2013年, 第40卷, 第6期　刊出日期：2013-11-20

  

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化学与化学工程
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  羟胺制备肟化工艺的动态模拟

  李勇;吴慧雄^*

  . 2013, 40(6): 1-4.

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  对羟胺制备和肟化反应器的类型和物料的流动方式进行了分析。根据物料衡算及能量衡算的关系式，结合磷酸羟胺（HPO）法制备环己酮肟的反应动力学模型，建立了羟胺制备反应器的全混流和羟胺肟化反应器的活塞流动态数学模型，得到了环己酮转化率。模拟结果与实际生产过程相符，表明建立的模型可以准确的模拟工艺过程。
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  二氟甲烷/四氟乙烷/1,1-二氟乙烷与N,N-二甲基甲酰胺/N,N-二甲基乙酰胺/二甘醇二甲醚工质对体系热力学分析

  潘春晖;邓如雷;郑丹星^*;李新如;孟学林

  . 2013, 40(6): 5-9.

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  在实验测定了二氟甲烷(R32)-二甘醇二甲醚(DMEDEG)、R32-N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)、1,1-二氟乙烷(R152a)-N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、R152a-DMAC和R152a-DMEDEG 5个体系的气液相平衡数据的基础上，补充了文献中R32-DMF、四氟乙烷(R134a)-DMF和R134a-DMEDEG 3个体系的数据。采用PR方程为关联模型，比较了R32/R134/R152与DMF/DMAC/DMEDEG这8个工质对体系的气液相平衡行为。从化学结构出发，用氢键理论分析了这8个工质对的热力学行为，并结合制冷剂和吸收剂的热物性，解释了吸收制冷循环性能系数COP随发生温度的变化规律。
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  旋转填充床端效应区分布范围的研究

  . 2013, 40(6): 10-15.

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  本文假设液体射流在端效应区内的流动过程动量守恒，建立并简化N-S方程，经过计算得到了端效应区厚度与射流速度和转子转速的关系。关系式显示，端效应区的厚度与射流速度成正比，与转子转速成反比。通过墨迹实验，观察不同的填料层厚度下射流被捕获的情况，进而判断端效应区的范围。实验结果与模拟结果的一致性较好，模拟计算的最大误差不超过10%。以CO₂(10%)+N₂(90%)和NaOH溶液为实验对象，通过改变填料层数，得到脱碳率随填料层数变化的曲线。实验发现填料厚度大于端效应区时，脱碳率逐渐趋于常数。
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  渣油加氢裂化膨胀床反应器反应性能模拟

  王硕;谢六磊;刘辉^*

  . 2013, 40(6): 16-22.

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  针对渣油加氢裂化这一复杂多相反应体系，建立了包含传质和反应的多相膨胀床反应器模型。基于模拟重点考察了反应温度以及反应器床层内填装不同外形催化剂对反应器出口中间馏分油质量收率的影响。结果表明：（1）在所模拟的温度范围内，取反应温度为693K时，中间馏分油出口质量收率最大，为75.02%；（2）在反应器内分别填装不同形状催化剂时，反应器出口中间馏分油的质量收率不同，其中当填装四叶草形催化剂时，中间馏分油质量收率最大，为81.42%。
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  (H₂O)₅环状异构体的氢键协同作用和相互作用能的多体效应

  李文海;李亚平;杨作银^*

  . 2013, 40(6): 23-29.

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  在量子化学计算的基础上，采用一种简便的能量分解方案，讨论了 (H₂O)₅四种环状异构体的稳定性、氢键协同作用、多体效应与水分子排布方式之间的关系。结果表明，虽然总相互作用能主要来自二体作用项的贡献，但异构体之间的稳定性的差异主要由三体作用项决定；环形结构中，以da-da-da方式形成的三联体，其三体作用会增加总的相互作用，从而增强环结构的稳定性；将此推广到六元环中，发现亦存在这种关系，因此da-da-da三联体的数目可作为环稳定性的直观判据。
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  溴化N-乙基吡啶+水+盐体系的相行为

  李宇亮;卢筱佳;陈长权

  . 2013, 40(6): 30-36.

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  测定了298.15K时的离子液体溴化N-乙基吡啶([EPy]Br)+盐(酒石酸钾钠C₄O₆H₄KNa、磷酸氢二钾K₂HPO₄)离子液体双水相体系的双节线和系线的相关数据,探讨了双水相体系的形成机理和条件,并通过双节线模型计算出了双水相体系的有效排除体积(EEV),得到了磷酸氢二钾的盐析能力更强的结论。实验的双节线数据利用Merchuk等非线性方程成功关联,系线数据利用Othmer-Tobias方程,Bancroft方程,二元参数方程和Setschenow-type方程关联,通过关联得到的各参数数值可知:实验所得数据均很好地满足了各经验方程。证明了两种盐与离子液体[EPy]Br形成双水相的可能性,为进一步从理论和实践上分析及应用该离子液体双水相体系奠定了基础。

材料科学与工程
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  碳纤维表面处理对室温硫化硅橡胶复合材料性能的影响

  段红英;迟伟东;刘云芳^*;邢冠楠;岳冬梅;邹华;张立群

  . 2013, 40(6): 37-43.

