。研究结果可指导该系统的设计和优化。

混合型抗机器学习攻击的强PUF电路设计

翟官宝, 汪鹏君, 李刚, 庄友谊

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20221009003

[摘要](100) [HTML全文](70) [PDF 4270KB](19)

摘要:
物理不可克隆函数(Physical Unclonable Function, PUF)作为一种面向硬件的安全原语，在资源受限的物联网设备中具有广泛应用前景，但其安全性也受到机器学习攻击的威胁。因此，通过对抗攻击电路结构和机器学习攻击等方法的研究，提出混合型抗电路结构攻击的新型PUF电路。首先，构造两个并行且对称设置的仲裁器PUF(Arbiter PUF, APUF)，并将两个APUF输出进行异或，得到1位PUF响应输出；然后，为两个APUF引入前馈回路，实现输入激励集动态调整，确保结构非线性，防御建模攻击；最后，将两个并行APUF开关单元的输出对应交叉，使后级开关单元输入激励相互倒置，扩大信号延时路径选择范围，提高输出响应随机特性。该PUF采用FPGA实现，测试结果表明：即使机器学习训练所用激励响应对数量达100K，采用传统ML进行模型攻击，预测率仍接近50%理想值，且PUF电路的随机性、唯一性和稳定性等性能指标均表现良好，具备实际应用价值。

α-二亚胺镍(Ⅱ)催化乙烯与乙烯基三甲氧基硅烷共聚

张丹枫, 张文杰, 牛犇, 仝鑫

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20220531001

[摘要](99) [HTML全文](42) [PDF 3736KB](11)

摘要:
采用一系列不同结构的α-二亚胺镍(Ⅱ)催化剂，在倍半乙基氯化铝（EASC）作用下，催化乙烯和乙烯基三甲氧基硅烷（VTMoS）共聚。研究了催化剂结构、VTMoS浓度、催化剂用量、Al/Ni摩尔比、乙烯压力、聚合时间和溶剂等对共聚的影响，得到了最优化的催化工艺条件。采用高温核磁（NMR）、傅利叶红外光谱（FTIR）和差示扫描量热分析（DSC）表征了共聚物的微观结构和熔点，等离子体发射光谱测定了共聚物中的硅含量，平衡溶胀法分析了共聚物的交联程度以及共聚物交联网络的均匀性。研究结果表明，以 C4 为催化剂，乙烯压力为2~3 MPa，催化活性高达10⁶ g/(mol_Ni·h)，共聚物中硅含量在0.8%~2.1%。

基于三维非等温多相模型的质子交换膜燃料电池局部传质机理

雷涵, 李小龙, 邓呈维, 杨声

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20220902002

[摘要](116) [HTML全文](56) [PDF 4055KB](9)

摘要:
为使质子交换膜燃料电池（PEMFC）内部的电极反应物和电极产物在有一个更加稳定与均衡的分布，本研究在燃料电池传统阴极蛇形流道的基础上，对其U型转弯入口及出口处作渐缩渐扩处理，且使流道U形转弯处侧壁形成一定角度的坡面，建立了缩放坡面流道并采用缩放坡面流道的单电池三维数值模型。对比研究了不同几何参数对流道内液态水动力学行为、排水效率、反应气体质量分数、电池最大功率密度的影响。结果表明坡面结构在一定程度上引导了液滴的流动路径，流道底面（GDL面）附近气流扰动增强，氧质量分数和电流密度分布更加均匀，最大功率密度得到了明显提高，整体上提高了PEMFC内部的传质能力。

高压直流电场作用下的甲烷-氧气层流扩散火焰稳定性

吴心祎, 吴婧瑄, 龚岩, 于广锁

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20220620001

[摘要](98) [HTML全文](54) [PDF 4169KB](8)

摘要:
设计开发了直流电场作用下层流火焰实验系统，通过对甲烷-氧气非预混层流火焰施加直流电场，改变电极间距及燃烧当量比，对高速相机下火焰脉动幅度受电场影响的变化规律进行分析，探究了直流电场对火焰稳定性的作用及电场约束火焰的可行性。结果表明，对于存在脉动的层流扩散火焰，当对其施加高压直流电场时，火焰受到离子风的作用，其脉动幅度会逐渐减弱直至趋于稳定状态，且火焰稳定时所对应的电场强度与其初始的脉动幅度有关，初始振幅越大火焰稳定所需的电压越高。同时，电极间距的改变也会影响火焰稳定时所需的电场强度，当电极间距改变较大时，对同一当量比的火焰，间距越大所需的稳定电压就越高。

