化学化工与环境科学

• 核壳结构C-TiO₂纳米复合材料用于高效光催化降解有机染料

  王文静;汤晶;刘维刚;程晓丽;徐英明;

  化工、纺织印染与农药化肥等产业的蓬勃发展推动着人类社会的进步，但同时也给环境治理带来了巨大难题。目前，光催化降解局限于在特定波长下针对单一有机污染物进行降解，然而现实中的情况往往更复杂。因此，开发一种多功能光催化材料用于光催化降解不同有机污染物显得尤为重要。采用一步无模板溶剂热法合成了核壳结构的C-TiO_2复合材料前驱体，并在氩气气氛下煅烧得到高结晶度的C-TiO_2复合光催化材料。运用SEM、TEM、XRD和TG等表征手段对材料进行表征，结论如下：550℃煅烧时的样品为包含少量碳的高结晶度的锐钛矿相TiO_2,且550℃煅烧时的样品依然保持了完整的核壳结构。此外，C-TiO_2复合材料的比表面积高达85.69 m~2·g~(-1),平均孔径为16.4 nm以及孔体积为0.423 m~3·g~(-1)。在UV-Vis光照射下，C-TiO_2复合材料分别对罗丹明B(RhB)、亚甲基蓝(MB)和刚果红(CR)3种染料显示出增强的光催化降解活性。

  2024年01期 v.15;No.54 1-11+121页 [查看摘要][在线阅读][下载 6758K]
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• 点手性调控的四股Eu₂L₄螺旋体的同手性自组装及圆偏振发光（英文）

  范敏;李洪峰;高婷;周妍妍;

  β-二酮具有优异的敏化能力，是应用最广泛敏化镧系配合物发光的配体之一。但由于难以引入手性基团参与共轭体系的电子跃迁，限制了其在镧系圆偏振发光(CPL)材料中的应用。结合螺旋结构的固有手性L~(R/S)，通过引入点手性的方式成功构筑了一对对映体纯的手性双核四股铕螺旋体(HNEt_3)_2(Eu_2L_4)。结合全面的光谱表征证实了配体取代基的点手性成功诱导两个稀土Eu~(3+)离子采取相同的Λ或Δ构型，并形成具有单一M或P螺旋构象的螺旋体。配合物的镜像圆二色(CD)和CPL光谱进一步验证了一对光学纯对映体的形成。手性光学性质研究显示螺旋体表现出适中的发光不对称因子■和良好的发光量子产率(QY=23%)。该研究将螺旋体的手性与β-二酮的优异敏化能力有效地结合起来，为手性镧系CPL材料的合成提供了有效的策略。

  2024年01期 v.15;No.54 12-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 3608K]
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• 纳米氧化锌粒子薄膜的场效应载流子迁移率特性的研究（英文）

  杨秋雨;王秀秀;覃斑;李辰砂;

  将纳米氧化锌粒子制备纳米膜，研究其场效应性能与载流子迁移性能。通过在有机溶剂介质中热分解油酸锌配合物，合成出尺寸均匀的六方相氧化锌纳米晶粒子。以沉积了铝钛氧化物层与铟锡氧化物层的玻璃为载体，通过旋涂工艺将纳米氧化锌粒子涂覆于其表面，制备出场效应薄膜晶体管。通过工艺优化，制成的半导体纳米氧化锌薄膜晶体管具有优异的可控结构及致密分布的氧化锌纳米晶体，表现出优异的场效应性能与载流子迁移性能。这种直接由氧化锌纳米晶制备的薄膜晶体管具有非毒性、好的透明性以及优越而稳定的场效应半导体器件性能。该技术可高效，便利且低成本大批量地制备氧化锌薄膜晶体管，便于后续在电子等领域的应用。

  2024年01期 v.15;No.54 21-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 2621K]
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电子与机电工程

• 多传感器非线性系统序贯观测融合二阶扩展卡尔曼滤波器

  姜吉鹏;孙书利;

  对多传感器非线性系统提出了一种序贯观测融合二阶扩展卡尔曼滤波(Second-order Extended Kalman Filter, SOEKF)算法。该算法的中心思想是根据传感器观测数据到达融合中心的先后次序依次进行处理。研究表明，提出的序贯观测融合SOEKF算法比集中式观测融合EKF算法具有更高的精度；与集中式观测融合SOEKF算法精度相当，且具有更低的计算复杂度。目标跟踪系统的仿真验证了算法的有效性。

  2024年01期 v.15;No.54 27-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 7988K]
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• 基于复合结构微光纤曲率传感器研究

  董臻;姚铭;沈彤;孟祥超;张少先;柳春郁;

