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2022年, 第36卷, 第2期　刊出日期：2022-04-15

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化学与化学工程

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甲硫基氮杂氟硼吡咯制备及其光热性能研究

李冉, 崔天放, 姜新东

沈阳化工大学学报, 2022, 36(2): 97-104. doi:10.3969/j.issn.2095-2198.2022.02.001

摘要 ( )

PDF (1782KB) ( )

为开发光热治疗中高光热转化率的光热染料，对甲硫基苯甲醛和苯乙酮进行羟醛缩合，经迈克尔加成合成硝基取代物后，再通过桥联及络合反应，合成含有甲硫基取代的氮杂-氟硼吡咯染料SMe-azaBDP.由于甲硫基的富有电子进而产生分子内的电荷诱导效应，导致SMe-azaBDP的荧光量子产率很低，二氯甲烷中的荧光量子产率仅有7%.利用1,3-二苯基异苯并呋喃作为单线态氧捕获剂，根据线性关系的衰变曲线，计算SMe-azaBDP的单线态氧的产率仅为1.8%，表明甲硫基取代的aza-BODIPY染料有很低的单线态氧产率.SMe-azaBDP染料自组装的纳米颗粒具有良好的水溶性，并且在水溶液中具有明显的光热转化效果.根据加热和冷却曲线的温度变化，SMe-azaBDP-NPs的光热转换效率高达45%.引入甲硫基的SMe-azaBDP-NPs是一种有潜力的肿瘤光热治疗试剂.

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聚合离子液体的制备及对甲基橙吸附性能研究

王晓峰, 颜庭宇, 吕明杨, 陈新月, 王霜雨, 赵娜, 姚慧

沈阳化工大学学报, 2022, 36(2): 105-111. doi:10.3969/j.issn.2095-2198.2022.02.002

摘要 ( )

PDF (980KB) ( )

制备一种新的聚合离子液体吸附剂——N-乙烯基咪唑类聚合离子液体（N-PILs）.以甲基橙为目标吸附物，研究N-PILs对甲基橙吸附能力.运用热重分析仪、傅里叶红外光谱仪和透射电子显微镜等表征方法对复合材料进行表征分析.初始溶液pH为4时，吸附效果最好，N-PILs对甲基橙的最大吸附量为762.0 mg /g，Cl-浓度在0.2~1.0 mol/L时，对吸附过程的影响较小；N-PILs对甲基橙的吸附在45 min时基本达到平衡；利用Langmuir和Freundlich等温曲线对甲基橙的吸附过程进行拟合，研究其吸附动力学，结果表明N-PILs对甲基橙的吸附遵循准二级动力模型.

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TATB初步热解离机理及温度作用规律的理论研究

吕美横张雅琴, 郑佳琦, 朱俊, 韩聪, 李文泽

沈阳化工大学学报, 2022, 36(2): 112-116. doi:10.3969/j.issn.2095-2198.2022.02.003

摘要 ( )

PDF (1461KB) ( )

应用理论计算方法研究了高能钝感炸药TATB的初步解离机理及温度对其解离机理的影响.在室温下，TATB的主要初步解离通道都具有较高的能垒，解离难以发生，合理解释了TATB热稳定性好的原因.此外，温度变化对于含能材料的解离也具有影响，温度升高对于熵增反应影响较明显，当反应温度升至1500 K时，TATB的硝基解离变成了自发过程，且TATB分子上的两个硝基会发生连续解离.在高温下，硝基解离成为TATB的主要初步解离反应通道.