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  以分别经α-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、浓硝酸、浓硝酸-KH550处理的短切碳纤维作为功能组分，制备室温硫化硅橡胶复合材料，研究了碳纤维处理方法对复合材料的力学性能、热性能和烧蚀性能的影响。结果表明，添加经浓硝酸-KH550连续处理碳纤维时，复合材料的性能最好；性能最佳复合材料的拉伸强度和撕裂强度分别为4.0 MPa和20.3 kN/m，起始分解温度提高到509.3 ℃，而线烧蚀率和质量烧蚀率分别降低至0.148 mm/s和0.062 g/s。
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  阻燃剂对聚苯乙烯挤出发泡性能的影响

  罗祎玮¹;信春玲¹;闫宝瑞¹;郭亚峰¹;李晓虎¹;何亚东^1,2*

  . 2013, 40(6): 44-49.

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  利用超临界二氧化碳挤出发泡法制备了聚苯乙烯（PS）挤塑板，研究了新型复合阻燃剂（FR）的添加量对PS/FR体系流变特性的影响，表征测试了发泡材料的微观泡孔结构，并与国产阻燃剂（DFR）进行了比较，同时比较了不同FR添加量下发泡制品的阻燃性能。研究结果表明，FR的添加会降低树脂的黏度；在FR质量分数为3.5%时，发泡制品的表观密度和平均泡孔直径最小，泡孔密度最大，开孔率较低，同时制品的阻燃性能较好。
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  SiO₂-B₂O₃-ZrO₂陶瓷涂层的制备及性能

  马国强;李友芬^*

  . 2013, 40(6): 50-55.

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  采用料浆法以水玻璃为粘结剂在不锈钢基体表面制备了主要组成为SiO₂-B₂O₃-ZrO₂的陶瓷涂层。利用XRD、TG-DTA、SEM分析了陶瓷涂层的相组成及显微组织，并测试了涂层的抗热震性能和显微硬度。结果表明，当陶瓷骨料(g)与水玻璃(mL)的比例为1∶20时,在850℃下保温30min可得到结构致密的陶瓷涂层；在800℃下涂层经热震31次无裂纹，无脱落，表面显微硬度达到456.8MPa；所制备的陶瓷涂层与不锈钢基体之间不仅有机械物理的嵌合，还存在元素扩散，涂层与基体密着性好，结合紧密。

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  超临界流体干燥技术制备Nd:YAG纳米粉体及透明陶瓷

  谢慧财;杨儒^*;秦杰;李敏

  . 2013, 40(6): 56-61.

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  以Y₂O₃、OAl(NO₃)₃·9H₂O和Nd(NO₃)₃·6H₂O为原料，采用尿素均匀沉淀法制备不同Nd掺杂量的YAG前驱体沉淀，经CO₂ 超临界流体干燥得Nd:YAG前驱体，煅烧后得到Nd:YAG粉体；将粉体干压成型为素坯，经冷等静压后真空烧结获得性能良好的Nd:YAG透明陶瓷。用FT-IR、XRD、SEM等测试手段对Nd:YAG前驱体及粉体进行分析，并通过紫外-可见-近红外分光光度计、SEM测定表征了陶瓷样品的直线透过率及表面和断口形貌。结果表明，1300℃煅烧的Nd:YAG粉体均为纯YAG相，颗粒呈椭球形，分散性良好，尺寸分布均匀；粉体成型后在1780~1800℃真空烧结得到透明陶瓷，Nd摩尔分数为1%的YAG陶瓷样品晶粒尺寸分布为5~10μm，抛光后1064nm波长处直线透过率达80%。
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  天然沸石在高温氨氮废水中的吸附特性研究

  宋珩;魏刚;樊保民;乔宁^*

  . 2013, 40(6): 62-66.

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  采用天然沸石颗粒处理模拟氨氮废水，对比研究了常温和中高温下沸石吸附效果的差异，探讨了高温下吸附过程的热力学，并优化了高温下沸石吸附氨氮废水的操作工艺。研究结果表明：天然沸石适合处理高温氨氮废水；氨氮在天然沸石颗粒上的等温吸附符合Freundlich等温吸附模型，达到极显著相关（R²>0.99）；在50℃以上的高温氨氮废水中，沸石用量在40~50g/L，沸石粒径为1~2mm，搅拌转速为400~800r/min，pH值维持在5~8之内，此时沸石的氨氮吸附质量比达到2.0mg/g以上。
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  新型聚芳硫醚砜耐溶剂纳滤膜的制备与性能研究

  王玉玉¹;王孝军²;潘凯^1*;杨杰²;曹兵¹

  . 2013, 40(6): 67-71.

