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单原子催化剂具有催化活性高、选择性强等优点，在非均相催化领域显示出独特的优势。碳基材料作为单原子催化剂的常用载体，具有比表面积大、价格低廉、易于获取等特点，近年来受到广泛关注。随着碳基单原子催化研究的不断深入，相关论文的发表量增长迅速，传统的文献分析方法存在可视化程度低、时间跨度短、覆盖范围小等问题。本文利用CiteSpace文献计量软件对Web of Science核心数据库中2015年1月—2023年3月收录的378篇相关文献进行了可视化分析，讨论了该领域的研究进展及研究热点。结果表明：碳基单原子催化的研究热点主要集中在电催化领域，应用最广泛的载体是氮掺杂碳材料；存在的主要问题有难以催化复杂反应、反应机理不够清晰、配位环境难以精准调控等。本文结果可为碳基单原子催化的研究提供参考。
将大豆皂脚与玉米秸秆厌氧发酵沼渣两种固体废弃物以不同比例混合后进行共热解，采用元素分析、扫描电子显微镜(SEM)、N2吸附-脱附法(BET)对得到的共热解炭进行表征，并将共热解炭循环应用到玉米秸秆厌氧发酵环境中，考察共热解炭对厌氧发酵过程的影响。结果表明：共热解炭的产率随着沼渣加入量的增大而增大；沼渣加入量较少时，可以促进共热解气的生成，但对共热解液的产生有较弱的抑制作用；共热解炭的比表面积和平均孔径介于两种单一热解炭之间，并且平均孔径随沼渣加入量的增大呈减小趋势；将大豆皂脚与沼渣的质量比为4∶3下制备的共热解炭加入厌氧发酵系统中，发酵30d时累积产气量达到390.80mL/g，累积产甲烷量达到213mL/g，累积产气量达到总产气量80%所需要的时间t80为(14±1)d，比不添加热解炭的空白组提前了12.5%。
以餐厨垃圾为原料产乳酸可显著降低乳酸的工业生产成本，并实现餐厨垃圾的高值资源化利用，但餐厨垃圾组成复杂，在乳酸发酵过程中存在底物转化率和乳酸产量低等问题。研究了植物乳杆菌(单菌)、甜酒曲(含根霉属和鼠李糖乳杆菌的混合菌)及泡菜粉(含植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌和鼠李糖乳杆菌的混合菌)这3种接种物对餐厨垃圾发酵产乳酸的影响，结果表明：与不添加接种物的对照组相比，添加3种接种物均可提高乳酸产量，其中接种甜酒曲时乳酸发酵性能最佳；在底物负荷为20~180g/L的范围内，乳酸产量随底物负荷的增大呈现先增大后减小的变化趋势。采用响应面法对甜酒曲接种时餐厨垃圾的乳酸发酵工艺进行了优化，得到优化工艺条件为：pH7、温度30℃、接种量18.75%、底物负荷100g/L，在此条件下实验测得乳酸的最高产量为(82.34±2.40)g/L，乳酸转化率达82.34%。
血红素中的卟啉分子在溶液中(特别是在碱性溶液中)会发生聚集而形成多聚体，导致血红素溶液不稳定，从而影响血红素含量测定的准确性。为了解决这一问题，通过在NaOH溶液中加入表面活性剂Triton X-100构建了血红素的稳定溶液体系，实验结果表明血红素在Triton X-100/NaOH溶液(含有25g/L Trition X-100和0.1mol/L NaOH)中稳定性较好，在0~6d内血红素含量变化不显著。采用高效液相色谱法(HPLC)分析了微生物发酵液中血红素含量，得到优化的HPLC测定条件为：以三氟乙酸/甲醇-乙腈体系为流动相进行梯度洗脱，流速为1.0mL/min，柱温为室温(25~28℃)，分离时间为50min。方法学评价结果显示，所建立的HPLC测定方法的重复性好、准确度高，可用于发酵液中血红素含量测定。
以蒲公英提取液为还原剂、氯金酸为原料合成了蒲公英金纳米颗粒(Da-AuNPs)，采用多种手段对其进行了表征，结果表明：Da-AuNPs呈球形或近球形，平均粒径约为(21.2±3.0)nm；蒲公英中含丰富羟基的活性物质可能是合成Da-AuNPs的主要还原剂；金纳米颗粒具有典型的面心立方(FCC)晶格结构；Da-AuNPs悬液放置5d，其粒径没有显著变化，体系具有较好的稳定性。采用噻唑蓝溴化四唑(MTT)试验对Da-AuNPs进行了体外细胞毒性测试，结果显示：在6.25~200μg/mL的范围内，Da-AuNPs对RAW264.7正常细胞具有良好的生物相容性；当Da-AuNPs的质量浓度为200μg/mL时，在808nm的近红外线(1.5W/cm2)下照射3min，与对照组相比4T1癌细胞活力下降至65%，表明Da-AuNPs具有一定的体外抗癌活性。
