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  • ISSN 1006-3080
  • CN 31-1691/TQ

2019年45卷5期

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特约综述
振动诱导发光(VIE)分子材料的应用研究进展
豆伟涛, 贺晓鹏
2019, 45(5) :685-696. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20190624001
摘要:
二氢二苯并吩嗪类衍生物具有独特的振动诱导发光机制,该分子可在单波长激发的情况下呈现不同比率形式的红色与蓝色荧光,该荧光双发射特性已被广泛应用于多领域研究,如有机光电材料、比率式荧光探针及超分子凝胶等。本文对振动诱导发光材料的发光机理及其研究进展进行了综述,并对二氢二苯并吩嗪类衍生物在生物医学领域的应用潜力进行了展望。
研究论文
活性炭纤维孔结构和表面含氧官能团对甲醛吸附性能的影响
姚炜屹, 王际童, 乔文明, 凌立成
2019, 45(5) :697-703. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20180911002
摘要:
通过对活性炭纤维(ACF)进行热处理和氧化改性得到具有不同比表面积、孔结构以及含氧官能团的ACF样品,并对这一系列样品进行甲醛吸附研究。实验结果表明,沥青基活性炭纤维(P-ACF) OG-5A具有最小的比表面积和孔容,具有最大的甲醛穿透容量。通过回归分析表明,ACF样品的甲醛穿透容量主要由孔径为0.9~1.8 nm的孔的比表面积和孔容来决定,而不是取决于总比表面积和总孔容。P-ACF OG-7A的氧化改性显著提高了样品的甲醛吸附能力,其中浓HNO3改性后提升效果最为明显,改性后穿透容量为58.21 mg/g,是未改性样品穿透容量的2.5倍。氧化改性ACF表面含氧量的增加使得甲醛吸附能力增强,进一步通过Boehm滴定实验和回归分析表明酸性含氧官能团(酚羟基、内酯基、羧基等)数量的增加是ACF样品甲醛吸附能力提升的主要原因。酸性含氧官能团富含C= O、C−OH等亲水基团,对甲醛的吸附十分有利。
循环流化床甲醇制芳烃分离工艺的模拟与改进
张丹, 杨敏博, 冯霄
2019, 45(5) :704-710. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20180911004
摘要:
芳烃中的苯、甲苯、二甲苯是石化行业很重要的基本有机原料,煤基甲醇制芳烃工艺极受关注。基于循环流化床甲醇制芳烃技术,对其分离工艺建立了全流程模拟模型。对甲烷吸收塔吸收剂用量进行灵敏度分析,优化后的吸收剂用量减少了27.7%。对流程中的换热网络进行热集成,使得冷、热公用工程消耗量分别减少了16.75%和11.89%,达到了提高能量回收、降低能耗的目的。
低次烟叶热解特性及动力学机理函数
陆炳祥, 张德祥
2019, 45(5) :711-718. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20180716007
摘要:
采用固定床管式反应器,考察了热解温度对低次烟叶热解产物产率、组成的影响。利用热重分析仪,在不同的升温速率下对低次烟叶的热失重行为进行了研究,运用Coats-Redfern积分法、Flynn-Wall-Ozawa(FWO)积分法,结合双外推法确定其动力学机理函数。实验结果表明:随温度升高,热解油产率先增大,在400 ℃达到最大,为26.93%,然后开始下降;热解气产率不断增大;焦炭产率不断下降。热解油主要由酮类、酚类、呋喃类和含氮杂环化合物组成,热解气主要由CO、CO2组成。低次烟叶的热解过程可以分为脱水干燥、快速热解和炭化3个阶段。主要热解区间第1段(T0Tmax)的最概然机理函数为D3(Jander方程),第2段(TmaxTf)最可能的机理函数为D4(G-B方程)。
考虑汽化影响的乙烯裂解炉对流段数值模拟
胡贵华, 隆建, 杜文莉
2019, 45(5) :719-727. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20180913002
摘要:
在考虑原料蒸发段汽化影响的情况下,采用Flunt软件对某一次注气乙烯裂解炉对流段进行了数值模拟。对对流室和不同炉管段分别进行建模,模拟结果与工业数据一致。模拟结果表明:对流室底部与横跨段90°拐角处存在回流区,不利于裂解炉的长周期运行;考虑原料蒸发段汽化影响的耦合计算结果更加准确;炉管吸热量受炉管位置的影响,不同炉管的管壁温度和出口油气温度不同。模拟结果对裂解炉的设计和操作优化具有参考意义。
电子级碳酸钙的合成及机理
侯亚雯, 陈雪梅