  提出了一种基于熔锥型多模微光纤(MMMF)马赫-曾德尔干涉的曲率传感器，该曲率传感器通过将105多模光纤(MMF)两端与普通单模光纤(SMF)进行电弧熔接，并对MMF进行熔融拉锥，构成了单模光纤-多模微光纤-单模光纤的复合结构。实验研究了拉锥长度分别为12 000μm, 16 000μm两种腰锥直径不同的微光纤，并进行曲率传感测量。实验结果表明：随着传感器曲率的逐渐增大，传输光谱出现很明显的蓝移现象，可通过监测透射谱谐振波谷波长的漂移实现曲率灵敏度的测量，传感器的灵敏度随着腰锥直径的减小而增大，在拉锥长度达到15 000μm, 2.545～3.136 m~(-1)的曲率测量范围内可获得最大的曲率灵敏度为-20.267 nm·m~(-1),具有较好的线性拟合度。该传感器具有结构简单，易于制造，灵敏度较高，价格低廉等优点，可广泛应用于桥梁、建筑等土木工程的曲率传感领域。

  2024年01期 v.15;No.54 40-47+92页 [查看摘要][在线阅读][下载 6702K]
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• 一种基于ConvMixer骨干的显著性目标检测模型

  张斯博;朱敬华;奚赫然;杜欣月;

  显著性目标检测(Saliency Object Detection, SOD)算法多采用基于卷积神经网络(Convolutional Neural Network, CNN)的骨干网络提取特征，然而CNN无法获取图像的长范围特征依赖。视觉转换器(Vision Transformer, ViT)将图像划分为图块(patch),通过Transformer在patch之间传播全局上下文信息获得长范围特征依赖，但Transformer的自注意力层具有二次方的时间复杂性。因此，提出一种低复杂性的基于patch的SOD算法CM-PoolNet,对经典的显著性目标检测PoolNet模型的骨干网络进行改进，使用卷积模型ConvMixer替换VGG和RestNet,提出新的特征融合方法。基于U型结构，编码器对输入图像进行Patch Embedding,送入重复堆叠的由深度可分离卷积和膨胀卷积构成的ConvMixer特征提取器中。为解码器设计了基于patch的特征融合模块。设计了BCE、SSIM和IOU 3种损失，引导模型在像素级、图块级、特征图级3级层次中学习输入图像和真值图像之间的转换。在DUTS数据集和ECSSD数据集上进行实验，结果表明：提出的模型能够有效地分割突出的目标区域，并且准确预测具有清晰边界的精细结构。

  2024年01期 v.15;No.54 48-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 649K]
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• DDPG深度强化学习算法在无人船目标追踪与救援中的应用

  宋雷震;吕东芳;

  为保证海上救援活动的高效性，研究结合深度确定性策略梯度算法(Deep Deterministic Policy Gradient, DDPG)从状态空间、动作空间、奖励函数方面对船只追踪救援目标算法进行设计，并实际应用到无人船追踪救援之中。结果显示DDPG算法的稳定成功率接近100%,性能优异。该设计的算法最终回合累积奖励值能够稳定在10左右，而平均时长则能稳定在80 s左右，能够根据周边环境的状态调整自己的运动策略，满足海上救援活动中的紧迫性要求，能为相关领域的研究提供一条新的思路。

  2024年01期 v.15;No.54 58-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 2452K]
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• 结合多注意力及IE-GAN的面部属性编辑方法

  石晓楠;息佳琦;王英丽;

  面部属性编辑主要有两个目的：(1)将图像从源域转换到目标域，对指定的目标属性(如性别、年龄、发色等)进行修改；(2)只改变与目标属性相关的人脸区域，保留目标属性之外其他属性的细节。而现有的人脸属性编辑方法不可避免地会对与目标属性无关区域进行更改。因此，提出一种基于IE-GAN和多注意力机制的面部属性编辑方法MAIE-GAN,引入补充注意连接(Complementary attention connection, CAC)的概念连接编解码器，解决了由直接跳跃连接引起的信息冗余问题，将自注意力机制作为生成器中卷积层的补充，使其能更好定位目标属性，限定属性变换区域，此外，还利用互补注意特征的概念，实现目标属性无关区域的更好保留。通过与现有方法的对比分析表明，该方法在属性定位和图像质量方面优于现有的方法。

  2024年01期 v.15;No.54 65-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 7020K]
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水利与土木工程

• 漳泽水库浮游植物群落结构特征及其影响因子

  刘子萌;冯民权;杨锐婧;王旭艳;屈自立;李亮;申星;

  为明晰山西省长治市漳泽水库浮游植物的空间分布及关键驱动因子，于2022年第二、三季度对漳泽水库18个采样点的浮游植物及环境因子进行调查分析。结果表明，漳泽水库鉴定出浮游植物8门75种，第二季度呈绿藻-蓝藻型，第三季度呈蓝藻-硅藻型，优势种为小席藻、梅尼小环藻和蓝纤维藻等。浮游植物群落特征指数综合评价表明水库整体处于中度污染状态。Pearson相关性分析和典型对应分析表明：水温和高锰酸盐指数(COD_(Mn))为影响漳泽水库浮游植物群落结构的关键因素，其次为总磷(TP)和溶解氧(DO)。