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原位水热合成硼掺杂TiO₂及其可见光分解水制氢性能研究

康峻, 赵丹崎, 常峻华, 范华宁, 姜仁政, 谢英鹏

沈阳化工大学学报, 2022, 36(2): 117-122. doi:10.3969/j.issn.2095-2198.2022.02.004

摘要 ( )

PDF (761KB) ( )

TiO₂半导体具有氧化能力强、无毒、化学稳定性好且价格低廉等优点，在光催化领域得到了广泛应用，但其也存在只能吸收紫外光的缺点.本研究以二硼化钛为原料，采用原位水热过程制备了硼掺杂TiO₂，通过调控水热温度得到了不同硼掺杂量的TiO₂.通过XRD、Raman、SEM、FT-IR及UV-Vis等测试手段表征了硼掺杂TTiO₂的结构特征，并测试了其在可见光下分解水制氢性能.结果表明：水热温度对TiO₂的晶体结构、电子结构和表面形貌有显著影响；160⁰C下水热制备的硼掺杂TiO2由于具备完整的球形形貌和较强的可见光吸收能力，显示出最好的光解水产氢性能（396.6 μmol^-1）.

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生物与环境工程

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熊果酸衍生物的合成及抗肿瘤活性的研究

丁明雪, 孟艳秋

沈阳化工大学学报, 2022, 36(2): 123-127. doi:10.3969/j.issn.2095-2198.2022.02.005

摘要 ( )

PDF (444KB) ( )

熊果酸是天然抗癌药物之一，研究发现其能够抑制肿瘤细胞的很多阶段.为提高其生物活性，以熊果酸为先导化合物，在其A环上首先将C-3位羟基氧化成为一个羰基，最终形成肟基并与氯乙酰氯反应,同时对C-28位羧基进行酯化结构修饰，设计合成了5个新型熊果酸衍生物,其结构经1H-NMR、MS等确认.采用MTT法，选用3种癌细胞系（HeLa、SKOV3和BGC-823）对所得化合物进行初步的体外抗肿瘤活性测试，结果表明：所测化合物对HeLa、SKOV3和BGC-823肿瘤细胞的抑制作用均强于母体熊果酸，其中化合物Ⅰ4表现出较为显著的抗肿瘤活性，具有比阳性对照药物吉非替尼更高的抗肿瘤活性，值得进一步研究.

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材料科学与工程

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丁腈橡胶表面磺化改性及其在干摩擦条件下的摩擦学行为

韩珩, 王照洲, 王伟志

沈阳化工大学学报, 2022, 36(2): 128-133. doi:10.3969/j.issn.2095-2198.2022.02.006

摘要 ( )

PDF (1384KB) ( )

为了提高丁腈橡胶摩擦磨损性能，采用以浓硫酸为主配制的不同浓度的硫酸溶液对丁腈橡胶表面进行磺化改性，研究不同硫酸浓度、不同浸泡时间对丁腈橡胶表面物理性能和摩擦学性能的影响，并分析其改性机理.实验结果显示改性样品的FT-IR红外光谱图呈现出胺基、羧酸羟基、酰胺的特征，这些基团随着浸泡时间的延长和硫酸浓度的增加逐渐增多，从而使橡胶的硬度逐渐增大，力学性能和摩擦学性能得到提高.丁腈橡胶表面处理效果和处理液的氧化能力有关，磺化改性在达到一定程度之前，减摩效果随着氧化程度的加深逐渐变好；超过这个度，丁腈橡胶表面出现裂纹，减摩效果急剧变坏.

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机械工程

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去伴热保温油管的设计与应用研究

毕文军, 王立鹏, 唐黎明, 王新楠, 纪平, 王楠

沈阳化工大学学报, 2022, 36(2): 134-138. doi:10.3969/j.issn.2095-2198.2022.02.007

摘要 ( )

PDF (810KB) ( )

利用地层热量作为去伴热方法的高凝油开采新技术，即不使用热流与电伴热等方法，利用高凝油采出液从地层带出的热量来满足开采的条件，以达到节能降耗、降低高凝油开采成本的目的.为实现去伴热开采高凝油的目的，利用SiO₂纳米气凝胶毡保温油管，应用有限元分析软件ANSYS对保温油管的保温性能进行数值模拟研究，在辽河油田高升采油厂进行新型保温油管的中试验证.研究结果表明：39站与34站油井的出油温度分别提高36%与32%，这说明SiO₂气凝胶毡保温油管能够利用地层热量提高油井的出油温度；39站与34站运行电流下降明显，使用SiO₂纳米气凝胶毡保温油管达到了去伴热的目的，实现了油井的低成本开采.

