南昌大学学报（工科版）
 
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南昌大学学报(工科版)
 
2020年 42卷 2期
刊出日期：2020-06-28
论文
   
论文
103 何宗健 甘甜 彭希珑 罗一茗1,2陈彬 陈春丽
环鄱阳湖城市污水处理厂污泥中全氟化合物的污染特征
为探究污水处理厂污泥中全氟化合物的污染特征,2017年10月采集环鄱阳湖5个城市的污水处理厂共11个污泥样品,利用高效液相色谱/质谱联用仪对样品中12种PFCs的质量分数进行测定。结果表明:污水处理厂污泥样品中ΣPFCs质量分数范围为4.62～42.58 ng·g-1,其中PFOS、PFOA是主要的PFCs,平均质量分数分别为7.07、2.44 ng·g-1。相比于国内其他地区污水处理厂污泥中PFCs的质量分数,处于中等水平,低于合肥、重庆及无锡等工业水平发达地区。主成分分析结果表明,以PFOA、PFOS、PFNA、PFDA、PFUnDA、PFBA、PFBS、PFPeA和PFHxA为主要标志物的4个因子可以解释污水处理厂污泥92.7%的ΣPFCs。
2020 Vol. 42 (2): 103- [摘要] ( 99 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 270 )
109 邹长伟 杨红 陈廷涛 黄虹
打印室PM2.5导致的体内外损伤与机制探究
为研究打印室PM2.5造成的体内外损伤及其机制,建立了细胞和小鼠模型来评估打印室PM2.5对细胞和肺损伤的影响及其可能的机制。结果表明:打印室PM2.5明显上调了细胞和小鼠体内磷酸化的蛋白激酶B(p-AKT)、磷酸化的磷脂酰肌醇3-激酶(p-PI3K)蛋白表达量,而磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/蛋白激酶B(AKT)信号通路的激活,促进基质金属蛋白酶-2(MMP-2)蛋白表达量上调,MMP-2表达量上调加剧了细胞以及小鼠肺部纤维化的形成,同时,血管内皮生长因子(VEGF)蛋白的表达量被下调,导致了血管生成的抑制作用(P<0.05)。打印室PM2.5还下调了小鼠体内B淋巴细胞瘤-2(Bcl-2)蛋白表达量,同时,上调了Bcl-2同源水溶性蛋白(BAX)的表达量。当这2个蛋白表达比例变化时,可以激活凋亡启动子Caspase-8和执行子Caspase-3,所以Caspase-8和Caspase-3蛋白的表达量在打印室PM2.5处理组中上调(P<0.05),预示了凋亡的开始。综上所述,打印室PM2.5的暴露明显加剧了细胞和小鼠体内纤维化、小鼠体内凋亡的发生,对长时间待在打印室的人员构成潜在威胁。
2020 Vol. 42 (2): 109- [摘要] ( 68 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 265 )
117 蒋以号杨青青黄译锋陈世霞王珺
花状SnS@CNTs/S复合正极材料用于高性能锂硫电池
针对锂硫电池中硫的电导率低和穿梭效应严重的问题,通过简易的一步水热法构筑了花状硫化亚锡和碳纳米管（SnS@CNTs）复合材料,将其作为硫主体。通过吸附实验和电化学测试,论证了CNTs可以提供发达的导电网络,促进离子/电子的传输,并且CNTs与SnS之间的C—S键可以高效地固定和转化多硫化物,从而抑制穿梭效应。基于此,SnS@CNTs/S电极表现出优异的锂硫电池性能,在0.1 C电流密度下的首圈放电容量能达到1 314.4 mA·h·g-1,在0.5 C电流密度下循环200圈后仍能保持594.1 mA·h·g-1的比容量。因此,SnS@CNTs/S是一类出色的高性能锂硫电池的正极材料。
2020 Vol. 42 (2): 117- [摘要] ( 80 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 215 )
124 张家荣贾毅伟陈果乐治平
稻壳制备石墨化碳研究
