羧甲基纤维素/竹粉吸水树脂的制备及其性能研究

以羧甲基纤维素(CMC)、竹粉(BP)为主要原料,以聚乙二醇二缩水甘油醚(PEGDE)为交联剂,制备了可降解CMC/BP吸水树脂。探究了BP用量、交联剂用量和反应温度对CMC/BP吸水树脂性能的影响,通过X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜对CMC/BP吸水树脂的微观形貌、结构进行表征并测试了其吸水性能和保水性能。结果表明当CMC用量为4g, BP用量为5g, PEGDE用量为13mL,反应温度为60℃时,制备的CMC/BP吸水树脂吸水率达到21.1g/g,吸水120h后保水率达到55%,吸水和保水性能最好。

绿色电化学合成技术制备含氟化合物开放实验设计

为进一步培养化学专业本科生的实践能力和创新性思维,本研究设计绿色电化学合成技术制备含氟化合物开放实验,创新绿色合成含氟化合物的方法,增设查询文献的环节,筛选最优反应条件,最终通过更加环保的方法合成含氟化合物。该开放实验合理利用实验室资源,提升学生的实验创新探究能力和独立分析解决问题的能力,将科技前沿知识融入本科实验教学,为学生今后独立开展绿色有机合成科学研究打下基础。该类开放性实验创新了实验教学方法,完善了教学体系,对提升高校有机化学实验教学效果具有显著效果。

基于径流事件的农业面源监测采样间隔分析

选择丹江口库区的五龙池小流域为对象,以典型降雨径流事件的水质水量加密监测数据作为径流过程真实值,通过不同时间间隔和水量间隔模拟采样,分析污染负荷通量估算误差,并确定有效采样间隔.结果显示,五龙池小流域降雨径流事件具有明显的峰值特征(初始流量55m^(3)/h,峰值流量977.3m^(3)/h),TP浓度与径流高度同步(初始浓度为0.05mg/L,峰值浓度为0.25mg/L),TN随径流达到峰值后下降不明显(初始浓度为2mg/L,峰值浓度为8mg/L).模拟采样表明,时间间隔5,10,15,20,30,60,120,240,480,720min,采样点数量从1957个减少到14个;水量间隔16,32,64,128,256,384,576,800,1600,3200m^(3),采样点数量从2893个减少到14个;水量间隔采样对径流峰值的捕捉能力明显高于时间间隔采样.负荷估算误差显示,TP误差波动大于TN;以±5%作为允许的误差范围,降雨径流事件采样监测的有效时间间隔为120min,有效水量间隔为1600m^(3).

电化学发光检测儿茶酚开放实验设计及教学反思

为提高学生的综合科研能力,将电化学发光分析仪用于本科生的开放实验教学。以儿茶酚为检测目标,在文献调研和方案优化的基础上,教导学生进行材料的合成与表征、数据获取与分析、结论的提炼与表达。该开放实验有助于培养学生的创新能力以及分析和解决问题的能力。此外,对实验过程中教师和学生暴露出的许多不足进行了反思,为今后开放实验的改进提供了有意义的参考。

海藻酸钠改性垃圾焚烧底灰-矿渣基胶凝堵漏材料研究

针对传统矿用水泥基堵漏材料存在的收缩开裂、高能耗及高碳排放的问题,探索采用海藻酸钠(SA)交联金属离子,制备SA改性垃圾焚烧底灰(MSWI-BA)-粒化高炉矿渣(GBFS)基胶凝堵漏材料(SWM)。通过抗压强度和凝结时间的测试,确定了最佳水固比为0.4。通过胶凝材料在不同温度下的抗压强度、收缩率及裂缝形貌的分析,探究了SA改性对胶凝材料的耐高温性能的影响,结果表明SA改性后,胶凝材料的耐高温性得到了改善,受热后改性胶凝材料表面裂缝明显减少,收缩率较改性前最大降低了26.5%,在400℃受热后,剩余抗压强度仍高达17.25 MPa。结合微观形貌、孔结构性能和热分析实验,探究了SA改性胶凝材料的形成机理,结果表明,SA改性MSWI-BA-GBFS基胶凝堵漏材料通过SA与底物中的Ca^(2+)/Al^(3+)的配位交联与碱激发底物形成的硅铝酸盐共价网络协同作用,细化孔径,减小孔容,在受热后保持基体结构的完整性,从而改善胶凝材料的抗收缩开裂性。堵漏风模拟实验结果表明,水固比0.4的SA改性MSWI-BA-GBFS基胶凝堵漏材料的堵漏性能优于矿用水泥基材料,表现出较好的堵漏性能。SA改性MSWI-BA-GBFS基胶凝堵漏材料的研制不仅为城市垃圾焚烧底灰的资源化利用提供了有效途径,还提供了一种抗压强度高、抗收缩开裂且耐高温的可以完全替代传统矿用水泥基堵漏材料的环保防灭火材料。

