响应面法优化花生水酶法制油水相体系中残油工艺

水酶法可以实现花生油脂和蛋白的同步提取,但得到的水相体系中部分油脂稳定存在,不利于油脂得率的提升。通过湿法粉碎花生,利用激光共聚焦显微镜(CLSM)和生物显微镜对花生水酶法制油水相体系的微观形态进行观察,分析不同粉碎时间下水相残油率和油滴分布之间的联系。在单因素试验基础上,采用响应面法优化影响水相残油率的工艺条件。结果表明:花生水酶法制油得到的水相是一个高蛋白低油脂的体系,当粉碎时间为120 s时,水相残油率最低(10.78%),水相体系油滴分布最少;最佳工艺条件为酶解时间1.37 h、酶解温度47.92℃、加酶量1.25%、液料比4.89∶1 mL/g,在此条件下得到的水相残油率为8.79%±0.03%,与响应面预测值8.82%无显著性差异。研究结果为间接提高水酶法制油提升油脂得率提供理论依据。

基于响应面法游湖沉积物-水界面溶解性碳交换通量

湿地作为陆地生态系统最重要的碳汇,是减缓全球大气中二氧化碳含量上升和全球气候变暖的重要途径。目前研究多针对于自然湿地中储碳量和碳密度的研究,对于因煤炭开采形成的采煤塌陷湿地碳密度及其变化研究则相对较少。基于对采煤塌陷湿地水体和沉积物中碳含量和影响因子的调查,研究采煤沉陷湿地沉积物-水界面不同形态碳交换通量规律,评估沉积物对于上覆水中碳素的源/汇特征,探讨不同环境因子单一及交互作用下沉积物-水界面各形态碳的交换通量的变化规律。针对徐州九里湖采煤塌陷湿地沉积物和水体进行研究,分别于2020年12月、2021年4月和2021年8月采集沉积物和上覆水,分析沉积物和水体中碳素的赋存特征以及影响碳素含量的关键因子。通过室内模拟试验,进行沉积物-水界面溶解性碳交换通量研究,并探讨主要环境因子对溶解性碳交换通量的影响。最后基于响应面法构建沉积物-水界面溶解性碳交换通量回归模型,预测采煤沉陷湿地溶解性碳最小释放条件,估算采煤塌陷湿地溶解性碳释放总量。结果如下:温度升高会导致溶解性碳交换通量增大,而pH对其影响较小;在高氧(9.0 mg/L)和低氧(3.0 mg/L)条件下,溶解性有机碳(DOC)和溶解性无机碳(DIC)交换通量相对较高,在中氧(6.0 mg/L)条件下,相对较小。得出在环境因子交互作用下的最优化条件,当温度为5.69℃、pH为7.18、溶解氧DO为6.38 mg/L时,DOC和DIC交换通量区的最小值分别为2.32、3.54 mg/(m^(2)·h)。估算出湿地8月沉积物DOC和DIC释放总量最高,分别为1.75、5.76 t;12月沉积物DOC和DIC释放总量最低,分别为0.98、2.01 t。结果表明,环境因子对DOC和DIC交换通量均有不同程度影响,温度通过改变吸附能力和生物活性的方式使DOC和DIC交换通量随温度增加而增大;pH影响着沉积物中碳酸盐的溶解度使得DIC在碱性环境中增加不明显,但对DOC交换通量影响较小。DOC和DIC释放总量变化规律一致,夏季温度较高,沉积物微生物活性强,促进DOC和DIC向上覆水中大量释放,冬季温度低,释放作用显著下降。沉积物-水界面溶解性碳交换通量只考虑了温度、p H和DO三个条件,然而影响物质在沉积物-水界面的迁移转化还包括沉积物自身特性、生物扰动以及重金属等因素,对于因采煤形成的湿地,沉积物中金属离子对溶解性碳的释放更应引起注意,在后面的研究中可以微生物为切入点,探究沉积物碳“源”与“汇”转换的临界条件。

Charge-Transfer and SERS Coupling on TiO2

We report the SERS enhancements of Raman forbidden surface modes of TiO2 in different sized TiO2 crystals. This current study utilizes the relationship between the vibronic coupling and the degree of charge-transfer to explain the differences of Surface Enhanced Raman Scattering (SERS) enhancements. Our study shows a direct correlation between the degree of charge-transfer and vibronic coupling. This relationship suggests that charge-transfer between the N-719 dye and TiO2 due to vibronic coupling plays a fundamental role in SERS enhancements. Furthermore, this study shows a strong dependence of the enhancements of the N-719 dye molecular modes to that of the surface modes. This indicates that the mechanism that governs the enhancements of the surface modes in TiO2 crystals most likely also dictates the enhancements of the N-719 dyes.

