太赫兹超导动态电感探测器性能表征用零差混频系统研制

零差混频系统（Homodyne mixing system）对太赫兹超导动态电感探测器（Kinetic inductance detectors, KIDs）性能表征具有重要的作用。然而,零差混频系统仍存在混频器不平衡性、测量系统集成、干扰信号等问题。作者设计新型的单通道零差混频硬件系统,结合软件算法实现了测量系统的集成化、IQ混频器不平衡性校准、KID的性能表征;同时实现了在VNA（vector network analyzer）CW模式下的KIDs噪声测量;以及基于自相关算法的双通道零差混频硬件电路设计,有效的抑制了干扰信号。值得注意的是,这些研究成果被应用于表征KIDs 性能,对KIDs阵列设计起到了重要的作用。     

玛咖黑芥子酶的酶学性质及加工稳定性

新鲜玛咖块茎中的黑芥子酶经提取、透析、凝胶过滤层析纯化后,对其酶学性质、酶动力学参数以及干燥加工前、后玛咖中的黑芥子酶酶活力及其酶解产物异硫氰酸苄酯(BITC)的变化进行研究。凝胶渗透色谱测得纯化后的玛咖黑芥子酶的分子质量为190.9 ku。酶学性质研究结果显示:该酶的最适温度40 ℃,最适pH 7.0,金属离子Fe3+、Cu2+、Al3+、Mg2+、Zn2+、Ba2+对其有显著的抑制作用。采用Lineweaver-Burk法测得玛咖黑芥子酶的动力学参数Vmax=0.2383(μmol/L)/min,Km=0.1425 mmol/L。玛咖鲜果中的黑芥子酶酶活力为0.7256 U/g,BITC含量为3.3190 mg/g。将玛咖鲜果样品切片后分别在温度为50,60,70,80 ℃下干燥处理,结果显示:随着干燥温度的上升,玛咖干片样品中的黑芥子酶酶活力显著下降,BITC含量呈下降趋势。本研究完善了玛咖黑芥子酶的理论研究,并提出采用60 ℃以上温度对玛咖进行干燥处理可有效抑制黑芥子酶酶活力,为玛咖的加工利用提供了参考。     

微磨粒对超声空化冲击波衰减作用研究

目的 研究超声加工过程中微磨粒对冲击波的影响。方法 建立功率超声振动加工下的空化泡动力学方程,以及空化泡溃灭产生冲击波的数学模型,进而建立冲击波在微磨粒与水混合介质中的传播模型。使用六阶Runge-Kutta方法对数学模型进行求解,得到空化泡半径随时间的变化规律,以及空泡内部压强随空化泡半径变化的规律。结果 当空泡半径被压缩至1 μm左右时,空泡内部压强可达1 000 MPa。通过对距离空泡壁1.5R0处的冲击波压力进行求解发现,冲击波的压力仅需0.07 μs就可从初始的1 000 MPa迅速衰减至80 MPa。通过比较纯水介质与混合介质(SiO2微磨粒与水)中冲击波传播速度的结果发现,加入SiO2微磨粒会使冲击波的最大速度由2 976 m/s降至2 681 m/s,降低率约为10%。通过钛钽合金的功率超声振动加工实验验证了数值结果。对比分析了加入SiO2微磨粒前后钛钽合金表面结构和三维表面形貌,发现微磨粒的加入导致材料表面空化坑的投影面积下降了12.5%。结论 证实微磨粒对冲击波的传播起到了明显的衰减作用,是对材料表面产生作用的主要因素。该研究在超声加工领域具有理论意义和工程价值。     

基于XDLVO理论的亲疏水组分对超滤膜污染的影响

天然有机物的亲疏水性对膜污染的影响较大，但目前对其缺乏深入理解。以东江水为超滤原水，从界面作用角度探究不同亲疏水组分对超滤膜污染的影响。结果显示：原水中强疏水性和弱疏水性组分主要为腐殖类和蛋白类物质，而亲水组分主要为多糖类物质；相比疏水性组分，亲水性组分对超滤膜的污染较为严重。进一步采用腐殖酸（HA）、牛血清白蛋白（BSA）、海藻酸钠（SA）作为亲疏水组分的代表，研究各类污染物在不同pH条件下的污染行为。对于SA和HA，随着pH的增加膜通量衰减趋缓，对于BSA来说，在pH远离零电荷点（pH=4.7）时膜通量衰减较为缓和；整体来看，三者对膜污染的严重程度排序为SA>HA>BSA。采用XDLVO理论从界面作用能角度来理解膜污染，结果发现：不同pH条件下三类污染物对膜污染的影响与界面能垒呈现正相关性，能垒越大，膜表面对污染物的抵抗作用越强，越有利于缓解膜污染；此外，膜过滤后期的相对平稳通量值与“污染物-污染膜”界面能垒呈线性正相关。研究结果对原水预处理及水化学调配控制污染具有重要的启发。     

