2024年, 第38卷, 第2期 刊出日期:2024-04-30
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g-C3 N4 /Cu5 FeS4 /Au三元光催化剂的设计、合成及催化性质的研究
郑佳欣1, 徐宝彤1, 礼峥2, 钱坤1, 徐振和1, 高雨2
沈阳化工大学学报, 2024, 38(2): 97-102.
采用简单的方法成功合成了三元 g-C 3 N 4 /Cu 5 FeS 4 /Au 异质结光催化剂,系统研究了 Au 沉积和 Cu 5 FeS 4 耦合对 g-C 3 N 4 性能的影响,将三乙醇胺作为牺牲剂并通过在可见光照射下的光解水反应评估其光催化活性 . 实验结果表明: g-C 3 N 4 /0 . 75%Cu 5 FeS 4 /0 . 75% Au 纳米复合材料具有最高的析氢活性 (119 . 52 μ mol · h -1 · g -1 ) ,分别是纯 g-C 3 N 4 (10 . 44 μ mol · h -1 · g -1 ) 的 11 . 45 倍和 g-C 3 N 4 /Cu 5 FeS 4 (27 . 32 μ mol · h -1 · g -1 ) 二元结构的 4 . 37 倍 . 光催化活性的提高可归因于以 Cu 5 FeS 4 为电子桥的组件形成的典型 II 型异质结可以提高电荷分离效率,并且三个组件间牢固界面的接触可以提供更多的电荷迁移途径,以实现跨界面的有效电荷转移 .
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g-C 3 N 4 /CeO 2 /Ag 三元纳米光催化剂的制备及其光催化性能研究
礼峥, 徐宝彤, 邱永堃, 丁茯, 孙亚光, 高雨
沈阳化工大学学报, 2024, 38(2): 103-109.
doi:10.3969/j.issn.2095-2198.2024.02.002
通过简单的水热合成和光沉积方法,设计出将耦合半导体和沉积贵金属粒子两种改性方法集于一身的 g-C 3 N 4 /CeO 2 /Ag 异质结光催化剂 . 通过 XRD 、 TEM 、 UV-Vis DRS 等对目标光催化剂进行表征,并通过其在可见光下对有机污染物(以甲基橙为例)的去除效果来评价其光催化活性 . 结果表明:耦合 10 . 0%CeO 2 和沉积 2 . 0%Ag 的 g-C 3 N 4 /10 . 0%CeO 2 /2 . 0%Ag 异质结光催化剂的催化活性分别是纯 g-C 3 N 4 和 CeO 2 的 2 . 91 倍和 2 . 18 倍 . 光催化活性的提高主要归因于复合材料间异质结构的形成和 Ag 纳米粒子的引入 .
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笼状银配合物的合成及光催化应用
赵曼, 吴彤, 阚启明, 张嘉敏, 韩悦, 刘苏, 丁茯
沈阳化工大学学报, 2024, 38(2): 110-113.
doi:10.3969/j.issn.2095-2198.2024.02.003
以水杨醛、溴乙胺氢溴酸盐、 1- 正丁基咪唑为原料合成配体 SN-Br ,利用溶剂热法合成笼状银配合物[ Ag 4 (PPh 3 ) 4 Br 4 ] . 利用 X- 射线单晶衍射、能谱、热重等分析方法对目标配合物进行了表征 . 结构分析表明:目标配合物属于正交晶系,空间群为 Pcnb ,晶胞参数 a =18 . 208 nm , b =18 . 490 nm , c =21 . 117 nm , α = β = γ =90 °, V =7 109 . 37 nm3 , Z=24 , 4 个 Ag 原子和 4 个三重桥联的 Br 原子交错排布,每个 Ag 原子与 3 个 Br 原子配位,进一步与膦配体配位形成笼状结构 . 对[ Ag 4 (PPh 3 ) 4 Br 4 ]配合物进行光催化性能测试,发现其在紫外光照射下对甲基橙溶液的降解效果良好,降解率为 96 . 8%.