层次分析法结合Box-Behnken响应面法优化炙黄芪炒制工艺

目的 优选传统炒制黄芪的炮制工艺。方法 以炙黄芪中毛蕊异黄酮葡萄糖苷、芒柄花苷、黄芪皂苷Ⅰ、水溶性浸出物的含量及外观性状评分为考察指标,以炒制温度、炒制时间、蜜水比3个因素为考察因素,采用层次分析法(Analytic Hierarchy Process, AHP)结合设计-响应面法(Box-Behnken)考察对炙黄芪炮制工艺的影响,找出最佳炮制工艺,并进行验证实验。结果 炙黄芪的最佳炮制工艺是炒制温度139.41℃、炒制时间6.040 min、炼蜜与水的比例为1∶0.680 2。结论 该炮制工艺参数稳定可行,可为炙黄芪规范化生产提供依据。

基于物理信息的神经网络求解曲面上对流扩散方程

引入基于物理信息的神经网络PINNs(Physics-informed Neural Networks)并将其用于求解曲面对流扩散方程。区别于传统的神经网络模型,PINNs在建立模型过程中引入了自动微分技术,并将物理信息即偏微分方程信息编译其中,通过定义损失函数得到关于该模型中神经网络参数即权重和偏置的优化目标,随后利用已有的优化算法进行求解。显而易见,PINNs通过添加额外的物理信息约束放宽了对于数据量的要求,对于一个确定性模型显示出更好的鲁棒性。本文基于曲面微分算子与欧氏空间下标准微分算子的解析关系,引入两种曲面微分算子处理技术,即非本征技术和嵌入技术,并结合PINNs针对定义在高维复杂曲面上的对流扩散方程进行求解,多个数值算例证明了该方法的有效性、鲁棒性以及其在求解此类问题的潜力。

鼓形齿式联轴器接触理论研究综述

鼓形齿式联轴器由于其特殊的齿面形态,在实现等轴线不对中补偿的同时易导致各齿对非均布承载,破坏了齿面接触的稳定性。国内外学者针对鼓形齿对的接触理论开展了广泛的研究。综述了鼓形齿式联轴器的接触特性与理论研究现状,指出齿对间隙、齿面接触应力、齿对载荷分配的接触理论模型,是实现高性能鼓形齿式联轴器高性能设计的关键技术。

高灵敏双参量光子晶体光纤传感器的实现方法

提出了一种D型光子晶体光纤磁流体双芯填充的磁场和温度双参量测量传感器结构。通过缩小第1层空气孔的中心两个孔,增强共振效果,提升灵敏度。引入磁流体填充双芯的磁感通道和乙醇填充的温敏通道,实现高灵敏度传感与双参量传感。结果表明,传感器温度在-30℃~50℃,透射峰温敏度为1.239 nm/℃,线性度达0.9957,损耗峰温度光谱灵敏度为2.514 nm/℃,线性度达0.99717。外界磁场在10 mT~30 mT,透射峰磁场灵敏度为-3.799 nm/mT,线性度达0.99727,且温度的测量误差为1.135%,磁场的测量偏差为6.67%,具有灵敏度高、测量准确、结构紧凑及工艺简单等特点。该研究可进一步优化D型PCF-SPR(photonic crystal fiber based on surface plasmon resonance,基于表面等离子体共振的光子晶体光纤)双参量解调传感的设计。