2019, 45(5) :728-735. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20180806003
摘要:
采用复分解方法制备电子级碳酸钙,用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等分析手段表征了碳酸钙颗粒的形貌和结构,探讨了复分解反应温度、酒石酸添加剂加入量等关键工艺条件对碳酸钙形貌的影响。结果表明:在复分解温度为30 ℃,酒石酸质量分数为1.0%,精制后的氯化钙、碳酸氢铵及氨水按照物质的量之比为1∶1∶1进行复分解反应时,可制备出粒径为2.5 μm左右、粒径分布均匀、纯度为99.86%、晶型为方解石的近球形碳酸钙;添加剂酒石酸的主要作用是与钙离子形成酒石酸钙,酒石酸钙的络合作用和空间结构促进碳酸钙的成核,并抑制其生长。
表面化学镀镍对丝网印版膜耐磨性能的影响
李君兰, 沈君浩, 王宏, 裴改梅, 徐世爱
2019, 45(5) :736-741. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20180719001
摘要:
选用3种镀镍溶液对丝网印版膜进行表面处理,利用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)以及Taber耐磨试验机考察处理后膜的表面形貌以及耐磨性能。结果表明:镀镍处理改变了膜的表面形貌,提高了其耐磨性,其中双组分商业镀镍溶液对耐磨性的增强效果最好。基于此配方,进一步考察了镀液温度对于膜耐磨性的影响。结果表明:耐磨性随着镀液温度的升高而增强,并且在40 ℃下处理的膜的耐磨性最好,与原膜相比,其耐磨性提高了36.6%。
CMC取代度对负极浆料流变性及分散稳定性的影响
席孝敏, 景希玮, 徐健, 公维光, 郑柏存
2019, 45(5) :742-749. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20180718003
摘要:
以羧甲基纤维素钠(CMC)为锂离子电池负极黏结剂,研究了CMC取代度(DS)对石墨负极浆料流变性、分散性以及稳定性的影响。结果表明,随着DS的增加,浆料的表观黏度逐渐增加,石墨颗粒表面Zeta电位逐渐增大,浆料分散性及稳定性逐渐增强。同时发现CMC掺量对负极浆料同样具有显著影响,当负极浆料中CMC(DS=1.2)掺量(质量分数)为1.5%时,浆料分散性最好,浆料稳定性趋于不变,制备的极片电阻率最小。
氮杂双环[3.3.1]壬烷芳基噻二唑类化合物合成及其对线虫的抑制活性研究
杨天骄, 王佳毅, 宋恭华
2019, 45(5) :750-758. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2018061400
摘要:
以具有抗线虫活性的5-HT3受体拮抗剂MDL 72222为先导化合物,通过改变氮杂双环中桥环的位置以及桥碳数量,引入农药活性基团噻二唑结构,设计合成了23个未见报道的3-氮杂双环[3.3.1]壬烷芳基噻二唑类化合物。通过核磁共振、高分辨质谱等分析手段确认了化合物的结构。以根结线虫为试虫,测定了目标化合物对根结线虫的生物活性,其中10个目标化合物在质量浓度为40 mg/L时对根结线虫表现出一定的抑制活性,在试管实验中化合物Z7对根结线虫表现出较好的抑制活性。
二硫化钼复合材料的构建与对Aβ的灵敏检测
程雅文, 豆伟涛, 陈国荣
2019, 45(5) :759-766. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20180720001
摘要:
为解决传统检测阿兹海默症标志物Aβ的荧光方法普遍存在灵敏度低、背景干扰大以及操作过程繁琐的缺点,通过超分子自组装的方法将3种不同波长的荧光探针(白藜芦醇(Res)、硫磺素T(ThT)和4-(二氰基亚甲基)-2-甲基-4H-吡喃衍生物(DCM-OH))与二硫化钼进行复合,通过高分辨质谱和高效液相色谱表征了3种化合物的结构以及纯度,利用扫描电镜和透射电镜研究了复合材料的形貌结构,并对两种不同分子量的肽段片段Aβ(1~40)和Aβ(1~42)进行了检测。结果显示:复合材料结构规整均一,3种体系均能实现对Aβ(1~40)和Aβ(1~42)的灵敏检测;通过合成得到的DCM-OH与MoS2的复合体系粒径分布均一,生物相容度好,对Aβ(1~42)有更低的检测下限(6.8 nmol/L),具有潜在应用价值。
基于均龄理论模拟搅拌式反应器的混合时间
潘傲, 谢明辉, 夏建业, 庄英萍
2019, 45(5) :767-774. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20180716001
摘要:
利用计算流体力学(CFD)模拟搅拌式反应器内生物的平均年龄分布,并建立了以平均年龄(均龄理论)为基础的混合时间模拟方法。通过比较混合时间的预测值与实验值结果,表明当反应器的高径比低于1.5∶1时,模拟结果和实验值的吻合度较高,平均误差在10%以内。对比单层四斜叶上翻桨(PBTU)和四斜叶下压桨(PBTD),PBTD的模拟结果都在实验值范围内,而PBTU的模拟结果都比实验值高,最大误差达14%。同时研究表明,模拟得到的N·θ准数不受反应器规模的影响。
基于角质颚微结构的剑尖枪乌贼的日龄与生长
林静远, 刘必林, 王立权
2019, 45(5) :775-782. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2018051200
摘要:
首先利用回归分析方法研究了剑尖枪乌贼的角质颚各部长度与其胴长、体重和日龄的关系。结果表明,角质颚的大部分长度与剑尖枪乌贼的胴长和体重分别呈对数和乘幂关系;剑尖枪乌贼的胴长、体重与日龄呈指数关系,体重生长特征时间τW(增长到e倍所需的时间)约为胴长生长特征时间τL的1/3;运用人工神经网络方法构建了角质颚各部长度与胴长、体重和日龄的定量关系,提升了利用角质颚各部长度预测胴长、体重和日龄的精度,相关系数R2大于0.95。
一种新的基于异步NOMA的串行干扰消除算法
孙佩, 袁伟娜, 程华
2019, 45(5) :783-788. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20180412008
摘要:
作为5G关键候选技术之一的非正交多址技术(Non-orthogonal Multiple Access Technology,NOMA)采用功率域复用的方式,有效地提高了系统的吞吐量和频率利用率。在已有的关于NOMA系统的讨论中,大多默认叠加信号是完全同步的,但在实际运用中,由于用户位置以及状态的不同,叠加信号无法完全同步。针对不同用户信息叠加传输中存在的时延问题,提出了一种新的串行干扰消除算法。首先通过异步采样的方式对叠加信号进行采样处理,得到一个具有结构性的输出数据;然后利用每一个符号前后重叠部分的关系,在接收端采用一种新的串行干扰消除方式重构符号。结果表明:本文方法以增加复杂度为代价,获得了可以使得干扰信号消除得更干净的优异性能。这种结构使得任意时刻的信道估计错误都会导致误差扩张效应,因此对信道估计的准确性要求更加严格,故采用标量卡尔曼滤波动态估计信道状态信息,从而进一步提高了整个信道的误码性能。
一种基于选择性卷积特征和最大后验高斯混合模型的细粒度图像分类算法
解冰, 朱宏擎
2019, 45(5) :789-794. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20180603001
摘要:
提出了一种新颖的细粒度图像分类算法。首先从神经网络VGG 16中提取出卷积特征后进行特征筛选,得到选择性卷积特征;然后利用最大后验高斯混合模型对特征进行分类,从而解决细粒度图像分类问题。造成细粒度图像分类困难的主要原因是类内差异和类间差异。利用卷积特征对图像具有更细致的描述能力,可以有效地减小类内差异;同时,对从VGG 16中得到的卷积特征进行筛选,能够较大程度地摆脱背景干扰,从而提高类间差异。最后,采用基于最大后验的高斯混合模型对这些选择性卷积特征进行分类。实验结果表明,本文算法不仅克服了两种差异带来的问题,还解决了传统高斯混合模型缺少大量实验数据的困难。在目前流行的5种细粒度图像数据集上,本文算法都有更好的分类效果。
飞行状态敏感的关联门调节算法
赵菡, 诸葛晶晶, 林家骏
2019, 45(5) :795-800. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20180622003
摘要:
机动目标的跟踪精度受飞行状态、噪声等多种因素影响,机动目标发生强机动或者杂波干扰过大都会导致跟踪精度下降。关联门是数据关联算法筛选的有效量测和提高跟踪精度的重要环节。本文提出了一种飞行状态敏感的关联门调节算法(Flight-Status-Sensitive Tracking Gate Adjustment Algorithm, FSSTGAA)。该算法根据目标的飞行状态分析误差的来源及其变化趋势,在跟踪误差尚可接受的范围内,依据误差动态变化率动态调整关联门大小。仿真结果表明,相比于传统关联门自适应算法,本文算法能有效地降低目标丢失率,提高机动目标的跟踪精度。
基于双通道CNN的单幅图像超分辨率重建
姚琴娟, 林家骏
2019, 45(5) :801-808. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20180523002
摘要:
卷积神经网络在单幅图像超分辨率重建方面取得了很大的进展,目前的很多方法都选择使用浅层或者深层的卷积神经网络实现图像超分辨率重建。浅层网络结构简单,但容易丢失图像的高频信息,而深层网络可以学习图像的高频纹理特征。本文提出了双通道卷积神经网络。浅层网络负责重建图像的整体轮廓,保留图像的原始信息;深层网络学习图像的高频纹理特征。在深层网络中,使用密集连接的卷积网络,能更有效地恢复图像的高频信息。同时,在两个网络的末端,通过添加额外的卷积层表示融合层,将网络进行融合,重建超分辨率图片。实验结果表明,在大多数情况下,本文模型的重构效果在主观和客观评估中均优于当前代表性的超分辨率重构方法。
基于归一化文档频率的文本分类特征选择方法
赵鸿山, 范贵生, 虞慧群
2019, 45(5) :809-814. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20180914005
摘要:
特征选择是文本分类的一个重要过程,对分类性能的提升发挥着重要的作用。传统的文档频率(Document Frequency,DF)特征选择指标只是从全局的角度统计包含特征的文档数作为选择的依据,没有考虑特征与类别的相关性。针对该问题,本文从特征和类别的相关性出发,对文档频率分别进行局部和全局的归一化处理,提出了一种归一化文档频率(Normalized Document Frequency,NDF)的特征选择指标,并在不同的特征维度下验证特征选择对文本分类性能的影响。结果表明,应用NDF特征选择指标可以得到更高的分类准确率和Macro-F1值。因此,对文档频率进行归一化处理可以更好地选择出有价值的特征,有效提升文本的分类性能。
基于权重的多视角全局和局部结构风险最小化分类器
金志超, 高大启, 朱昌明, 王喆
2019, 45(5) :815-822. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20180704001
摘要:
为了克服传统的多视角分类器无法充分最小化结构风险的不足,提出了基于权重的多视角全局和局部结构风险最小化分类器。该分类器利用特征和视角的权重,使得分类器更符合数据集的分布,从而提高分类器的性能,更有利于最小化结构风险。在Mfeat、Reuters、Corel 3个多视角数据集上的实验表明,通过引入某一数据集中每个样本的视角和特征权重,可以使得该分类器对数据集的分类性能更好。
油田水套加热炉高温空气燃烧瞬态模拟及最小换向时间
李岁, 王元华
2019, 45(5) :823-830. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20180723008
摘要:
为解析蓄热式高温空气燃烧过程,采用Fluent软件对油田水套加热炉高温燃烧系统进行换向瞬态模拟,分析了氧气体积分数、空气预热温度、负荷对燃烧特性及最小换向时间选取的影响。结果表明:换向后炉内燃烧可分为4个过程:乏汽排空、火焰再燃、火焰扩散、稳定燃烧;NO质量分数与温度有相同变化规律,但稍有滞后;降低氧气体积分数、提高助燃空气预热温度能减少最小换向时间,负荷变化对最小换向时间无明显影响;建议将15 s作为油田水套加热炉高温空气燃烧工业应用中最小换向时间的参考值。
轴承滚子加工精度对高速电主轴动力学性能的影响
熊文莉, 杨家鹏, 安琦
2019, 45(5) :831-838. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20180613002
摘要:
以高速电主轴为研究对象,建立了能够在考虑滚子加工精度的情况下计算电主轴支承轴承每一个滚子受力和轴承刚度的计算模型和转子的动力学模型。结合具体算例研究了滚子加工精度对轴承轴心轨迹、转子临界转速、前三阶振型及不平衡响应的影响,同时研究了径向载荷对高速电主轴不平衡响应的影响。数值计算结果表明,当滚子的加工精度在理想状态时,轴承轴心运动轨迹为一个椭圆,随着滚子加工精度的降低,轴承轴心运动轨迹不再是一个椭圆。当滚动体加工精度和轴向载荷不变时,径向载荷越大,轴端的不平衡响应振幅越大。随着滚动体加工精度的降低,转子的临界转速减小,前三阶振型基本不变。当转子角速度相同时,加工精度越低,转子不平衡响应振幅越大;当加工精度不变时,随着转子角速度的增大,转子不平衡响应振幅越大。
相空间内光子数增加薛定谔猫态的性质
丁则鹏, 薛迎红, 龚尚庆
2019, 45(5) :839-844. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20180523001
摘要:
相空间量子干涉技术将量子态叠加与经典光学的干涉概念相结合,深刻地展示了量子态的非经典特征出现的物理机制。利用相空间量子干涉理论对相位薛定谔猫态在光子数增加过程的特性变化进行了理论分析,通过计算其光子数分布、Q参数和Wigner函数,讨论了光子数增加对相位连续变化的薛定谔猫态的非经典特性的影响,发现随着光子数的增加薛定谔猫态趋于呈现出亚泊松分布特性以及压缩效应。