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锆铝复合珠在机械镀锌中的运用及分析

刘希敏, 陈钊, 王树强, 陈昊雷

沈阳化工大学学报, 2022, 36(2): 139-143. doi:10.3969/j.issn.2095-2198.2022.02.008

摘要 ( )

PDF (5783KB) ( )

为探究机械镀锌工艺中锆铝复合珠作为新型冲击介质对工件表面镀锌层成型质量的影响，制备了相关的试件镀锌层，采用扫描电镜、划格法、显微镜、维氏硬度仪和电化学分析仪对镀层进行相关的测试与分析.结果表明：与玻璃珠为冲击介质相比，锆铝复合珠作为新型冲击介质制备的镀层表面缺陷减少且光滑平整，表面致密区增大，平均硬度值提高了13.2 HV;划线交叉点处未出现镀层脱落，镀层结合强度提升了1个等级，腐蚀电流密度降低了1个数量级，耐腐蚀性提升.

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信息与计算机工程

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永磁磁阻电机不同结构下的电磁性能对比分析

孔晓光, 梁文星

沈阳化工大学学报, 2022, 36(2): 144-150. doi:10.3969/j.issn.2095-2198.2022.02.009

摘要 ( )

PDF (2013KB) ( )

传统内转子永磁电机功率密度大、效率高、应用广泛，但存在着调速范围和过载能力相对有限、电机散热较差、永磁体易退磁等缺点，限制了其应用范围.为此，将永磁同步双转子电机中的内转子替换为同步磁阻转子，对原始电机正弦性较差的外气隙磁通密度、内外转矩分别进行了改进，将传统磁极变为Halbach磁极，对8分段的Halbach磁极阵列进行了结构优化，通过傅里叶分析比较了几种不同结构的气隙磁通密度谐波含量，利用参数化扫描，给出了最佳倒圆角半径，此结构也提高了外转矩.将同步磁阻转子改为永磁辅助式同步磁阻转子，对比分析了永磁体在不同放置方式下的内转矩大小，并分别给出了其磁链和电压方程，结果证明这种结构下的内转矩有较大提高.

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基于EEMD特征提取的滚动轴承故障诊断

高淑芝, 李天池

沈阳化工大学学报, 2022, 36(2): 151-159. doi:10.3969/j.issn.2095-2198.2022.02.010

摘要 ( )

PDF (3081KB) ( )

针对滚动轴承故障振动信号非平稳性与非线性的特点，提出将集合经验模态分解（ensemble empirical mode decomposition，EEMD）方法用于轴承信号处理.滚动轴承故障诊断的重要环节是特征提取，其直接关系到轴承故障诊断的正确率.因此，将熵知识应用到轴承特征提取步骤中，应用奇异熵与能量熵知识，提出一种峭度值与以上两种熵进行特征融合的特征提取方法，完成滚动轴承故障诊断.该方法首先对滚动轴承的振动信号进行EEMD模态分解为若干个本征模态函数（intrinsic mode function，IMF）之和，对每个含有故障特征的IMF进行奇异熵、能量熵与峭度值求取；其次，将求得的三种数据输入核主元分析（kernel principal component analysis，KPCA）中进行特征融合与特征提取；最后，将提取的特征作为支持向量机（support vector machine，SVM）的输入参数进行故障分类.试验结果表明此方法能够准确有效地识别出滚动轴承的工作状态，实现了滚动轴承故障分类的自动化.