抑制细胞迁移诱导蛋白对缺氧复氧诱导的微循环内皮细胞铁死亡的影响

目的探讨抑制细胞迁移诱导蛋白(CEMIP)对缺氧复氧诱导的心脏微循环内皮细胞(CMEC)铁死亡的作用及其机制。方法分离培养原代大鼠CMEC,并分为正常组和缺氧复氧组(H/R组)。根据是否应用腺病毒下调CEMIP表达,进一步分为转染对照病毒+缺氧复氧组(sh-con+H/R组)和转染CEMIP下调病毒+缺氧复氧组(sh CEMIP+H/R组)。运用RNA测序技术筛选正常组与H/R组差异基因。采用CCK8法和Transwell法检测细胞的增殖和迁移能力,铁含量测定试剂盒检测铁离子含量,Hoechst 33342/PI双荧光染色检测CMEC的死亡,采用q PCR检测PTGS2 m RNA,免疫蛋白印记法检测CEMIP和SLC7A11蛋白的水平。结果RNA测序分析显示H/R组中CEMIP升高显著。与正常组比较,H/R组CMEC中CEMIP升高,增殖和迁移能力降低,同时细胞死亡增加,活性铁的含量、PTGS2 m RNA升高、SLC7A11蛋白降低(P<0.05)。此外,sh CEMIP+H/R组CMEC增殖、迁移能力和SLC7A11蛋白水平低于sh-con+H/R组,而活性铁含量、PTGS2水平高于sh-con+H/R组(P<0.05)。结论在缺氧复氧过程中,CEMIP可能靶向调控SLC7A11的表达来缓解CMEC的铁死亡。

南水北调中线水源区农田面源污染防治现状分析与对策建议

为进一步明晰当前南水北调中线水源区污染来源,精准开展水源地水质保护,采用2017—2023年长系列水质资料,分析丹江口水库及入库河流水质特征,采用资料收集、文献调研及模型计算等方法,估算总氮、总磷污染负荷组成,采用实证分析方法分析了南水北调中线水源区面源污染治理存在的问题并提出对策建议。结果表明:丹江口水库总体水质良好,整体可达到Ⅱ类水质目标(湖库水质标准),但汛期水量较大时因总磷浓度升高会引起超标断面个数明显增加,以2021年和2023年丹江口水库实现170 m正常蓄水位的年份最为典型,而此时汉江、丹江等主要入库河流水质也下降,由以往Ⅱ类下降为Ⅲ类(河流水质标准)。无论是枯水年、丰水年,农田面源污染均已成为影响丹江口水库水质主导因素,总氮贡献率分别达到85.16%和57.73%,总磷贡献率分别达到77.74%和57.17%。当前水源区农田面源污染治理存在农田面源底数不清、农民减施化肥农药积极性不高、生态产品价值实现机制不顺等问题,迫切需要加强南水北调中线水源区农田面源污染防治。提出建立“天空地”一体化面源污染监测预警体系,研究新型高效生物农药、生物肥料,开展沟塘水系面源阻控体系建设,研究生态产品价值实现机制等对策建议。