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氨循环法制备阻燃剂型氢氧化镁
徐少伟, 李雪
沈阳化工大学学报, 2024, 38(2): 114-118.
doi:10.3969/j.issn.2095-2198.2024.02.004
在实验室条件下,采用轻烧粉与铵盐反应制得精制盐溶液,在一定温度和搅拌速率下,将一定流量的氨气通入到镁盐溶液中,利用直接沉淀法制备高品质阻燃剂型氢氧化镁,并考察了反应温度、通氨量、沉镁时间和搅拌速率等因素对氢氧化镁形貌的影响 . 利用真空扫描电子显微镜( SEM )和激光粒度分布仪等手段对产品的形貌、粒度进行表征 . 实验结果表明:沉镁反应以 250 mL 体系为基准,当通氨反应温度为 60 ℃,通氨量为 200 mL/min ,搅拌速率为 250 r/min ,反应时间 2 h 时,可以制备出形貌一致、分散性良好的氢氧化镁 .
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Fe 3+ 掺杂 Bi 3 NbO 7 催化剂可见光降解碱性品红
索红月, 阎美新, 申延明, 刘东斌, 樊丽辉
沈阳化工大学学报, 2024, 38(2): 119-126.
doi:10.3969/j.issn.2095-2198.2024.02.005
采用共沉淀法制备了 Fe 3+ 掺杂 Bi 3 NbO 7 催化剂,并利用 XRD 、 SEM 、 TEM 和 BET 对制备的样品进行表征 . 结果表明:制备的 Fe 3+ 掺杂 Bi 3 NbO 7 晶相单一, Fe 3+ 进入了 Bi 3 NbO 7 的晶格,呈现四方体和片状两种形状 . 可见光下对碱性品红染料降解测试结果显示:在碱性品红质量浓度为 5 mg/L 、催化剂添加量为 1 g/L 的条件下,光照 240 min 后碱性品红的降解率达到 94 . 7%. 光催化反应过程中,· OH 和· O -2 是主要的活性基团,反应过程中吸附起到一定的影响 .Fe 3+ 掺杂 Bi 3 NbO 7 含有一定量的氧空位,有利于提高光催化活性 .
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Ag/AgCl/ZnAl-LDH催化剂可见光降解甲基橙
阎美新, 索红月, 申延明, 刘东斌, 樊丽辉
沈阳化工大学学报, 2024, 38(2): 127-134.
doi:10.3969/j.issn.2095-2198.2024.02.006
采用 Ag/AgCl 复合 ZnAl-LDH 制备 Ag/AgCl/ZnAl-LDH 可见光催化剂,利用 XRD 、 SEM 、 TEM 、 BET 和 UV-Vis 对制备的样品进行表征 . 结果表明:制备的 ZnAl-LDH 具有典型的水滑石结构,而 AgCl 覆盖在 ZnAl-LDH 的表面 . 活性测试结果表明:在 AgCl 负载量(质量分数)为 25% ,甲基橙质量浓度为 25 mg/L ,催化剂添加量为 1 g/L 的条件下,可见光光照 180 min 后,甲基橙的降解率达到 95 . 2%. 光催化机理推断为光照下 AgCl 表面形成的 Ag 簇吸收可见光,产生电子 - 空穴, AgCl 作为光生电子和空穴分离的载体将其分别转化为· O -2 和 Cl ·,进而氧化甲基橙,而 ZnAl-LDH 为 Ag/AgCl 提供了负载的基底材料 . 反应过程中吸附和动力学均起到一定的作用 .