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  通过浸没沉淀相转化法制备聚芳硫醚砜（PASS）纳滤膜，探讨了蒸发时间和凝固浴组成对膜性能的影响。通过正交试验得到制膜的最优条件为：铸膜液中PASS质量分数24%，蒸发时间120s，凝固浴为纯水。在此条件下制得PASS纳滤膜在0.5MPa、25℃下纯水通量为31.51L/(h·m²)，对固绿（M_w=808）的截留率为98.71%。对最优条件下制得PASS纳滤膜进行耐溶剂性能分析的结果表明，在甲醇、正己烷、乙酸乙酯和丙酮中分别浸泡后，PASS纳滤膜在截留率提高的情况下膜的纯水通量没有损失；经30%双氧水和冰醋酸体积比为1/40的混合溶液处理后，PASS纳滤膜在浓硫酸和四氢呋喃中具有良好的稳定性能。
生物技术和环境工程
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  过表达醛脱氢酶对 Klebsiella pneumoniae 合成3-羟基丙酸的影响

  李莎¹;曹宁¹;葛喜珍²;田平芳^1*

  . 2013, 40(6): 72-75.

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  克隆了肺炎克雷伯氏菌（Klebsiella pneumoniae）及大肠杆菌（Escherichia coli）各自的醛脱氢酶基因puuC和aldH，获得了重组肺炎克雷伯氏菌K.p(pET-PK-puuC)和K.p(pET-PK-aldH)，这两株菌均能以甘油为唯一碳源生产3-羟基丙酸（3-HP）。发酵实验结果显示K.p(pET-PK-puuC)的甘油转化率和单位菌体产量与野生菌相比分别提高了135%和18%；K.p(pET-PK-aldH)的3-HP产量达1.43g/L，是K.p(pET-PK-puuC)的1.8倍，比野生菌提高了81%，甘油转化率和单位菌体产量比野生菌分别提高了150%和88%。
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  超顺磁性Fe₃O₄空心亚微球固定脂肪酶的研究

  刘长霞;刘曼丽;张亚男;谭天伟^*

  . 2013, 40(6): 76-81.

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  采用溶剂热法合成磁性亚微米球，并且利用扫描电镜、透射电镜、傅里叶红外光谱仪、X-射线衍射仪、振动样品磁强计等对合成样品进行了分析表征，结果表明所获样品为平均粒径为350nm的超顺磁性Fe₃O₄空心亚微球。对该样品进行了SiO₂包覆或氨基硅烷修饰，分别将Fe₃O₄空心亚微球、SiO₂包覆Fe₃O₄空心亚微球和氨基功能化Fe₃O₄空心亚微球作为固定化载体进行脂肪酶固定化。研究表明Fe₃O₄空心亚微球经SiO₂包覆或氨基功能化后对脂肪酶的固载量分别提高3.2和4.0倍，固定化酶比活力提高2.9和3.4倍。固定化的最优条件为pH6、25℃的条件下固定22h。
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  铜污染对玉米幼苗的毒性及其机制研究

  熊思;林爱军*;宋亮;魏连爽;李强

  . 2013, 40(6): 82-87.

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  用不同质量浓度的Cu处理玉米幼苗，分析了Cu毒性对幼苗生长的影响和体内氧化损伤情况，并采用分步提取技术研究了玉米幼苗地上部分中Cu的化学形态分布。结果表明加Cu处理明显抑制了玉米的生长和发育，并引起肉眼可见的伤害。铜胁迫导致玉米幼苗叶片中抗氧化酶系统中酶活性的变化，在本研究的Cu处理质量浓度范围（5~160mg/L）内，随着Cu质量浓度的增加，幼苗叶片中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性升高，过氧化氢酶(CAT)活性先升高后下降。铜胁迫还会导致植物体内的氧化损伤，丙二醛含量随Cu处理质量浓度提高而增加。玉米幼苗累积的Cu在体内以不同的化学形态分布，通过体内结合机制降低体内Cu的移动性是玉米幼苗抵抗Cu污染危害的重要机制之一。
机电工程和信息科学
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  N-S共掺ZnO的第一性原理研究

  杜军;战可涛*;邵晓红

  . 2013, 40(6): 88-92.