  2024年01期 v.15;No.54 76-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 5021K]
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• 季冻区列车轨道附近的地面振动级分析

  詹俊涛;李思瑶;刘松涛;郑鑫;姜琦;王福彤;

  季节性冻土区的极寒气温改变了土体的剪切波速，列车引起的地表振动特征有待揭示。将负温相关的冻土动力学参数引入列车-轨道-层状场地耦合振动模型，计算了冬季不同气温、不同轨道距、不同车速条件下的地表振动级。结果表明：入冬后当气温未降至-8.7℃的阈值温度时，地面振动未受负温影响；随着气温继续下降，地面振动的中、高频成分受到明显抑制，低频成分受到的影响不大；气温越低，中、高频成分向远离轨道方向的衰减梯度越大；车速的提高可加剧地表振动，这个特征基本不受气温的影响。研究成果有助于深入理解季节性冻土地区轨道交通振动的传播规律，为减振技术开发提供有益的参考。

  2024年01期 v.15;No.54 85-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 6034K]
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• 大兴安岭盘古河流域基流分割及特征分析

  孟莹辉;琚存勇;蔡体久;

  基流在水文过程中起重要的作用，不同流域基流所占的比例不同，选择科学合理的基流分割方法，获得较准确的基流量，对于保证流域的生态水量至关重要。根据盘古河流域盘古站1988—2015年日径流资料，采用基流指数法、时间步长法和数字滤波法3大类7种方法，并结合流域退水常数进行基流分割研究。利用Nash-Sutcliffe效率系数，同时采用平均相对误差(MRE)评估不同基流分割方法的计算结果精度。结果表明：7种方法均能实现基流过程的分割，但不同方法的分割结果存在一定差异；数字滤波法F2计算得到的基流分割过程线最稳定，Nash-Sutcliffe效率系数最高(0.851),平均相对误差最小(7.992%),是盘古河流域较为适宜的基流分割方法；年内基流指数总体呈现出先减后增的趋势，在融雪期持续减小，在生长季呈现上升趋势，强降雨之后则先减后增。

  2024年01期 v.15;No.54 93-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 3956K]
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生命科学与生物工程

• 果蔬清洗机对蔬菜中营养物质的影响

  白佳丽;崔思琪;张瀚文;李雨鑫;古昕雨;雷虹;李文辉;

  以菠菜、胡萝卜、番茄和西兰花4种常见代表类型蔬菜为材料，使用电解水技术的果蔬清洗机，选择不同清洗时间和温度，利用单因素分析对蔬菜营养物质损失进行试验研究。结果表明：清洗时间越长，清洗机对蔬菜中的营养成分破坏程度越大；果蔬清洗机在清洗温度为15℃时，叶酸保留率最大；20℃时果蔬清洗机对蔬菜中维生素C、β-胡萝卜素以及抗氧化活性物质羟自由基保留率最大；在果蔬清洗机相同处理温度和时间下，对于不同类别蔬菜，对菠菜维生素C、西兰花叶酸、西兰花的羟自由基和β-胡萝卜素含量影响较大；在使用果蔬清洗机时应该选择清洗温度为20℃,清洗时间为10～15 min,蔬菜中营养物质保留率最高。

  2024年01期 v.15;No.54 104-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 1140K]
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• 《黑龙江大学工程学报》稿约

  <正>本刊现为全国首家中英俄多文种学术期刊。《黑龙江大学工程学报》办刊宗旨:立足本校,面向全国,服务教学与科研,反映工程科学与技术的最新科研成果,促进校内外学术交流,为黑龙江大学工科学科发展服务,为经济建设和社会发展服务。定期栏目:化学化工与环境科学、电子与机电工程、水利与土木工程、生命科学与生物工程等。不定期栏目:寒区工程与水资源、科技期刊研究、科技动态、读者与编者等。读者对象主要为高等学校师生、科研人员和工程技术人员。为保证刊物质量,并使本刊与国内外有关的检索性期刊的要求接轨,根据《中国学术期刊(光盘版)检索与评价数据规范》和《中国高校自然科学学报编排规则》,结合本刊实际,特提出如下要求,请投稿者执行。

  2024年01期 v.15;No.54 113页 [查看摘要][在线阅读][下载 470K]
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• 徐英明教授简介

  <正>徐英明,男,1979年12月生,教授,博士研究生导师,现任黑龙江大学化学化工与材料学院副院长。黑龙江省杰出青年基金获得者。2005年毕业于黑龙江大学并留校任教;2010年博士毕业于中国科学院长春应用化学研究所。2010年聘为副教授,2015年聘为教授。中国分析测试协会青年学术委员会委员,黑龙江省化学会理事,黑龙江省分析测试学会理事,Rare Metals、Eco-Environment & Health期刊青年编委。

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