电化学理论与实验相结合的教学实践——以三电极体系测定电化学阻抗为例

针对电化学实验教学中存在教学方式过于传统,理论与实验教学相互割裂的问题,以三电极体系测定电化学阻抗为例,引导学生从实验中挖掘理论,分析三电极体系在电化学检测中的必要性,并用理论去解析电化学阻抗实验数据。通过这一教学实践,不仅帮助学生更好地理解界面电化学的微观过程,还提高学生独立设计阻抗实验的能力。将实验导向理论,用理论指导实验,实现理论和实验充分融合,有利于促进电化学实验的教学质量和学生科研思维的提升。

可溶含氟聚酰亚胺的合成与性能研究

以对氟苯甲醛和2,6-二甲基苯胺合成新型含氟二胺单体(FPMDA),再与均苯四甲酸酐合成,得到含氟聚酰亚胺(FPI)。通过核磁氢谱、质谱(MS)等对FPMDA和FPI进行结构表征,考察FPI的溶解性,并利用差示扫描量热分析(DSC)、热重分析(TGA)表征FPI的热性能。结果表明,FPI有优秀的溶解性,可溶于DMF、NMP、THF等溶剂中;以及良好的热稳定性,在氮气的环境下,FPI热分解温度Td 5%为550℃,Td 10%为580℃,1000℃时的残炭率为58.7%,玻璃化转变温度大于400℃。

“人-机-环境”共融的工业数字孪生系统智能优化方法

工业数字孪生系统是智能制造应用实施的重要手段,但现有工业数字孪生系统主要面向机械系统探索研究理论和关键技术,缺乏从“人-机-环境”全局开展系统建模和优化。鉴于此,分析了“人-机-环境”系统建模和智能优化研究进展,总结了“人-机-环境”共融的工业数字孪生系统基本特征,建立了系统参考架构。然后,提出了“人-机-环境”共融的工业数字孪生系统智能优化方法与关键技术体系,主要包括数据驱动的快速动态建模与仿真方法、基于生成式人工智能(AI)的数字孪生快速建模方法、多模态感知与智能交互方法、虚实同步映射与模型校正方法、基于分布式计算的运行优化控制方法、“人-机-环境”安全监测与态势感知方法和基于AI agent的系统自学习与优化控制方法等。最后,通过典型案例展示了智能优化方法的应用效果。所提出的工业数字孪生系统智能优化方法为实现智能制造过程中的“人-机-环境”共融提供了重要支撑。

福建海岸活力特性及其评价研究

全球气候变化背景下,海平面上升和风暴潮事件的频发给沿海地区带来严峻的挑战,如何保护海岸免受侵蚀,防止社会经济财产损失,维持海岸带生态系统平衡是海岸带持续发展不可忽视的问题。基于自然解决方案(nature-based solution,NbS)的活力海岸构建技术,采用近自然的生态修复和保护措施,在低能岸段以天然材料独立实现,高能岸段辅以人工措施,在实现海岸防灾减灾功能的同时,维持海岸带自然生态系统的稳定性,提升生态功能,挖掘海岸活力潜能。本研究采用熵权法,构建了福建省海岸活力评价体系,从防护安全、生态韧性和经济发展3个方面,结合福建海岸带2010年和2020年两期数据比较,开展海岸活力评价研究。结果显示,福建海岸活力呈现北低、中高、南较低的初始状态,活力值为0.20~0.67(数字越大活力越强);近十年海岸带生态修复工程的实施,使福建海岸活力整体趋势向好发展,高活力岸段明显增多,福建中部和南部活力海岸变优趋势整体优于北部。水体质量、气旋指数、生物岸线长度、湿地面积等因子对海岸活力特性的影响最为显著,基于NbS理念的海岸开发利用方式和丰富的软质护岸保护亦产生良好的生态效益和经济活力。海岸活力的提升应采用因地制宜的方式,合理、高效利用海岸带资源,结合区域生态价值和经济产值的优化,构建发展模式的海岸活力评价体系,为海岸防护能力、生态活力、经济潜力的可持续发展提供科学依据。