以稻壳为原料,经过碳化后再通过催化石墨化制得石墨化碳。实验采用X射线衍射（XRD）、拉曼光谱对石墨化产物进行表征。研究发现:当碳化稻壳中加入Fe基催化剂进行石墨化,其产物的XRD图中26°出现归属石墨（002）的强尖锐峰,其拉曼图谱中,R值为0.38;未添加催化剂和添加Ni基催化剂或者Fe基和Ni基1:1混合催化剂时,石墨（002）峰的强度较小,且R值都大于0.38,因此Fe对碳化稻壳石墨化具有更好的催化作用。实验考察了催化剂及用量、温度、时间等条件对石墨化的影响,得出:石墨化温度为1 000℃,恒温时间为2.5 h,催化剂为Fe基催化剂,用量为5 mmol·g-1的最优化条件。
2020 Vol. 42 (2): 124- [摘要] ( 71 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 261 )
129 龙金根 王彦召 黄可欣1,2郑海欣 李腾 黄云 杨维冉
在氢碘酸参与下酒石酸选择性转化为丁二酸的研究
探究了氢碘酸参与下酒石酸选择性转化为丁二酸的过程,结果表明使用氢碘酸能将酒石酸高效还原转化为丁二酸,在160℃,5 h获得了66.7%的最高产率。反应过程中,氢碘酸还原酒石酸生成的碘单质在铑催化剂的作用下,被氢气原位转化为碘化氢,从而实现氢碘酸的原位再生。通过中间体鉴定,推测了反应路线,并通过动力学研究进行了验证。该催化体系稳定,且可重复使用。
2020 Vol. 42 (2): 129- [摘要] ( 92 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 256 )
137 吴莎莎 张国华 陈茏 曾哲灵
4种天然植物提取物的活性成分及其生物活性比较
分析了翻白草提取物、绞股蓝提取物、桑白皮提取物和吴茱萸乙醇提取物的化学成分,抗氧化和酶抑制活性。在所有抗氧化体系测定中,包括DPPH、ABTS、FRAP、磷钼酸盐总抗氧化测定中,发现翻白草提取物具有比维生素E还高的抗氧化剂活性。在酶抑制活性测定中,桑白皮提取物对α-葡萄糖苷酶、酪氨酸酶抑制效果均好于阳性对照品,其IC50值分别为（24.75±2.56）μg·mL-1、（8.00±0.63）μg·mL-1;吴茱萸提取物对胆碱酶的抑制效果最强,其IC50值为（0.184±0.047） mg·mL-1（乙酰胆碱酯酶）、（0.049±0.009） mg·mL-1（丁酰胆碱酯酶）。在桑白皮和翻白草提取物中分别发现了最高含量的类黄酮(（172.65±1.88） mg·g-1)、缩合单宁(（149.10±2.37） mg·g-1)。结果表明:翻白草可能是抗氧化剂的潜在天然来源,桑白皮是α-葡萄糖苷酶抑制剂的优质天然资源。
2020 Vol. 42 (2): 137- [摘要] ( 188 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 252 )
144 贾毅伟张家荣陈果乐治平
芦笋老茎中总黄酮的提取及其抗氧化性能
以芦笋老茎为原料,通过单因素实验对比了传统热提取法和超声法对提取芦笋老茎总黄酮的影响,通过正交试验优化了超声法的提取工艺,并考察了总黄酮的抗氧化性。结果表明:与热提取法相比,超声法具有更好的提取效果;超声法的最佳提取工艺参数为超声时间1.5 h、超声功率80 W、固液比1:20 g·mL-1、乙醇体积分数50%,在此条件下芦笋老茎中总黄酮的提取率可达0.25%;通过黄酮的颜色反应确定了提取液中黄酮物质的存在;羟基自由基和超氧自由基清除的对比实验中,芦笋老茎总黄酮的抗氧化性比维生素C更好,其羟基自由基清除率可达83.35%,超氧自由基清除率可达99.27%。
2020 Vol. 42 (2): 144- [摘要] ( 64 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 180 )
149 余闽明罗素蓉
钢纤维再生骨料混凝土单轴受拉应力应变曲线数值模拟