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PBS/DOPO/g-C3 N4 复合材料阻燃及流变性能研究
翟庆龙, 何伟, 颛孙梦林, 王义燃
沈阳化工大学学报, 2024, 38(2): 141-148.
doi:10.3969/j.issn.2095-2198.2024.02.008
通过熔融法将 PBS 和 DOPO/g-C 3 N 4 混合,制备了 PBS/DOPO/g-C 3 N 4 共混复合材料,采用氧指数仪、红外光谱仪、高级旋转流变仪等对复合材料性能进行研究 . 结果表明:随着体系中 DOPO/g-C 3 N 4 质量分数的增大,氧指数由 22 提升至 25 以上,垂直燃烧等级由无等级提升至 V-1 、 V-0 等级,可见 DOPO/g-C 3 N 4 的加入提高了 PBS 的阻燃性能;当 PBS 中加入 DOPO/g-C 3 N 4 后,复合熔体由剪切变稀转变为剪切变稠,复合熔体属于典型的非牛顿流体,随着温度升高,其表观黏度变小; PBS/DOPO/g-C 3 N 4 熔体的非牛顿指数随着 DOPO/g-C 3 N 4 质量分数的增加而提高,当 DOPO/g-C 3 N 4 质量分数为 10 %时,非牛顿指数趋近于 1.0.
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丝网吸液芯型重力热管强化换热实验研究
战洪仁1, 吴霖1, 惠尧2, 史胜1, 才月1, 金志浩1, 王立鹏1
沈阳化工大学学报, 2024, 38(2): 149-154.
doi:10.3969/j.issn.2095-2198.2024.02.009
通过在热管内插入铜丝网吸液芯的实验,基于不同目数铜丝网结构对热管传热性能起主要影响作用的重力热管启动时间、稳定温度和热阻等因素进行分析研究 . 实验结果表明:在相同工况下,不同目数的铜丝网吸液芯重力热管与普通热管相比均会缩短热管的启动时间,铜丝网吸液芯目数小的热管具有更低的稳定温度;热阻随着铜丝网目数的增加先减小后增加,在实验研究范围内, 3# 管具有最好的传热性能 . 实验结果可为重力热管强化传热研究提供方向 .
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基于改进级联细化网络的语义图像合成
王佳琦1, 2, 王国刚1, 汪滢1, 赵怀慈2
沈阳化工大学学报, 2024, 38(2): 155-160.
doi:10.3969/j.issn.2095-2198.2024.02.010
针对级联细化网络( cascaded refinement networks , CRNs )存在合成图像不完整、语义信息丢失、合成的图像颜色差异大的问题,提出一种改进级联细化网络的语义图像合成方法 . 在级联细化网络中用空间自适应归一化[ spatially-adaptive(de)normalization , SPADE ]代替层归一化,通过空间自适应的学习调节归一化层中的激活,从而使语义信息更加完整;引入平滑 L 1 损失函数,减少输出图像和对比图像间的颜色差异;引入可学习的空间自适应归一化,增加网络参数的存储容量,能够学习更多的语义信息,使合成的图像质量得到提升 . 在 Cityscapes 数据集和 GTA5 数据集上的试验结果表明:该方法的平均交并比和像素准确性分别比 CRNs 的提升了 31 . 4% 和 7 . 4% ,弗雷歇初始距离比 CRNs 的降低了 16 . 3%.
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基于级联优化网络的视频合成方法
郝炯辉1, 王国刚1, 汪滢1, 赵怀慈2
沈阳化工大学学报, 2024, 38(2): 161-166.
doi:10.3969/j.issn.2095-2198.2024.02.011
针对视频到视频的生成过程中视频生成质量较差,生成的物体属性无法在后续视频中得以延续,使仿真视频的视觉效果下降的问题,在图像到图像合成算法的基础上提出一种高分辨率的视频到视频的生成方法 . 在级联优化网络中增加残差块优化网络结构,从而提高生成视频帧的质量 . 为解决后续视频中生成物体属性不一致的问题,由两帧改进的级联优化网络预测图像计算光流,再由光流预测一帧图像,将这两个预测图像融合,得到仿真视频序列 . 与其他视频及图像生成方法在 Cityscapes 数据集上进行实验对比,结果表明所提算法可以得到更加真实的视频,并且生成的视频序列评价更高 .