抗血栓药物拜瑞妥的远红外光谱研究

以治疗血栓的新型药物拜瑞妥为例，利用远红外光谱，实现了药物快速准确的定量分析。首先，基于密度泛函理论进行理论仿真，分析了拜瑞妥基团结构的振动模式，预测其在0～100 cm^-1波数范围内存在多种共振吸收。接着，利用远红外光谱仪对拜瑞妥进行检测，获得了与理论仿真结果高度一致的实验谱图，明确了拜瑞妥在远红外频段的特征吸收峰。最后，对不同质量拜瑞妥样品进行了测试，研究了拜瑞妥的特征吸收峰强度与其质量之间的线性关系，以多个特征峰为指标进行联合分析，实现了拜瑞妥药物含量的快速定量分析。研究结果有助于推动相关抗血栓药物的快速检测手段的发展。     

UCT/高密度沉淀池/活性砂滤池工艺用于城镇污水厂

河北省白沟第二污水处理厂处理规模为3.5×10⁴ m³/d，原水为市政污水和少量工业废水(比例3∶1)，出水执行《大清河流域水污染物排放标准》(DB 13/2795—2018)中的重点控制区标准。通过对进出水水质进行对比分析，确定COD、BOD₅、TN和TP为本项目的重点控制指标。针对本项目脱氮除磷要求较高的特点，二级生物处理工艺选用UCT，通过往缺氧池投加碳源和改变传统A²O的回流方式，最大程度地发挥生物脱氮除磷效果，降低深度处理中化学除磷药剂投加量。深度处理工艺选用技术成熟的高密度沉淀池，以进一步去除污水中的COD和TP。运行结果显示，各项出水指标均稳定达标。     

堆肥污泥复合载体固定化微生物修复石油污染土壤

为了修复石油烃污染土壤并实现堆肥污泥的有效利用，以堆肥污泥和海藻酸钠作为复合载体，固定实验室筛选出的高效石油烃降解菌群制成复合载体固定化小球，用于修复石油烃污染土壤。考察了堆肥污泥质量分数、粒径大小对固定化小球性能的影响，通过扫描电镜观察堆肥污泥添加前后固定化小球中菌群的变化，比较了不同处理方法修复石油烃污染土壤的方案，确定了最佳修复方法。结果表明：当添加堆肥污泥的质量分数为1%时，固定化小球传质性能达到56%;当堆肥污泥的粒径从0.60 mm减小到0.25 mm时，石油烃的吸附率提高了17.14百分点；添加堆肥污泥制备的固定化小球处理土壤后，其内部可观察到的菌体数量明显增多，且降解后土壤中碳数≤15的石油烃占比增加，微生物群落丰度更高，是最佳的污染土壤修复方法。     

城市修补理论在上海老公园改造中的应用

为积极应对现阶段的城市转型发展趋势,解决"城市病"等问题,住房和城乡建设部提出"城市双修"的概念,即"生态修复和城市修补"。城市内的老旧空间则成了实践"城市双修"理念的重要场所。随着时间的推移,许多老公园都出现了不同程度的问题,因此将城市修补理论应用于老公园改造中十分必要。对上海3个老公园(昆山公园、凉城公园和世纪大道沿街植物园)的改造实践进行了研究。老公园目前面临的主要问题包括基础设施陈旧、绿化缺乏养护管理、功能布局无法满足现代生活需求、道路布局不合理且状况不良、空间开放性差和文化精神内涵丧失。针对上述问题,利用城市修补理论,总结了多种改造措施,包括修缮基础设施、提升绿化环境、完善道路结构、整合功能空间、增强开放性以及丰富精神文化内涵。最后对城市修补理论在上海老公园改造中的应用进行了总结与反思。     

在用润滑油发射光谱分析技术评述

简述油液分析技术在机械设备状态监测与故障诊断领域中的成功应用和油料发射光谱技术的重要地位。发射光谱分析油样数据中所包含20多个甚至更多的元素数据,介绍对这些数据的分析方法,包括门阈值法、聚类法、元素含量预测法等。分析发射光谱技术的主要应用,包括监测润滑工况、诊断磨损故障、识别油料种类、判断润滑油劣化变质和检测油液污染状况等。提出油料发射光谱技术存在对尺寸大于10μm的金属磨粒检测效率低、信息冗余度大等问题,其在实际使用过程中必须与铁量仪、分析式铁谱仪或颗粒计数器等配合;指出油料发射光谱技术需要提高大尺寸磨粒的检测效率。