不同碳源对微生物反硝化性能的影响

楼超楠, 韩昫身, 金艳, 何焱, 宋兴福

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20220524001

[摘要](191) [HTML全文](72) [PDF 4146KB](22)

摘要:
采用序批式反应器，研究了甲醇、乙酸钠、乙二醇、丙三醇和葡萄糖五种碳源对不同电子受体反硝化性能的影响。结果表明以NO₃⁻−N及NO₂⁻−N为电子受体时，甲醇、乙酸钠、乙二醇、丙三醇、葡萄糖的最佳碳氮比分别为5、5、7、7、8与3、3、3.5、4、4，比反硝化速率从快到慢依次是乙酸钠、甲醇、乙二醇、丙三醇、葡萄糖与甲醇、乙酸钠、乙二醇、葡萄糖、丙三醇。经成本计算可得，处理相同浓度的NO₃⁻−N和NO₂⁻−N，需要投加的碳源成本从低到高依次为甲醇、葡萄糖、乙酸钠、乙二醇、丙三醇和甲醇、葡萄糖、乙二醇、乙酸钠、丙三醇。本文为低碳氮比废水处理过程提供碳源优选参考。

推力空气箔片轴承新型结构构建及其动力学性能

王旭, 许浩杰, 邵聪鹏, 安琦

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20220517001

[摘要](190) [HTML全文](71) [PDF 5151KB](14)

摘要:
提出一种新型推力箔片轴承，该轴承的优点是通过波箔和平箔的组合来改变箔片轴承的轴向刚度等动态特性。以新型推力箔片轴承为对象，运用弹性力学理论分析推力箔片轴承顶箔和波箔的变形，联立粘温方程和气膜三维能量方程和等温Reynolds方程得到非等温Reynolds方程。利用小扰动法处理非等温Reynolds方程得到气膜压力的定常控制方程和微分控制方程。运用有限差分法和逐点松弛迭代法对其进行数值求解得到推力箔片轴承的气膜压力分布、气膜厚度分布、箔片变形量分布、气膜温度分布、轴向刚度、轴向阻尼等特性参数。研究推力箔片轴承的部分结构参数和运行参数对相关动态特性参数的影响，研究结果可以为该新型推力箔片轴承在设计阶段提供理论依据。

基于多源域深度域自适应的脑力负荷识别

陈长德, 陈兰岚, 张效艇

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20220723002

[摘要](109) [HTML全文](38) [PDF 4878KB](10)

摘要:
为了解决脑力负荷识别模型在跨被试场景下泛化性能差的问题，本文构建了基于多源域深度域自适应的脑力负荷识别模型。使用预处理后的脑电和心电信号，首先通过基于最大均值差异的源域优选算法筛选出与目标域被试数据分布相近的源域被试集合；然后引入动态对抗域自适应网络，以对抗训练的形式同时适配源域和目标域数据的边缘分布与条件分布；最后采用集成学习策略对不同源域训练出模型的分类结果进行投票集成，提高脑力负荷识别的准确性和稳定性。实验结果表明，该模型在WAUC数据集的跨被试脑力负荷识别任务中具有较好的识别准确率和鲁棒性。

超弹性自修复导电水凝胶的制备及性能

赵博文, 张静, 张琰

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20220616001

[摘要](171) [HTML全文](101) [PDF 4075KB](12)

摘要:
基于席夫碱动态共价键的构建机理，为了延长导电水凝胶的使用寿命，在硼砂（BORAX）和氯化锂（LiCl）混合溶液中，由丙烯酰胺，N-2-氨基乙基丙烯酰胺盐酸盐（AEAM）和N-丙烯酰氧基琥珀酰亚胺（ASI）通过一步法制备了一种具有自修复功能的导电水凝胶。对该水凝胶红外、力学性能、导电性能等进行了表征。结果表明水凝胶结构内部形成了席夫碱结构；通过调整各组分配比，水凝胶的断裂伸长率最高可达1495.2%，抗拉强度最高可达300.3 kPa以及水凝胶的导电率可达到3.11 S/m，并且水凝胶具有较好的自修复功能。

赖氨酰内切酶在大肠杆菌中的重组表达、复性及纯化

朱奕, 徐名强, 任燕娜, 蔡孟浩

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20220607001

[摘要](181) [HTML全文](80) [PDF 5155KB](44)

