O2氧化含氮焦炭释放CO和NO的量子化学研究

选用简化的含氮焦炭模型,在分子水平上对O₂氧化含氮焦炭释放出CO和NO的异相反应机理进行研究。采用B3LYP/6-31G(d)密度泛函理论方法优化了反应路径上的反应物、产物、中间体和过渡态的几何构型,得到各结构的相对能量,进而得到整个反应的势能面。研究表明,O₂氧化含氮焦炭的第1步为在焦炭表面的吸附,吸附反应释放出414.5 kJ/mol的热量。CO和NO从O₂吸附产物中释放所需克服的最大能垒分别为397.4 kJ/mol和197.0 kJ/mol。CO从O₂吸附产物释放后生成的产物可经吸热反应释放出NO、经放热反应转化为五元含氮杂环或六元含氮杂环。NO从O₂吸附产物释放后生成的产物可经吸热反应进一步释放出CO、转化为五元环酮结构或六元环吡喃结构。     

染色体畸变及微核估算事故受照者生物剂量的比较研究

用外周血淋巴细胞染色体畸变(双+环)和微核的剂量效应曲线估算了5例受~(60)Co γ线事故照射病人的生物剂量。结果表明,在照后早期,用上述两种方法估算的剂量与物理剂量基本一致。尤其对较均匀照射的3例(A、B和E)“双十环”剂量与物理剂量相当吻合,同时发现,用微核率估算的剂量偏高。本文对上述结果进行了讨论。     

选择稀疏矩阵乘法最优存储格式的研究

稀疏矩阵向量乘法(sparse matrix vector multiplication, SpMV)是科学和工程领域中重要的核心子程序之一,也是稀疏基本线性代数子程序(basic linear algebra subprograms, BLAS)库的重要函数.目前很多SpMV的优化工作在不同程度上获得了性能提升,但大多数优化工作针对特定存储格式或一类具有特定特征的稀疏矩阵缺乏通用性.因此高性能的SpMV实现并没有广泛地应用于实际应用和数值解法器中.另外,稀疏矩阵具有众多存储格式,不同存储格式的SpMV存在较大性能差异.根据以上现象,提出一个SpMV的自动调优器(SpMV auto-tuner, SMAT).对于一个给定的稀疏矩阵,SMAT结合矩阵特征选择并返回其最优的存储格式.应用程序通过调用SMAT来得到合适的存储格式,从而获得性能提升,同时随着SMAT中存储格式的扩展,更多的SpMV优化工作可以将性能优势在实际应用中发挥作用.使用佛罗里达大学的2366个稀疏矩阵作为测试集,在Intel上SMAT分别获得9.11GFLOPS(单精度)和2.44GFLOPS(双精度)的最高浮点性能,在AMD平台上获得了3.36GFLOPS(单精度)和1.52GFLOPS(双精度)的最高浮点性能.相比Intel的核心数学函数库(math kernel library, MKL)数学库,SMAT平均获得1.4~1.5倍的性能提升.     

基于高温制备的氧化钙镁复合薄膜光电特性研究

采用电子束蒸镀工艺制备氧化钙掺杂氧化镁复合介质保护膜并深入分析了制备温度对该复合保护膜透过率及二次电子发射效率的影响。实验表明,高温制备能够使复合薄膜表面形貌更为致密,结晶粒径增加,薄膜的透过率和发光效率提高。当制备温度为300℃时,复合薄膜的形貌更为致密平整,裕度从25V增加到32V,发光效率从1.70lm/W提高到1.91lm/W,提高了12.35%。

     

膨润土改性方法的研究

讨论了膨润土的改性方法。通过比表面积测定、DTA差热分析、x衍射分析、元素测定等实验，探讨了膨润土的结构与改性机理。结果表明，酸活化膨润土对造纸浆料没有助留助滤作用；高温焙烧膨润土有一定的助留助滤作用，特别是在焙烧温度400℃时效果更明显；无机盐改性膨润土使杂质得到有效去除，膨润土得到活化，在水中充分膨胀，产生较大的比表面积，具有良好的助留助滤作用，可作为造纸用助留助滤剂。     