自密实混凝土钢管柱超声检测内部缺陷研究

【目的】研究自密实混凝土钢管柱的内部缺陷及界面黏结检测的定量分析。【方法】采用超声波无损检测方法检测分析C60自密实混凝土钢管柱缺陷情况,以首波声时探测超声波传递路径,提出波速异常值判断方法,根据预埋缺陷情况将波速小于4.5 km/s的测点判定为异常点;通过作3D波速和缺陷高度颜色映射曲面图判断缺陷所在位置;通过各测点声时差,运用几何方法定量分析缺陷大小。【结果】研究表明:钢管壁对内部混凝土超声波参数基本无影响;首波声时越短,混凝土密实度越高,当钢管柱内混凝土存在缺陷时,声时变长,波幅变小,首波和相邻波振幅较小;各平面波速异常区域与预制缺陷位置基本吻合,最大缺陷尺寸为233 mm,其所在位置对应预埋立方体与球型缺陷位置处;当超声波速小于4.0 km/s时,缺陷高度超过50 mm,可初步判定混凝土中存在较大缺陷或脱空。计算出的缺陷大小与实际缺陷相差较小,表明超声无损检测技术可运用于工程实践。

枸杞叶多酚的超声辅助酶法提取工艺优化及抗氧化活性分析

对枸杞叶中具有生物活性的化合物进行提取是提升枸杞资源利用效率的前提。为了提高枸杞叶中多酚物质的提取效率及探究其生物活性功能,以枸杞叶为试验原料,基于超声波辅助酶法探究乙醇体积分数、料液比、超声时间和纤维素酶添加量等4个单因素对枸杞叶多酚提取效率的影响,通过响应面分析优化枸杞叶多酚的提取工艺,并探究枸杞叶多酚提取物对DPPH和ABTS自由基的清除能力。结果表明,4个单因素对枸杞叶多酚提取效率均具有一定影响,枸杞叶多酚提取效率均呈先升高后降低的趋势;经过拟合优化取得最优的提取条件为:乙醇体积分数68%、料液比1∶89(g/mL)、超声时间39 min、纤维素酶添加量2 mg/g,在此条件下,枸杞叶提取液中多酚含量为5.09 mg/g,与预测值(5.21 mg/g)的相对误差仅为2.3%。抗氧化试验表明,枸杞叶多酚提取物对DPPH和ABTS自由基的清除率随着溶液多酚质量浓度的增加而升高,半数抑制浓度IC_(50)值分别为27.28、190.00μg/mL,表明具有较好的抗氧化能力。综上,超声辅助酶法可提高枸杞叶多酚的提取效率,所提取的枸杞叶中多酚具有明显的体外抗氧化活性。

响应面法优化榆黄蘑熟料袋栽菌丝体培养条件

以榆黄蘑为试验材料,基于最佳熟料袋栽配方进行培养条件的单因素试验,根据单因素试验结果,以菌丝生长速度为响应值,采用Box-Behnken中心组合原理进行响应面优化试验,对菌丝培养中的接种量、pH、温度和培养料含水量4个不同培养条件进行优化研究。结果表明,4个因素对榆黄蘑菌丝生长速度的影响大小为温度>接种量>pH>培养料含水量,最佳的培养条件为接种量7%、pH 6.5、温度26℃、培养料含水量65%,该培养条件下榆黄蘑菌丝生长速度可达9.99 mm/d。

主成分分析法结合响应面优化亚麻籽胶与壳聚糖复合膜成膜工艺

为优化亚麻籽胶与壳聚糖复合膜的成膜工艺,以亚麻籽胶和壳聚糖为主要材料制备复合膜,研究亚麻籽胶膜液∶壳聚糖膜液(V/V)、壳聚糖质量浓度和甘油添加量对复合膜性能的影响,并以复合膜性能综合评分为考察指标,结合主成分分析法和响应面试验法,优化复合膜制备工艺参数。结果表明,复合膜最优制备工艺为:亚麻籽胶膜液∶壳聚糖膜液(V/V)为20∶10,壳聚糖质量浓度1.0 g/100 mL,甘油质量分数21%;在此条件下制备的复合膜性能综合评分为0.724,膜的各项指标分别为:拉伸强度(18.16±0.17)MPa,断裂伸长率57.15%±0.14%,水蒸气透过率(1.30±0.02)(g·mm)(/h·m^(2)·kPa),氧气透过率(7.30±0.08)cm^(3)(/m^(2)·d·Pa),透光率95.55%±0.09%。该研究结果可为复合膜在食品保鲜中的应用提供理论基础。