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  通过第一性原理方法计算了未掺杂、N单掺和N-S共掺ZnO的电子结构。对态密度的计算发现，N单掺时会在价带顶费米能级附近形成一个局域性很强的能级，N-S共掺后N的局域性减弱，费米能级更加深入价带导致空穴浓度增加；对有效质量的计算发现，共掺时的有效质量较单掺时减小。计算结果表明，N-S共掺相对于N单掺有利于形成p型ZnO。
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  水平与竖直布置方式下静态混合器内瞬态压力波动混沌特征

  孟辉波;禹言芳;王丰;吴剑华*

  . 2013, 40(6): 93-99.

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  为了获得不同布置方式下SK型静态混合器内流体瞬态流动的非线性特征，在湍流状态下(Re=1756～3512)采用高速数据采集器Dewe-3021和压力传感器测量了不同雷诺数和截面处瞬态压力波动时间序列（PFS）；利用混沌吸引子周界测度、混沌动力结构突变以及递归率等参数定量表征水平放置与竖直放置时SK型静态混合器内压力波动特征。研究表明：不同布置状态下静态混合器内PFS的混沌吸引子二维面积增长率随轴向位置的变化趋势基本一致，且S_A-A₀呈线性分布；与水平放置的SK型静态混合器相比，竖直放置时压力波动混沌特性强，混沌动力结构突变小，吸引子演化稳定；混沌形态特征参数能有效区别SK型静态混合器在不同布置状态下的流体动力学特征。
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  基于小波包变换的三维荧光光谱数据压缩方法

  岳著风;王颖*

  . 2013, 40(6): 100-105.

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  基于db小波包变换，采用频率分级阈值方法对三维荧光光谱数据进行了压缩。建立了数据的小波包分解树，根据对数能量熵最小原则确定最优树，通过频率分级阈值方法对最优树中的小波包系数进行压缩，并且用实验获取的数据加以验证。实验结果表明，和小波变换相比小波包变换能够更有效地保留数据的细节信息。通过和其他阈值法比较可知，频率分级阈值法具有更好的压缩率和数据恢复能力，其压缩分数达到90%，恢复分数大于98%，谱线相对误差小于1%。平行因子分析重构光谱与原始光谱的结果表明，小波包压缩能有效保留有用信息。
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  基于高斯性检验的自适应小波去噪方法

  郑晓红;赵利强;于涛;王建林*

  . 2013, 40(6): 106-110.

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  针对软阈值和硬阈值去噪算法存在的缺陷，提出了一种基于高斯性检验的自适应非线性阈值去噪方法。该方法根据信号和噪声的模极大值特性自适应确定分解层数，引入高斯性检验选择软阈值和硬阈值方法对每层小波系数进行降噪处理。仿真结果表明，该自适应滤波方法简单有效、稳定性高，去噪后信号信噪比得到很大提高，且不同仿真信号结果都明显优于经典的小波去噪算法。
管理与数理科学
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  基于分位数回归的企业债信用风险研究

  刘昕明;李志强*

  . 2013, 40(6): 111-116.

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  将非参数GARCH模型的方差方程取对数变换后所得的模型用于估计企业债利差波动率。针对模型误差的非对称性，利用更为稳健的分位数回归方法估计改进后的非参数可加GARCH模型。实证分析结果表明，改进后的模型对波动率的估计更为有效；分位数回归方法比最小二乘回归方法能更有效的克服模型误差的非正态影响，对异常值的敏感程度更低，是一种非常稳健的估计方法。
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  金属Au纳米膜的电子输运及非线性效应

  殷子文;刘翠君;李建宽;丁玉保;孟庆云*

  . 2013, 40(6): 117-122.

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  使用Matlab软件对N方势垒在偏压下电流随电压的变化关系进行了模拟计算，计算结果表明N方势垒的伏安特性（I-V）曲线上显现出非线性效应和震荡效应。利用溅射方法将Au颗粒沉积在经过电化学腐蚀处理的硅基片上，得到具有纳米结构的Au膜。采用SEM对基片表面上的金膜进行观察，发现了纳米颗粒的聚集体，样品的I-V曲线测试结果表明：常温下，测得电流在0至1.5×10^-6A范围内，样品电阻率呈非线性电阻效应和振荡效应；N方势垒模型的模拟计算结果与实验测量结果很好的吻合。
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  协变量含测量误差的变系数偏线性模型的变量选择问题研究

  徐修友;黄彬*

  . 2013, 40(6): 123-128.

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  研究了当参数部分和非参数部分的协变量均具有测量误差且两部分测量误差相关时，变系数偏线性模型的参数估计和变量选择问题。在误差校正和profile最小二乘估计方法的基础上，提出了基于smoothly clipped absolute deviation (SCAD)惩罚的变量选择方法，且估计具有渐进正态性和先知性。数值模拟研究进一步说明了所提出的变量选择方法的有限样本性质。