固定化降解茵Q5降解喹啉动力学

采用富集培养的方法从石油污染的土壤中筛选到1株以喹啉为唯一碳源和氮源的菌株Q5,鉴定为Lactobacillus fermentum.将菌种Q5固定在纳米SiO2载体上制成同定化微生物,对其降解喹咻的效果及动力学进行研究.结果表明,菌株Q5经固定化后,对喹咻的降解能力大大增强,在喹啉质量浓度为500 mg/L的水溶液中,采用固定化Q5降解40 h,喹啉降解率达96.6%,远高于未固定化Q5的降解率56.1%;对于高质量浓度的喹啉水溶液,固定化Q5仍表现出理想的降解效果.喹啉水溶液的初始喹啉质量浓度为1500 mg/L时,崮定化Q5降解70 h后,喹啉降解率为91.6%.对喹啉降解动力学的研究表明,在喹啉质量浓度分别为500、1000、1500 mg/L水溶液中.固定化Q5降解喹啉的降解动力学方程遵循一级反应;降解速率常数随着喹啉初始质量浓度的升高而减小,当喹啉质量浓度为500 mg/L时,采用同定化Q5的降解速率常数为0.089 h-1,远高于未同定化Q5的降解速率常数0.034 h-1.     

响应面法优化固定化微生物降解石油污染物

从炼油厂活性污泥中筛选和驯化了1株石油降解菌SJ-1,以秸秆材料WT为固定化载体,采用表面吸附法制备固定化微生物;以胜利原油为反应底物,考察了温度、微生物接种量、原油质量浓度、pH值对原油降解率的影响;采用响应面法优化了降解条件,并在优化条件下进行了降解动力学实验。结果表明,单因素对降解率的影响程度从大到小的顺序为温度、pH值、原油质量浓度、接种量,其中pH值和原油质量浓度、原油质量浓度和温度的交互影响对原油降解率影响较显著;根据响应面模型计算得到的最佳降解条件为pH值7.0、原油质量浓度5000 mg/L、温度34℃、接种量46 g/L,此时原油降解率最高达68.3%;固定化微生物和游离微生物降解过程均符合一级动力学,且前者的降解速率是后者的3.67倍。     

基于CNN-OBIA的黄河源区水体提取及时空变化

准确识别水体信息是分析地表水时空动态变化的重要技术手段。针对目前各种长时序水体信息提取方法精度低的问题,基于Landsat遥感影像,选用1986～2022年5 484景黄河源区遥感影像,分别运用卷积神经网络结合面向对象(CNN-OBIA)和多指数水体检测规则(MIWDR)两种方法提取了黄河源区的地表水体,并对两种方法的提取精度进行了对比分析。在此基础上,探究了1986～2022年黄河源区水体信息的时空变化特征,并对其主要气候因素进行相关分析。结果表明：(1) CNN-OBIA的总体精度和Kappa系数分别为96.78%和0.93,MIWDR的总体精度和Kappa系数分别为94.28%和0.88,总体而言,CNN-OBIA的提取精度高于MIWDR方法。CNN-OBIA的提取结果可以很好地保持水体边界完整性和有效去除山体阴影,可以较好地对细小河流进行提取。(2)研究区水体总面积呈现出先减少(1986～2001年)后增加(2001～2022年)的变化趋势。(3)相关性分析表明,降水和气温与水体面积的变化均表现出显著正相关。     

基于SDBS在土壤中吸附的教学实验方法

为了践行成果导向的教育理念,设计教学实验探究表面活性剂淋洗石油污染土壤处理过程中,表面活性剂的残留及二次污染问题,以阴离子表面活性剂SDBS为研究对象,探究其在土壤界面的吸附影响因素及吸附规律,考察温度、pH及土壤有机质含量等关键影响因子对土样吸附SDBS的影响,结果表明SDBS在土壤中的吸附动力学过程适合用准二级动力学模型,等温吸附过程可以用Langmuir等温吸附模型描述。培养了学生实验设计、数据处理、解决实际问题的能力。