为了探究细观尺度中钢纤维再生混凝土的受拉性能及损伤情况,基于随机骨料模型,以级配方程计算再生骨料各粒径骨料的含量,用瓦拉文公式将三维骨料含量转换为二维平面内各粒径骨料的分布概率,在MATLAB中利用蒙特卡洛方法生成随机数,考虑边界条件以及投放互不干涉法则,得到骨料圆心坐标、半径,以及纤维坐标。采用有限元分析软件Abaqus建立钢纤维再生骨料混凝土二维模型,对不同钢纤维体积掺量,钢纤维再生骨料混凝土单轴受拉应力应变曲线进行数值模拟分析。结果表明:数值模拟钢纤维再生骨料混凝土单轴受拉应力应变曲线形状与实际试验曲线吻合程度较好,且随着钢纤维体积掺量的提高,混凝土峰值应力提高,应力应变曲线下降段陡峭程度降低,延性增强;其应力集中出现于老砂浆、界面过渡区及钢纤维处,与实际情况相符。
2020 Vol. 42 (2): 149- [摘要] ( 87 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 243 )
156 孟宪乔 汪和龙 邵先锋 武修乐 孟哲 兰志文
大体积混凝土水化温升开裂的计算模拟
为确保大体积混凝土结构的施工质量,减少混凝土水化热开裂与温度应力的不利影响,以尺寸为2 m×2 m×1.5 m的输电塔基础立柱为研究对象,结合工程实际和现行计算理论,建立贴合实际的有限元模型。使用有限元分析软件ANASYS对大体积混凝土的温度场进行分析计算,通过试验验证有限元模型的可靠性。结果表明:有限元软件ANASYS的计算模拟结果真实可靠。在实际工程中,结合实际工况灵活选择不同性能保温材料和混凝土浇筑时间以及在受力不均匀处配置细而密的构造钢筋,均可有效减少因水化温升导致的基础立柱开裂。
2020 Vol. 42 (2): 156- [摘要] ( 71 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 255 )
163 赵抚民黄震钢温平平
不同因素对基坑桩锚支护结构变形的影响
以南昌某高层建筑深基坑工程为背景,利用FLAC3D软件建模,模拟分析桩径、锚索及土体强度等参数在不同条件下桩锚支护结构变形规律。结果表明:桩径超过800 mm以后再通过增大桩径的办法来减小桩身水平位移效果并不明显,说明在一定条件下不宜过度采用大直径桩。第1层锚索离支护桩桩顶的距离越小,桩身的挠曲曲率变大,反而容易导致桩身的开裂。当锚索倾角在10°～25°时,水平位移在可控范围之内,小于10°的情况下水平位移迅速增大。如果土的抗剪强度指标降低30%以上,则桩身水平位移会迅速增大,容易产生不利后果。如果将抗剪强度指标降低控制在20%以内,变形比小于0.6%,属于可控范围。
2020 Vol. 42 (2): 163- [摘要] ( 87 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 225 )
169 李卓杨舢
基于SWMM的多情境城市雨洪控制模拟
为解决城市雨洪问题,以某市老城区为研究对象,构建暴雨洪水管理模型(SWMM),模拟不同重现期下低影响开发(LID)、绿地景观格局优化等多种情境的雨洪控制效果。研究结果表明:不同重现期(2、5、10 a)降雨下,低影响开发和绿地景观格局优化措施均可不同程度地提升研究区的雨洪控制效果,两者的组合模式可以将径流总量和洪峰流量削减至60%以下;不同绿地景观格局优化措施下,平均地增加绿地斑块可以更显著地削减径流总量和径流系数,而在排水压力大的区域增加绿地斑块和绿色雨水廊道能更有效地削减洪峰流量。
2020 Vol. 42 (2): 169- [摘要] ( 93 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 246 )
176 熊瑞亮 刘旭波 熊智文 章少剑 赵丽
2024铝合金超精密车削表面残余应力模拟及参数优化