新型含氟聚酰胺酰亚胺的合成与性能

由于芳香族聚酰胺酰亚胺(PAI)的溶解性较低,限制了其在溶液加工方法中的应用。为了提高PAI的溶液加工性、降低溶剂使用成本并提高热性能,研究了三苯环结构和氟取代对PAI的性能影响,以苯甲醛和对三氟甲基苯甲醛与2,6-二甲基苯胺为原料,合成了新的二胺化合物4-[(4-氨基-3,5-二甲基苯基)苯基甲基]-2,6-二甲基苯胺(ADPD)、4-[(4-氨基-3,5-二甲基苯基)[4-(三氟甲基)苯基]甲基]-2,6-二甲基苯胺(ADFPD),再与偏苯三酸酐酰氯合成了含新结构的PAI。通过傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱等对单体和聚合物进行表征,通过分析证明成功合成新型PAI;采用差示扫描量热分析、热重分析、水接触角、溶解性能测试对PAI性能进行了表征。结果表明,制备的聚合物均具有良好的热稳定性能和溶解性,玻璃化转变温度大于300℃,在氮气的环境下5%热失重温度在430℃及以上,最大热失重温度在600℃以上;在类似化学结构上,对比未引入—CF_(3)的PAI-1和引入—CF_(3)的PAI-2的测试结果,发现PAI-2在溶解性和热性能上均优于PAI-1,并且能够明显降低聚合物的表面能,表明—CF_(3)能够有效提高PAI的部分性能。

产物导向与机器学习驱动的富油煤热解提油热效应评估

煤炭热解过程的热效应是煤炭热解机理研究、反应器设计等过程的关键参数。目前关于煤炭热解热效应的评估方法之间精度差异较大,其中应用最多且可行性最大的方法为基于同步热分析仪(TG-DSC同步联用)来进行测定,但该方法依然对仪器的测量精度依赖较大,且在得到热流曲线之后的热效应计算方法之间精度也存在差异,导致数据的可重复性差,难以适应大规模生产及工艺设计的需要。富油煤含有较多的脂肪侧链、桥键等富氢结构,在热解过程中受热裂解生成更多的焦油,是良好的煤制油原材料。热解工艺的调控是影响富油煤热解所制焦油品质的关键因素,这其中热解过程的热效应又是热解工艺开发的重要参数,因此无论是对富油煤热解还是对广义的煤炭转化来说,都迫切需要开发准确、高效的煤炭热解热效应评估方法。基于富油煤慢速热解实验结果并结合热解反应机理和经验公式,以产物为导向构建富油煤热解反应体系,利用经典热力学分析方法进行反应体系的热力学计算,得到富油煤热解过程的化学反应热,再结合热解过程中的物理吸热量,得到了富油煤中低温慢速热解过程中的热效应。结合已报道的煤炭热解实验结果和热解热效应测定值,利用机器学习方法中的随机森林模型对煤炭热解热效应进行非线性建模和预测。结果表明:基于实验结果,以产物为导向计算得到的富油煤慢速热解热效应数值总体要低于利用TG-DSC同步联用测得的数值,误差均在10%以内。基于机器学习算法预测得到的富油煤热解热效应的预测精度达到0.9352。综合来看,所构建的2种富油煤热解热效应预测模型具有实用性和适用性。

基于多智能体的工业数字孪生系统云边端架构与关键技术

基于多智能体的工业数字孪生系统(iDTS)由人、设备、环境、孪生仿真系统和计算系统等多智能体构成,是一个多智能体、AI算法和数字孪生融合驱动的新一代iDTS系统。针对工业数字孪生系统在实时性、智能性和负载均衡等方面的需求,提出了基于多智能体的iDTS系统的典型特征、云边端架构和关键技术体系,主要包括模型驱动智能体自学习优化方法、多智能体交互的同步与共享方法、多智能体协同的分布式控制方法、iDTS系统制造资源协同调度方法和iDTS系统的云边端负载均衡方法等。最后,通过典型案例展示了基于多智能体的iDTS系统的应用效果。所提出的系统架构与关键技术为推动人工智能和数字孪生技术在智能制造过程中的深入应用提供了重要参考。

