在双碳目标的背景下,清洁供暖被广泛关注.目前,很多城市地区已经开展清洁供暖计划,用清洁能源代替传统能源,但对于严寒地区的农村采暖改革仍是一个难题.本文以长春市农村地区采暖为例,介绍其现状,分析其存在问题,并对其进行优化,用绿色能源代替传统能源,为农村推广清洁采暖提出建议.
藜麦是一种原产于南美洲的粮食作物,具有非常高的营养价值,同时还具有耐盐碱、抗旱、耐寒、耐贫瘠等生理特性,大力发展藜麦产业对促进农业生态系统的可持续发展具有十分重要的意义.近年来藜麦的营养价值和开发利用价值不断引起人们的关注,为了更好地了解和利用藜麦植物资源,本文从藜麦的分布、形态特征、开发现状和抗逆性等角度进行了概述,并针对目前藜麦发展存在的问题,对今后藜麦的研究方向进行了展望.
鉴于纳米二氧化钛(nano-TiO2)与其他污染物共存会改变共存物的生物利用性及毒性,大量应用的阻燃剂磷酸三(1,3-二氯-2-丙基)酯(TDCIPP)与nano-TiO2 在水环境中共存性极高,共存物可能对人类健康带来不可预知的风险.本文研究了TDCIPP和nano-TiO2 对模式生物斑马鱼胚胎的复合毒性,重点考察了二者复合诱发的细胞凋亡.通过吖啶橙染色法直观观察凋亡细胞,测定细胞凋亡酶以及凋亡功能基因的表达分析诱发凋亡的潜在机制.结果显示,TDCIPP单一暴露能够诱导幼鱼发生凋亡,凋亡率呈剂量依赖关系.凋亡酶Caspase-3、Caspase-9 和p53、Bax也显著上调.数据表明TDCIPP单一暴露p53 上调,复合暴露组基因表达也一样,其中TDCIPP单独暴露与空白组相比分别增加了0.89、1.64、2.12 和2.61 倍.TDCIPP与nano-TiO2 共同暴露时导致斑马鱼细胞凋亡的趋势与TDCIPP单一暴露相似,但是诱发斑马鱼细胞凋亡趋势降低.结果表明,nano-TiO2 能够减轻TDCIPP诱导斑马鱼胚胎的细胞凋亡.
自1921 年首次发现超导体之后,其被广泛应用在超导计算机、电子学、医学影像等领域,成为百年以来物理学界研究的焦点.目前,低压超导体更是人们一直研发的重要材料.本文将铜元素与锂元素混合,在高压环境下进行系统的结构预测.利用第一性原理的计算方法,在50 GPa的压强下,得到了两种反常化学计量比的化合物Li4 Cu和Li6 Cu.观察发现,Li6 Cu晶体结构是以铜原子为中心、周围十二个锂原子构成的二十面体"Li12 Cu",铜原子通过获得锂原子提供的大量电子,达到了较高的负氧化态(-3.5).另外,通过电声耦合计算,估算得到了Li4 Cu和Li6 Cu的超导转变温度Tc分别为2.3K和14.5 K.本研究证实了贵金属锂合金是潜在的超导电材料,为后续理论和实验的研究提供了借鉴.
主要研究了一类具有对数源项的四阶双曲方程的初边值问题.利用Galerkin逼近结合先验估计和修正的对数型Sobolev不等式得到了该问题弱解的局部存在性;利用位势井方法,证明了一定条件下该问题弱解无穷远处的爆破性.
研究了具有奇异项和对数非局部源的抛物方程的齐次Neumann初边值问题.利用截断函数思想给出了弱解的局部存在唯一性,并利用修正位势井及对数Sobolev不等式和Hardy-Sobolev不等式给出了弱解的整体存在性及衰退估计,在适当的条件下得到了解在无穷远处爆破.
采用简单的溶胶-凝胶法制备了高质量的Cu2Zn(Sn1-xGex)(S,Se)4(CZTGSSe)前驱体薄膜.在500℃下进行17 min的硒化,得到了高质量的CZTGSSe薄膜.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)等研究了CZTGSSe薄膜的物理化学性质.实验结果表明,利用在CZTSSe吸收层中掺杂Ge的方法可以得到较高的迁移率和光电转换效率(PCE).与Cu2ZnSn(S,Se)4(CZTSSe)太阳能电池相比,观察到5%-CZTGSSe太阳能电池的开路电压(Voc)增加了104 mV,PCE也从3.14%增加到5.28%.因此,在CZTSSe层中掺杂Ge不仅是一种可以获得具有较高Voc和PCE的CZTSSe基太阳能电池的方法,也是一种可以促进晶粒生长、提高薄膜质量的有效途径.