基于ABAQUS软件对2024铝合金的超精密车削过程进行热力耦合仿真模拟,研究了切削三要素对工件表面残余应力的影响规律,并采用了评价函数的方法,以低残余应力为目标进行了切削参数优化。结果表明:2024铝合金已加工表面（切削稳定区域）以压应力为主,随着距已加工表面距离的增加,残余压应力值减小并逐渐变为拉应力,残余应力分布深度在10μm内。随着切削深度（10～30μm范围内）的增大、切削速度(50～150 m·min-1范围内)的减小、进给量（10～24μm范围内）的增大,2024铝合金工件表面残余应力呈现增大趋势,采用评价函数进行优化,确定了当切削速度129.865 0 m·min-1(实际切削加工可取130 m·min-1),进给量为8.9μm,背吃刀量为1μm时,总体表面残余应力最小,表面质量更优,经过车削实验也验证了结论的可靠性。
2020 Vol. 42 (2): 176- [摘要] ( 122 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 242 )
181 王有远 王刚
基于复杂网络的航空产品协同创新知识网络鲁棒性优化
为了提高航空产品协同创新知识网络的鲁棒性并获得更高的网络效率,提出了1种网络结构冗余设计的鲁棒性优化方法。分析航空产品协同创新知识的协同关系,并以此协同关系为基础构造航空产品协同创新知识网络矩阵,对知识创新薄弱的知识点增加冗余的知识主体来提高航空产品的协同创新效率,进而增强知识网络的鲁棒性。以某型号飞机任务为例分析其知识协同关系,构造知识网络矩阵,采用所提出的知识网络优化方法进行知识点与知识主体的知识依赖优化,结果表明优化后的知识网络鲁棒性得到了明显改善,验证了优化方法的有效性。
2020 Vol. 42 (2): 181- [摘要] ( 54 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 222 )
188 刘继忠 赵鹏 翟强 华晶
一种压缩感知域心律失常心拍识别方法
为实现压缩域心电信号的直接识别,提出了一种基于级联深度稀疏学习的压缩域心律失常心拍识别方法。对心电信号进行压缩传感采样;通过级联深度稀疏滤波模型对压缩域心电信号进行特征学习;并将学习后的特征以及对应心拍的前、后向RR间期作为支持向量机的输入进行心拍分类。实验结果表明:该方法在压缩比为2倍时,能够对四类心电信号实现准确率为95.53%,误判风险为0.8%的压缩域下的高准确率直接识别。
2020 Vol. 42 (2): 188- [摘要] ( 79 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 207 )
194 刘卓邹淑丽上官鹏鹏邱桃荣白小明
基于函数型数据分析的疲劳驾驶状态识别
针对目前常用于脑电信号特征提取的方法存在不能很好地反映信号的连续性、内部动态变化,导致基于脑电信号的疲劳驾驶识别的准确性不理想的状况,一种基于函数型数据分析进行脑电信号特征提取的方法被提出。所提出的方法是通过计算人体在静息状态和疲劳状态的函数性差异来表示特征和进行特征的提取。基于所提出的脑电信号特征提取方法构建了1个疲劳驾驶状态识别模型,并通过使用5种常见分类器在采集的疲劳驾驶脑电信号数据上进行测试,结果表明所提出的基于函数型数据分析的脑电信号特征提取方法有效,所构建疲劳驾驶状态识别模型能获得好的识别效果,最好的识别准确率达到94.82%。
2020 Vol. 42 (2): 194- [摘要] ( 114 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 267 )
199 余慧琴董秋仙刘君
基于分类冲击的性能可恢复产品可靠性评估
针对经受冲击下产品存在恢复的现象,根据不同的外界冲击大小,提出了基于分类冲击具有可恢复性能产品的可靠性评估方法。由于产品的恢复性能受到时间间隔的影响,探讨了产品经受不同冲击大小下产品相应的突发和退化失效函数。结合性能退化分析,推导出可恢复产品相互竞争失效的可靠性函数。最后通过半导体激光器算例研究,验证了本文提出的基于冲击分类条件下的产品恢复模型对可靠性评估的合理性。
2020 Vol. 42 (2): 199- [摘要] ( 94 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 231 )
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