手动抽吸取栓术在急性脑动脉闭塞治疗中的临床应用效果研究

目的观察手动抽吸取栓术(MAT)在急性脑动脉闭塞治疗中的可行性、安全性及临床疗效。方法选择急性脑动脉闭塞首次采用MAT技术治疗的患者27例,其中行MAT的患者共19例,作为MAT组;行MAT联合支架取栓治疗的患者共8例,作为MAT+支架组。记录两组患者性别、年龄、吸烟、高血压、糖尿病、心房颤动、高脂血症、冠心病、风湿性心脏病、静脉溶栓、取栓部位、穿刺至再通时间、血管再通标准(mTICI)分级、血栓逃逸、脑出血、术前美国国立卫生研究院卒中量表(NIHSS)评分、术后7 d NIHSS评分、90 d改良Rankin评分量表(mRS)评分≤2分、死亡情况。结果27例患者首次进行MAT,男性16例(59.3%),女性(40.7%);年龄(67.2±11.5)岁;静脉溶栓有9例(33.3%);取栓部位为颈内动脉有5例(18.5%),大脑中动脉有18例(66.7%),基底动脉有3例(11.1%),大脑后动脉有1例(3.7%);穿刺至再通时间为65(48,90)min。有26例(96.3%)患者实现血管再通。mTICI分级为2b级有12例(44.4%),3级有14例(51.9%);血栓逃逸有5例(18.5%);症状性脑出血有2例(7.4%),无症状脑出血有1例(3.7%);术前NIHSS评分为(13.9±3.8)分,术后7 d NIHSS评分为(8.4±6.6)分,术后7 d NIHSS评分低于术前(P<0.05);90 d mRS评分≤2分有14例(51.9%);死亡3例(11.1%),其中2例是取栓后出现症状性脑出血导致,1例是因为肺动脉栓塞导致的。结论MAT在急性脑动脉闭塞中治疗是可行、安全及有效的。

闽南沿海地区海岸带韧性时空分布特征

在全球气候变化和人类活动的双重胁迫下,人口密度高、经济发达的沿海地带成为生态环境风险的高危地区。为揭示研究区海岸带韧性特性,有效评价海岸带韧性发展历程,从而对海岸带韧性提升提出针对性成效管理策略。本研究以闽南沿海地区的18个县区(不包括金门县)为研究对象,选取海岸动力、海岸防护能力、经济发展、社会发展以及生态特征等5个方面、14个海岸韧性指标因子,利用AHP-Critic法、灰色关联TOPSIS法、自然断点法以及贡献度模型,构建研究区海岸带韧性评价体系。结果表明,闽南沿海地区在空间上呈现出中部以厦门市辖区为代表区域的海岸带韧性高值区(韧性平均值为0.517~0.542),南部是漳州沿海地区的海岸带韧性低值区(韧性平均值为0.482~0.514);海岸动力、海岸防护能力是其主控要素和影响因子。闽南沿海地区韧性演化经历了3个阶段,分别是早期的韧性提升阶段(1980—1990年),经济高速发展中生态环境造破坏的韧性破坏阶段(1991—2010年),注重生态修复保护工作,使海岸带韧性提升的恢复阶段(2011—2020年)。厦门、漳州、泉州三地在上述3阶段的韧性演化过程存在时间上的相位差异,其与三地不同的区位特点与地域经济发展历程有关。

细胞死亡的新方式--铁死亡与铜死亡

铜死亡是最近新发现的一种调节性细胞死亡(regulated cell death,RCD)形式。这种死亡形式的主要原因是细胞内铜离子的聚集,这个过程靶向干扰三羧酸循环。虽然已有学者阐明了其基本分子机制,但是对于铜死亡的研究仍然存在许多需要探索的方面。相比之下,对铁离子过载诱导的铁死亡的研究已相对完善,本文以铁死亡研究为参照,对两种金属离子诱导的细胞死亡进行了全面综述。