基于压力-状态-响应-管理(pressure-state-response-management,PSRM)模型构建了评价指标体系,结合层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)和CRITIC法确定指标的综合权重,计算出吉林省西部地区的生态脆弱性指数,揭示了其生态脆弱性时空分布格局及动态变化趋势;运用冷热点分析方法,探究了生态脆弱性的空间聚集特征;借助地理探测器中的因子探测,分析了影响生态脆弱性的主要驱动因子.结果表明:2011-2021 年吉林省西部地区生态脆弱性以轻度、中度脆弱为主,空间分布存在明显的地域差异,总体呈"西高东低"的显著特征;2011、2016、2021 年吉林省西部地区生态脆弱性平均值分别为0.392、0.417、0.376,整体处于中度脆弱水平;剖析驱动因子可以发现,植被净初级生产力、景观多样性指数、年均气温对区域内生态脆弱性有较强的驱动作用.研究结果可为该区域生态保护及高质量的可持续发展提供科学的参考数据.
通过对大量的心理学测试量表数据集进行分析和挖掘,从大量测量属性中提取了高效属性子集构建关键决策向量,建立了更具针对性和方向性的心理测评模型.该模型能够更加快速、准确地对大学生心理健康状况进行判断和预测,帮助校方对存在问题的受访者及时实施干预,避免问题恶化.
智能小车的循迹避障功能是实现小车完成正常行驶的关键.本文设计了一款基于STM32 的轮式智能循线避障小车,采用PID速度控制算法控制电机转速,利用红外传感器采集小车的运行轨迹和障碍物等信息,并将其传递给单片机.通过单片机控制,从而在规定的路线上实现循迹、上下窄桥、上下楼梯和避障及抓取障碍物的功能.该设计具有结构简单,运行稳定,精度高等特点.
百草枯(PQ)是农业领域用于杀灭阔叶杂草的一种非选择性接触型除草剂.PQ对人体毒性很大,微量浓度就会给器官造成不可逆损害.本文以聚乙烯醇(PVA)和AgNO3 的混合溶液为纺丝原液,通过静电纺丝技术制备Ag/PVA前驱体复合纤维,然后通过高温碳化处理,成功合成了具有包覆结构的银纳米颗粒/碳(Ag-NPs/C)纳米纤维复合材料,并将其成功用于电化学传感器的电极材料检测百草枯.Ag-NPs/C良好的导电性和分子识别特性,使Ag-NPs/C/玻碳电极(GCE)传感器在百草枯灵敏检测中表现出优异的抗干扰性、选择性、稳定性和再现性.检出限为1.3×10-8 mol/L,线性范围为0.05～12 μmol/L(分为0.05～1 μmol/L和1～12 μmol/L两部分).以大白菜为模拟物模拟真实检测情况,该传感器对PQ检测具有满意的回收率.本文制备的Ag-NPs/C/GCE传感器不仅为PQ残留检测提供了一种有效的方法,而且为新型高灵敏度电化学传感器的构建提供了有效的平台.
在泡沫镍(NF)衬底上制备了AgxOy 晶体材料,研究发现其不仅在析氧反应(OER)过程中会经历重构过程,析氢反应(HER)过程中亦表现出显著的重构现象.尽管X射线衍射谱(XRD)证实经过HER/OER后的样品的主要成分相同,但X射线光电子能谱(XPS)证实各电极表面非金属元素的化学环境存在较大变化.依据HER/OER过程中的局域电化学特征,分析了样品形貌重构产生的原因.本文对加深认识催化剂前驱体的内涵,以及材料表面结构在电化学反应过程中的结构演化动力学及其机制的研究具有重要的指导意义.
研究了一类在边界退化的退化抛物方程的最优控制问题,证明了目标泛函的极小值点的存在唯一性,并给出了最优控制函数的表达式.证明了最优控制的存在性,并导出最优控制存在的必要条件,通过证明优化系统解的唯一性得到最优控制的唯一性.
基于社会网络分析方法,选取1996-2021 年国际化妆品贸易数据,构建了对应的世界化妆品贸易网络,并运用指数随机图模型探讨其影响机制.研究发现,互惠性指标、贸易伙伴数量、地理位置、政治环境、经济水平、贸易协议是影响世界化妆品贸易网络的关键因素,而文化背景对化妆品贸易的影响力较小且逐渐减弱.