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基于Bi-LSTM-Attention的公交车头时距预测模型

连莲, 商家硕, 宗学军

沈阳化工大学学报, 2022, 36(2): 160-166. doi:10.3969/j.issn.2095-2198.2022.02.011

摘要 ( )

PDF (4113KB) ( )

公交车头时距预测作为公交车调度决策系统的重要依据，可以帮助公交公司及时发现交通拥堵，做出合理的调度决策.然而，现有的研究仅限于传统的预测方法，缺乏综合多种影响因素预测车头时距波动.为解决这个问题，本研究采用一种基于公交智能卡数据的双向长短时神经网络-注意力机制（Bi-LSTM-Attention）预测框架.该模型将注意力机制融入双向长短时记忆网络中，利用历史公交车头时距、公交运行时间、停靠时间预测每个站点的公交车头时距波动.通过某市两条公交线路实例对该模型进行验证.实验结果表明:与已有算法相比，Bi-LSTM-Attention在单步和多步预测中均表现出更高的准确度，可以为公交动态调度提供理论支持.

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相异性在语义相似度计算中的应用

关慧马天宇, 王广伟

沈阳化工大学学报, 2022, 36(2): 167-179. doi:10.3969/j.issn.2095-2198.2022.02.012

摘要 ( )

PDF (1122KB) ( )

在语义相似度计算中，以往的研究侧重于从正向计算语义的相似性，即通过概念间的路径长度、包含的信息量以及特征等计算概念之间的相关性，从而得到更高的相似性计算结果，而这些结果往往与人类判断的结果偏差较大.然而，在语义相似度的计算过程越来越趋近于模拟人类思考过程的趋势下，考虑语义之间的相异性就变得十分重要.鉴于此，本研究从反向考虑提出了一种将语义之间的相异性加入到语义相似度计算的方法.该方法通过WordNet语料库特有的层次结构深度挖掘概念之间的反义关系，然后用4种不同的策略分别将反义关系代表的相异性以反义因子的形式与已有的方法相结合，通过复现已有方法并将其与反义因子结合进行实验得到最终的语义相似度结果.针对提出的基于相异性的语义相似度计算模型，进一步对模型的参数和相关系数进行了分析和讨论.实验结果表明提出的模型相较于其他方法与人类判断结果具有更高的相关系数，并且该模型可以很好地提升已有的基于路径距离的语义相似度计算方法的准确性.

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基于剥夺成本分析的应急救援路径优化研究

严能裕, 高景钰, 曹克让

沈阳化工大学学报, 2022, 36(2): 180-186. doi:10.3969/j.issn.2095-2198.2022.02.013

摘要 ( )

PDF (477KB) ( )

针对震后路径受损导致受灾人员救援困难的情形，构造了考虑患者剥夺成本和兼顾救援效率与公平的应急救援模型.在区域协同应急救援的场景下，从主观角度出发分析患者遭遇痛苦的心理代价，以伤员总剥夺成本最小和总等待时间最小作为决策目标，应用蚁群算法对传统模型和新模型进行实验求解，讨论研究新模型中职能的划分是否能够为救援提供帮助并且达到减少重伤患者的心理创伤程度和优化路径的效果.实验结果表明：与基于时间和基于距离等传统模型相比，新模型的剥夺成本小于传统模型，具有一定的优越性.

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基于主成分分析的轮胎缺陷检测算法研究

赵洋, 闵升锋, 李大舟

沈阳化工大学学报, 2022, 36(2): 187-. doi:10.3969/j.issn.2095-2198.2022.02.014

摘要 ( )

PDF (3173KB) ( )

针对X光射线轮胎图片中出现的灰度特征缺陷，提出基于主成分分析的轮胎缺陷检测算法.该算法首先通过图像增强技术使轮胎的缺陷特征更加明显；然后，采用主成分分析技术设置阈值，保留整幅图片的主要特征，再通过重构图像将轮胎图片映射到更少的相互正交的向量空间中，将原图与重构图像的像素值矩阵进行差分，得到初步定位的含有缺陷的图像；最后，初步定位的图像经过阈值分割和腐蚀得到只含有缺陷的图像，实现精确定位.对200幅具有不同灰度缺陷形状的X射线轮胎图片进行缺陷检测，实验结果表明：该算法能有效地检测出缺陷所在位置，且算法时效性优于其他算法.

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