摘要:
在产酶溶杆菌来源的Lys-C成熟肽序列的N端和C端分别融合人工前肽 (MGSK) 和6×His标签，将密码子优化后的序列插入表达载体pET-28a。以IPTG诱导型启动子P_T7控制Lys-C的高效表达，并针对重组菌株JM109DE3_P_T7-LysC开展生物反应器高密度发酵生产Lys-C。然后收集和溶解包涵体得到Lys-C变性液，通过Sephadex G25层析脱除DTT，并在Lys-C复性液中添加前导肽 (pre-N-pro) 辅助成熟肽蛋白折叠。进一步，通过切向流过滤、Ni NTA-Sepharose亲和层析和Sephacryl S-100层析等一系列纯化步骤，获得高纯度的重组Lys-C。最后进行酶切三肽底物和门冬胰岛素前体检测，分析重组Lys-C的活性水平。重组Lys-C发酵产量为2.4 g/L，经复性和纯化后的终产量可达48 mg/L。添加80 mg/L pre-N-pro促进了重组Lys-C的复性，复性后酶活相比于未添加pre-N-pro时提升了4.8倍，最高可达到13.8 AU/L。经过多步纯化后，重组Lys-C的比酶活为10.2 AU/mg，且对于门冬胰岛素前体的酶切转化率可达93.5%。

基于注意力机制和级联金字塔网络的姿态估计

牛悦, 王安南, 吴胜昔

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20220715003

[摘要](165) [HTML全文](99) [PDF 4817KB](18)

摘要:
人体姿态估计是计算机视觉领域的热门研究课题，随着深度学习的发展，人体姿态估计模型已经能够精准预测人体关键点。针对关键点被遮挡、关键点重合以及复杂背景等问题，提出一种结合注意力机制的级联金字塔模型，将注意力机制加入特征提取网络中，使模型可以获得更丰富的特征信息，借助GlobalNet和RefineNet达到精准定位被遮挡关键点的目的。在公开数据集MPII、MS COCO2017和3DOH50K上的验证结果表明该模型在标准情况和被遮挡情况下人体姿态估计的准确度相较于以往模型有所提升，且具有鲁棒性。

不同软化点沥青对天然石墨包覆性能影响

王永邦, 汤嘉伟, 乔文明, 方向晨

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20220508002

[摘要](267) [HTML全文](70) [PDF 4634KB](35)

摘要:
采用3款不同软化点的石油基沥青，以液相包覆法处理天然石墨，对所得样品的粒度、结构、形貌和电化学性能等进行分析。结果表明，采用250 ℃软化点的沥青包覆天然石墨表现出最佳的电化学性能，其首次库伦效率由84.7%提高到88.04%，250次循环的容量保持率由63.14%提高到81.19%。低软化点沥青由于炭化时轻组分释放，包覆层形成大量微孔导致不可逆容量损失较多，高软化点沥青有利于形成完整包覆层，其对天然石墨的循环性能和倍率性能改善最佳。

基于图卷积神经网络的脑力负荷识别

张效艇, 陈兰岚, 陈长德

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20220812001

[摘要](127) [HTML全文](108) [PDF 4073KB](24)

摘要:
针对生理信号特征提取过程依赖于先验知识，且传统深度学习算法不考虑通道间耦合关系的问题，构建了基于图卷积神经网络的脑力负荷识别模型。数据集包含多通道连续采集的近红外光谱，分别计算基于互信息、锁相值和皮尔森相关系数的连通性矩阵来反映通道间的内在联系，并将近红外光谱和连通性矩阵组成图结构输入到图卷积神经网络。实验结果表明，该模型具有良好的抽象特征提取能力，在输入中融合通道间相关性系数有助于提升脑力负荷的识别精度，且连通性矩阵的可视化结果表明大脑额叶区对脑力负荷变化较敏感。

基于VNABC的多规格板材二维下料问题

苏俊, 徐震浩, 顾幸生

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20220721002

[摘要](71) [HTML全文](42) [PDF 3790KB](6)