在加权p,q对称熵损失函数下,讨论了Lomax分布形状参数的Bayes估计及其性质,在任意先验分布下得到了参数的Bayes估计的一般形式;在两种确定先验分布下得到了参数的Bayes估计的精确形式,证明了所得Bayes估计具有可容许性;利用Matlab进行数据模拟,验证了所得估计的合理性.
开发兼具优异成膜质量和卓越载流子传输效率的钙钛矿吸光层对获得高效n-i-p平面钙钛矿太阳电池(PSC)具有重要意义.本文利用连续溶液旋涂法,在钙钛矿吸光层生长过程中引入二维(2D)1T相二硫化钨(1T-WS2)纳米片,构建出一种高质量的2D 1T-WS2 改性钙钛矿吸光层.研究发现,2D 1T-WS2 纳米片可作为钙钛矿生长模板,改善其成膜质量,有效抑制非辐射复合.此外,位于钙钛矿晶界和界面处的2D 1T-WS2 纳米片凭借其较高的空穴迁移率,加速了光生载流子提取和转移,有效抑制了异质界面电荷的积累与复合,从而将PSC的光电转化效率(PCE)提高到 21%.本工作设计、构建的2D纳米结构改性吸光层为开发高效平面PSC及更多光伏应用提供了新思路.
研究了聚合物膜材料表面亲水性结构和膜污染之间的关系,探索了界面与水分子之间相互作用的行为.基于分子动力学模拟的方法,通过N取代反应,接枝不同亲水侧链于PBI本体,构建了3 种聚苯并咪唑衍生物膜(PBI、PBI-O、PBI-O2),研究了水分子与聚苯并咪唑的界面相互作用.结果表明,随着含水量的增加,非结合水(NBW)含量呈缓慢增长和急速增长两阶段变化.转折点为聚合物在饱和水蒸气中可吸收水分的饱和点,即PBI的平衡含水量(EWC)为14.8%,PBI-O的EWC为16.7%,PBI-O2 的EWC为19.5%.PBI、PBI-O、PBI-O2 对水分子的结合能力呈递增趋势,即PBI-O2 周围的水化层最强.该工作评估了PBI接枝亲水性侧链的平衡水含量变化,为PBI膜亲水改性提升抗污能力提供了理论依据.
采用简单的一锅法成功制备了一种结构明确、具有较大斯托克斯位移和激发依赖荧光特性的新型簇发光聚氨酯衍生物.与传统的有机共轭发光材料相比,该簇发光材料具有激发依赖的发射行为,使其在多色发光调谐方面具有很大的优势.通过1 H NMR、FT-IR、UV-vis和稳态荧光光谱等测试数据对该材料的化学结构和光物理性能进行了探究.该聚氨酯主链引入的C=C基团和芳香发色团能够有效地创造多类型的分子间和分子内n⋯π/n⋯n相互作用和氢键等非共价相互作用.多类型相互作用的协同效应可以有效地调节电子空间共轭程度,最终赋予该聚氨酯衍生物荧光颜色可调的发光特性.
光生载流子的迁移效率是影响CO2 光还原反应性能的关键因素之一.通过简单的水热法与连续离子层吸附反应成功制备了具有高效载流子迁移能力的0D-2D S型CdS/WO3 光催化复合材料.XRD、SEM、XPS分析结果证实了该复合材料的成功制备,其独特的OD-2D结构有效提高了CdS QDs的分散性.UV-Vis DRS结果表明该材料具有优异的光吸收能力.光电化学表征证明CdS/WO3 复合材料具有最佳的光电转化能力以及光生载流子迁移能力,有助于其光还原反应的进行.光还原CO2 实验表明该复合材料具有远高于CdS QDs材料的光催化活性,其CO和CH4 的产率为64.7 μmol/(g·h)和2.3 μmol/(g·h),分别是纯CdS QDs的4.0倍和3.2 倍,循环实验表明CdS/WO3 具有良好的催化稳定性.
Covalent Organic Frameworks（COFs） are a new class of porous materials with periodic network structure composed of light elements（C,H,O,N,B,etc.） connected by covalent bonds.With the advantages of ultra-high specific surface area, ordered pore structure, strong water stability and low biological toxicity, it is undoubtedly an excellent choice for constructing highly stable, highly sensitive and non-toxic fungicides.In this paper, a two-dimensional ET-B-COF,was synthesized using ethphenanthridine bromide as the building unit, and its photocatalytic antibacterial effect on the common facultative anaerobic bacteria Escherichia coli was studied.This way can solve the problems of strong drug resistance and short effective period caused by the existing antibacterial methods, provided new directions for the development of organic antibacterial agents.