泉州半月湾海滩侵蚀机制及修复对策研究

本文通过对比半月湾海滩历史岸线、剖面、水下地形、沿岸输沙等的变化,详细分析了海滩的侵蚀现状,探讨了渔港防波堤建设对半月湾海滩侵蚀的动力机制,并针对性地提出了海滩修复思路。研究结果表明,半月湾海滩自渔港防波堤建设以来产生了自西向东的沿岸净输沙,海滩西侧持续侵蚀,东侧持续淤积;2004~2014年西侧岸线蚀退速率最大约为-8.10 m/a,东侧淤进速率最大约为10.10 m/a;2015~2017年年单宽净侵蚀量最大约为10.99 m^(3)/m,2017~2021年单宽净淤积量最大约为26.05 m^(3)/m;岸线、剖面、水下地形变化逐渐减弱,海滩演化趋于平衡。半月湾海滩侵蚀和防波堤建设关系密切,防波堤建设后,主浪向东南(SE)方向入射波浪受防波堤的阻挡作用,使得半月湾海滩东段波高减小、中段波浪衰减梯度增加,原本平衡的输沙态势被破坏,产生了自西向东的沿岸净输沙。针对半月湾海岸侵蚀,提出了“滩肩补沙+中部透空防波堤+西侧卵石岬角”的修复思路,可有效降低沿岸输沙,缓解防波堤建设引起的海岸侵蚀问题。研究成果可为相似类型海岸的岸滩修复提供良好的参考。

厦门白城海滩地貌季节性变化的沉积物粒度响应

根据厦门白城海滩2022—2023年连续4个季节的海滩剖面形态测量和表层沉积物粒度分析,探讨非典型砂泥复合型海滩地貌的季节性变化规律及其主控因素,尝试揭示海滩表层沉积物粒度结构对海滩地貌季节变化的响应过程。研究结果表明:由2022年秋季至冬季、再到2023年春季,白城海滩上风向强烈侵蚀、下风向淤积,受厦门环岛顺时针向的沿岸输沙作用控制;且随着季风转向和波浪减弱,沿岸输沙减弱,海滩侵蚀强度降低。而由2023年春季至夏季,沿岸输沙进一步减弱,但白城海滩各剖面均显示不同程度的侵蚀,滩砂流失加剧,与夏季强降水引起的滩砂横向顺坡向下搬运有关,并伴随着大量游客的涌入加剧了海滩的侵蚀。白城海滩侵蚀强度强-弱-强的季节阶段性变化与沿岸输沙-横向输沙的季节性转变有关,海滩表层沉积物粒度也随之产生明显的联动变化。白城海滩在秋-冬-春-夏的季节时间尺度上,剖面坡度和沉积物粒径数值均呈现先下降后上升的变化趋势,海滩侵蚀强度大、沉积物粒径增加、滩面变陡,主要与沿岸输沙-横向输沙的季节性转变过程有关。研究结果对于深入理解砂泥复合型海滩动力地貌过程具有重要意义。

吴茱萸碱通过调控BIRC5增强NK细胞对小细胞肺癌的杀伤作用

目的探讨吴茱萸碱(EVO)通过调控杆状病毒凋亡抑制蛋白5(BIRC5)表达对自然杀伤(NK)细胞介导的小细胞肺癌(SCLC)细胞杀伤作用的影响。方法使用不同浓度EVO处理H446细胞和NK-92细胞,噻唑蓝(MTT)法检测细胞增殖,Transwell TM实验检测细胞侵袭。将NK-92细胞和H446细胞以不同效靶比共培养,检测NK细胞对H446细胞的杀伤力和NK-92细胞脱颗粒水平。网络药理学分析EVO在SCLC中治疗的潜在靶点,并进一步验证EVO在SCLC中作用的机制。采用异种移植瘤模型评估EVO对肿瘤生长的影响。结果与对照组比较,EVO处理后浓度依赖性的抑制H446细胞增殖和侵袭,增强NK-92细胞对H446细胞的杀伤力和脱颗粒水平。网络药理学分析显示BIRC5是EVO治疗SCLC中的核心靶点,且EVO抑制BIRC5蛋白的表达而对BIRC5 mRNA的表达无影响。体内研究显示,EVO以浓度依赖性的方式抑制肿瘤生长。结论EVO通过促进BIRC5的降解从而增强NK细胞对SCLC细胞的杀伤作用。