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基于 YOLOV3 改进的算法在对地目标检测中的应用
王奕然1, 王国刚1, 刘云鹏2
沈阳化工大学学报, 2024, 38(2): 167-172.
doi:10.3969/j.issn.2095-2198.2024.02.012
对地目标检测因其视野旷阔,在交通安全、无人机侦察等领域应用广泛 . 对地目标具有数量多、尺度小的特点,导致检测精度不高、召回率低 . 针对上述问题,提出了一种基于 YOLOV3 改进的对地目标检测算法 . 首先,对数据集进行维度聚类,设计新的锚框尺寸,将先验数据融入模型,增强检测模型的有效性;其次,改进原有的网络模型,优化 YOLOV3 的目标预测框损失函数,使用 CIoU 损失代替原有的和方差损失,提高了目标预测框的回归稳定性 . 实验结果表明:改进的算法在 VisDrone2018 数据集上相对 YOLOV3 算法的召回率提高了 11 . 2% ,平均准确率均值提高了 3 . 36% ,改进的算法对对地目标检测的结果优于原本的 YOLOV3 算法 .
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基于人工势场法的机器人路径规划研究
李朵朵1, 符秀辉1, 王美婷2
沈阳化工大学学报, 2024, 38(2): 173-177.
doi:10.3969/j.issn.2095-2198.2024.02.013
针对人工势场法在机器人路径规划中存在的目标不可达、搜索效率低等问题,提出了一种新的改进人工势场优化算法 . 为了确保在真实环境中足以实现,此算法没有计算环境中所有的障碍物,而只在障碍物表面进行近距离的感知测量,再通过传感器每个固定角度检测出一定范围内存在的障碍 . 该算法不仅在传统人工势场法基础上提出了新的斥力与引力函数,还对势场法的计算原理进行了改进,使其在不增加计算量的情况下解决了目标不可达的问题 . 实验结果充分验证了改进人工势场算法能够解决机器人路径规划中目标不可达的问题,体现了该算法相较于传统人工势场法更高的效率和优越性 .
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在线原子吸收分光光度仪云端通信系统的设计
储将松, 王庆辉
沈阳化工大学学报, 2024, 38(2): 178-184.
doi:10.3969/j.issn.2095-2198.2024.02.014
当今社会,水质污染问题越来越严重 . 为了对城市水质污染情况进行及时有效的监测,保障人民健康用水,需要利用原子吸收分光光度仪等分析仪器对水质进行检测 . 在传统光度仪的基础上,设计一种基于物联网云技术的在线原子吸收分光光度仪,针对光度仪的云端通信系统进行了详细的设计 . 该系统由云服务器和前后端软件程序组成,利用 Python 语言进行系统整体架构设计,采用 MQTT 物联网通信协议与 WebSocket 协议实现云端服务器、移动客户端和现场工作仪器的数据和指令的远程通信 . 实际测试结果表明:该系统实现了信息实时双向传输的功能,较好地完成了仪器在线水质监测工作,提高了环保监测人员的工作效率,使水质环境监测走上了科学化、智能化的发展道路 .
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基于投影面的多目标优化问题目标分解进化算法
刘宝1, 2, 杨爽1, 2, 马畅畅1, 2, 鹿晓梦1, 2, 陈未如1, 2
沈阳化工大学学报, 2024, 38(2): 185-192.
doi:10.3969/j.issn.2095-2198.2024.02.015
针对求解多目标优化问题存在解规模较大的问题,研究了如何得到决策条件下所需要的解,而不是多目标问题的全部解 . 现有多目标算法研究主要集中在解的分布性和收敛性上,很少考虑解数量方面的相关问题 . 根据决策需求并利用基于投影面的多目标优化算法对多目标优化问题的目标空间进行目标分解,设置不同目标函数构成投影面和自由维,建立满足用户决策条件的目标空间 . 在目标空间中对构成投影面的目标函数进行目标范围限定,利用空间距离获取投影面适应度,并在自由维上采用基于分解策略的多目标进化算法 MOEA/D 中的聚合函数作为适应度函数 . 通过相关的实验测试与分析,证明了基于投影面的多目标优化问题目标分解进化算法( MOEA/DP )能够有效解决确定目标域的多目标优化问题 .