一体式电火花加工专用电极夹具设计与应用

介绍了适用于电火花加工的多位姿一体式专用电极夹具,能实现多特征尺寸、不同形状、不同空间位置的电极快速准确定位和装夹,利用快装夹具的微米级精确定位任意调整90°,实现XOY平面4个方向的加工。经实际加工验证:设计的夹具操作方便,可缩短加工时间,提高加工效率,降低生产成本。

响应曲面法优化有机胺脱硫循环液中钠盐脱除工艺研究

研究了铜冠冶化分公司有机胺脱硫循环液的冷却结晶行为,重点考查了结晶时间、结晶温度对钠盐脱除率的影响。结果表明:在结晶时间控制在8~12 h、结晶温度-5℃~0℃、搅拌速度200 r/min的条件下,可将有机胺脱硫循环液中钠含量降低至8 g/L,钠脱除率可达69.48%,钠盐脱除效果较好。采用Design-Expert软件进行二次多元回归拟合,可以得到响应值钠脱除率(Y)对实验因子结晶时间(X_(1))和结晶温度(X_(2))的二次多项回归方程:Y=45.96-9.12X_(1)+22.84X_(2)-0.22X_(1)X_(2)+6.48X_(1)^(2)+23.06X_(2)^(2)。

基于氮气吸附实验的页岩孔隙结构表征

页岩储层微观孔隙结构研究对页岩含气性评价具有重要意义。为此,采用低温氮气吸附法,对宁夏六盘山盆地下白垩统乃家河组页岩样品的微观孔隙结构进行了实验研究,计算了页岩的比表面积、孔径分布、孔体积和平均孔径等孔隙结构参数,并探讨了页岩孔隙发育的控制因素及孔隙结构对页岩气存储的意义。实验结果表明:①页岩平均孔径为3.6～4.3nm,主体孔隙为中孔,也含有一定量的微孔和大孔,孔隙形状以平行板状和墨水瓶孔为主,同时具有无定形孔特征;②页岩比表面积和孔体积远大于常规储层岩石,孔径小于50nm的微孔和中孔提供了主要的比表面积和孔体积,构成了页岩中气体吸附存储的主要空间;③页岩微孔、中孔的发育与有机质有关,有机碳含量与微孔、中孔的比表面积、孔体积呈正相关性,页岩大孔的发育与黏土矿物含量有关,黏土矿物含量增加,大孔的比表面积和孔体积都增大。

丙烯酸在炭黑表面接枝聚合研究

丙烯酸在炭黑表面接枝聚合研究吴壁耀，刘安华，邵兰英，蒋子铎（武汉化工学院精细化工系，武汉，４３００７３）关键词接技聚合，炭黑，Ｚｅｔａ电位，表面改性炭黑是由大量的原生粒子聚集而成的．该聚集体表面积大、表面又含有丰富的极性基因，故在炭黑／涂料树脂体系中...

镁合金无铬表面处理现状和前景

采用铬酸盐溶液对镁合金进行化学表面处理,形成的表面膜含有高污染且不易沉降的铬离子,这不仅给作业人员的健康造成危害,而且还污染环境,因此世界各国都在研制开发对环境无害的镁合金防腐蚀处理方法。本文对国内外镁合金的无铬化学转化处理和阳极氧化处理的现状进行了综述,分析了其发展前景。