摘要:
针对二维下料问题板材单一的特点，研究了多规格板材二维下料问题。板材规格多样，毛坯规格多样且数量庞大，是NP完全问题。针对该问题的特点，将下料过程设计成规整和非规整两个阶段。规整阶段完成每种矩形毛坯的主体下料任务之后，如仍有毛坯剩余，则进入非规整阶段采用BL算法下料剩余毛坯。根据模型特点，提出变邻域人工蜂群算法VNABC，设计两种解码策略STD和SLD并改进了VNABC算法的操作算子。最后，采用响应面分析法对VNABC进行参数标定。通过仿真实验将VNABC与GA、NUS、SA、ABC算法进行了对比分析，实验结果说明了VNABC解决多规格板材二维下料问题的优越性。

钐掺杂MnCeTiO_x在NH₃-SCR过程中活性及抗硫性影响

张启尧, 吕树依, 张爽爽, 黄永民

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20220819001

[摘要](83) [HTML全文](42) [PDF 6817KB](1)

摘要:
采用溶胶-凝胶法制备了钐(Sm)掺杂 MnCeTiO_x催化剂，提高了其低温催化活性和抗SO₂中毒能力。采用BET，XRD，SEM，NH₃−TPD，H₂−TPR，XPS等一系列表征手段考察了Sm对MnCeTiO_x催化剂活性的影响。结果表明，Sm的掺杂可以抑制催化剂中TiO₂的结晶度，增加催化剂比表面积，使活性元素分散均匀。同时，Sm的引入改善了催化剂表面酸性，提高了表面吸附氧浓度以及Mn⁴⁺/Mn，Ce³⁺/Ce的比值。因此，在180~270 ℃内，催化剂活性保持在98%以上。Sm掺杂能有效提高催化剂抗SO₂中毒能力，在抗硫中毒测试中催化剂活性仅下降2.17%。

基于ISSA-LightGBM的工控入侵检测研究

赵志达, 王华忠

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20220606002

[摘要](138) [HTML全文](104) [PDF 3883KB](25)

摘要:
针对工业互联网的高速发展，产生大量的工业网络流量数据，造成传统的工控入侵检测算法检测精度不高、时间效率低的问题，本文提出了一种结合改进的麻雀搜索算法（ISSA）和轻量级梯度提升机（LightGBM）的工控入侵检测模型，它可以在不牺牲检测性能的情况下还具有高速处理大量工业数据的能力。论文采用改进的ISSA算法解决LightGBM超参数调整困难的问题，首先引入离散解码策略，避免整形超参数出现小数；其次，优化了初始种群的生成方式，提高了种群多样性；最后，改进了算法的位置更新函数，使算法具有更优的全局搜索能力。将ISSA运用到LightGBM入侵检测模型进行参数寻优，针对海量标准工控网络数据集的研究结果表明，该方法具有更高的检测精度和时间效率，特别适合处理大量工业数据。

蔗糖和咖啡因的持续摄入对不同饮食小鼠生理代谢的影响

蒋如梦, 黄佳薇, 王永红

, doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20220518001

[摘要](93) [HTML全文](54) [PDF 5181KB](11)

摘要:
通过对市面上的奶茶产品进行调研和测定，结合人们日常消费习惯，以奶茶中总糖和咖啡因浓度的中位数为标准灌胃小鼠。在常规饲料和高糖高脂饲料喂养的基础上，使用C57 BL/6J雄性小鼠模拟人每天喝1杯奶茶摄入的蔗糖和咖啡因量，以体重、血糖、血脂、炎症因子和组织学检查作为评价指标，研究蔗糖和咖啡因的持续摄入对小鼠生理代谢的影响。实验结果表明：所选取奶茶样品中总糖含量范围为25 ~135 g/L，咖啡因含量范围为190 ~853 mg/L；与常规饲料组相比，常规饲料加蔗糖和咖啡因组空腹血糖值由4.27±0.06 mmol/L上升至5.43±0.39 mmol/L，血清肿瘤坏死因子-α质量浓度由89.48±2.85 ng/L上升至112.94±1.76 ng/L，血清白细胞介素-6质量浓度由49.31±3.23 ng/L上升至65.44±4.70 ng/L，体重增加值由3.33±0.64 g下降至2.45±0.51 g，血清甘油三酯浓度由0.88±0.29 mmol/L下降至0.74±0.04 mmol/L；与高糖高脂饲料组相比，高糖高脂饲料加蔗糖和咖啡因组体重增加值由8.38±1.42 g下降至3.67±1.23 g，血清甘油三酯浓度由0.86±0.07 mmol/L下降至0.71±0.06 mmol/L。长期摄入蔗糖和咖啡因混合溶液能使小鼠体重和血清甘油三酯下降，但会使空腹血糖和促炎因子增加。

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