基于表观热惯量的土壤水分监测

土壤水分含量是监测农业干旱的重要指标,遥感法是大面积监测土壤水分时空特征的主要方法,热惯量法是遥感方法监测土壤水分的主要研究手段之一。本文提出了一个改进的表观热惯量模型计算表观热惯量,并通过地面验证试验对该模型的适用性进行了分析。在中国科学院栾城农业生态系统试验站,通过严格的控制试验,设计了10个不同植被覆盖、不同土壤水分含量的试验小区,针对表观热惯量的适用条件,利用实测的地表温度、植被指数、反照率、太阳辐射等参数计算了不同植被覆盖不同土壤水分含量下的表观热惯量,并与土壤体积含水量进行了相关和回归分析。结果表明:在植被覆盖度较低情况下[归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)<0.35],表观热惯量法具有较好的效果,表观热惯量与土壤体积含水量之间的相关系数大于0.7,通过了95%的显著性检验,两者具有很高的相关性,可以用热惯量法监测土壤水分状况;在较高植被覆盖情况下(NDVI>0.35),表观热惯量与土壤体积含水量之间没有相关性,热惯量法监测土壤水分失效;NDVI为0.35可以作为热惯量法监测土壤水分状况是否可行的判断条件。

云南大理点苍山末次冰期冰碛物石英砂扫描电镜形态特征分析

云南大理点苍山是大理冰期的命名地,保存有确切的末次冰期冰川作用遗迹.对点苍山冰碛物石英砂进行了扫描电镜形态特征分析,获得了其石英砂形态特征及其频率,并在冰川成因的典型特征的频率上取得了新的认识.扫描电镜分析表明,点苍山冰碛物石英砂形态特征主要为：石英砂形状主要为次棱角状、尖棱角状和多棱角状,边缘多可见次棱脊和棱脊磨损,表面起伏度高;机械特征主要有贝壳状断口、平行解理面、裂隙、粘附碎片、擦痕、机械V形坑;化学特征主要有蚀坑和蚀缝、蜂窝状溶蚀表面、无定形硅沉淀和硅质薄膜.在石英砂表面与冰川作用密切相关的擦痕的频率为8%~32%;粘附碎片的频率为16%~40%;裂隙的频率为12%~32%.通过对点苍山冰碛物的石英砂扫描电镜分析,得出该第四纪海洋性冰斗冰川和悬冰川的石英砂形态特征及其频率.该冰碛物石英砂原始形态特征明显,机械特征频率不高,是近源堆积的冰碛物石英砂的典型形态特征.

基于响应面法的P20型多旋翼无人机施药参数优化与试验

为了找出多旋翼无人机喷洒农药时影响农药沉积的因素及其影响程度,提高雾滴在靶标上的沉积水平,并通过试验制定相应的试验方法和规范,在单因素试验的基础上,采用Box-Benhnken的中心组合试验设计理论对施药机具的喷雾参数进行研究.以飞行高度、飞行速度、喷头流量等工作参数为影响因素,以雾滴在靶标上的沉积水平为目标函数,建立雾滴沉积水平的二次多项式数学模型,并分析模型的有效性与因子间的交互作用.利用Design-Expert 8.0.5软件的回归分析法和响应面分析法对模型进行优化分析,得到施药机最优喷洒参数组合.结果表明,对雾滴沉积水平影响大小依次为飞行高度、飞行速度、喷头流量;最优喷洒参数组合为飞行高度2.0 m,飞行速度3.7m·s^(-1),喷头流量430 m L·min^(-1),此条件下的雾滴在靶标上的最大沉积水平为68.69%,且与模型预测值相比相对误差为±5%以内.

顶部注气油藏定量评价筛选方法

为筛选适宜采用顶部注气稳定重力驱提高采收率的高含水油藏，基于大量成功区块的统计样本，借鉴权重评价方法，综合运用灰色关联、试验设计、响应曲面法等数理统计理论，并引入无因次数群对因素进行组合，从而给出了顶部注气稳定重力驱筛选标准、适宜区域和敏感因素最优范围3个定量化判断依据，建立了考虑因素更全面、结果应用更直观、可信度更强的定量化高含水老油田顶部注气评价筛选方法。通过实际计算结果表明：顶部注气筛选标准为适宜度权重大于0．59；正韵律地层存在2个顶部注气适宜区域（第一适宜区域为变异系数小于0．75，无因次数群N。小于4802；第二适宜区域为变异系数小于0．75，无因次数群N。大于28215）；润湿指数范围为0．5～O．6、变异系数小于0．75、地层倾角大于13°的正韵律厚层油藏更适合采用顶部注气开发。该方法在冀东油田高5断块的应用表明，该断块在高含水后期采用顶部注气提高采收率是可行的。