采用吐温-20作为乳化剂成功合成以桐油为芯材、脲醛树脂为壁材的微胶囊；研究了乳化剂的含量、乳化转速和芯壁比对微胶囊表面形貌、粒径、壁厚和芯材含量的影响。最后，将微胶囊添加至环氧涂层进行红外、热稳定性、自愈性、电化学、附着力、耐水性测试，实验结果表明涂层表现出良好的自愈性能和耐水性；同时通过电化学分析发现，在添加质量分数10%微胶囊的环氧涂层的损伤区域，桐油在氧气的作用下聚合形成新的保护膜，表现出良好的物理阻隔性能。
为解决激光辐照碳纤维温度不均匀引起的石墨化不均匀、模量差别大的问题，利用COMSOL软件建立了高斯与平顶激光辐照碳纤维热传导-热对流-热辐射的仿真模型，对比分析了高斯光强和平顶光强激光辐照碳纤维的升温特性以及温度分布，研究了不同激光辐照下，碳纤维的表面、截面温度分布以及达到烧蚀温度后碳纤维的烧蚀情况。实验结果表明：平顶激光辐照碳纤维的表面、截面温度分布较高斯激光更均匀，整体温差更小；不同激光辐照碳纤维的烧蚀深度呈线性变化，并且平顶激光辐照碳纤维的烧蚀速率更小。因此，平顶激光相较于高斯激光可控性更高，辐照碳纤维的温差更小，使其石墨化程度更均匀。
采用复合电沉积优化工艺成功制备了泡沫铜负载(MnO2/SnO2)-Ni层材料。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线光谱仪(EDX)、X射线光电子能谱仪(XPS)对泡沫铜负载(MnO2/SnO2)-Ni层材料的物相组成、表面形貌、元素分布、元素价态进行分析。结果表明，利用该复合电沉积优化工艺可以通过在泡沫铜基体表面金属镍的电沉积和金属镍层对MnO2和SnO2微颗粒的包覆，成功地制备了泡沫金属铜基体负载(MnO2/SnO2)-Ni层材料。在浓度为1mol/L的KOH溶液中利用极化曲线(LSV)、循环伏安曲线(CV)、电化学阻抗谱(EIS)、计时电流法(IT)原位分析了泡沫铜负载(MnO2/SnO2)-Ni层材料、泡沫铜负载MnO2-Ni材料、泡沫铜负载SnO2-Ni层材料和泡沫铜负载Ni层材料的电催化析氧性能与稳定性。实验结果表明，在MnO2及SnO2微颗粒均为10g/L条件下制备的泡沫铜基体负载(MnO2/SnO2)-Ni层材料在100mA/cm2电流密度的析氧过电位仅为223.2mV, 具有较小的Tafel斜率值，约为153.8mV/dec, 且经过200圈循环伏安法循环后，过电位衰减较低，具有很好的析氧催化活性与稳定性，原因在于MnO2和SnO2的协同作用可以使泡沫铜负载(MnO2/SnO2)-Ni层材料具有优异的析氧催化性能。
近年来，星载合成孔径雷达(synthetic aperture radar，SAR)成像和SAR图像处理已广泛应用在遥感图像领域的各个方面。SAR通常将接收到的回波数据传回地面系统进行处理，这导致当前星载SAR系统存在星地数据传输压力大、系统实时响应能力差等问题，因此将星载SAR成像和图像处理两大任务部署在SAR卫星上进行在轨解译成为新的解决方案。但SAR卫星上的载荷空间资源有限，难以搭载完成星载SAR成像和图像处理任务所需要的高性能计算设备，同时SAR卫星的制造成本高、研发风险大，需要在发射前对其进行验证。为解决上述问题，结合数字孪生技术设计了一种面向星载SAR在轨解译的数字孪生系统。在该系统中，首先构建了用于获取星载SAR回波数据及卫星几何信息的数据采集模型；其次，设计了用于模拟星载SAR在轨解译的数据处理模型及数据应用模型，为了适应星上资源有限的环境，对在轨解译进行了并行计算优化和轻量化处理；最后，搭建了一套由低功耗设备组成的系统硬件平台用于模拟资源有限的卫星环境。在多种场景目标下对该数字孪生系统进行实验，实验结果表明所设计数字孪生系统可以有效地模拟星载SAR在轨解译全流程，能为实际中的星载SAR在轨解译和功能验证提供合适的系统平台。
为提高输气管道设备中燃气轮机的可靠性和可用性，在稳态仿真模型的基础上，形成包含现场可测量参数、健康状态参数和故障类型的故障数据库。从参数动态调整和空气质点混沌初始化两个方面对风驱动(wind driven optimization, WDO)算法进行改进，再利用改进算法(improved wind driven optimization, IWDO)对深度极限学习机(deep extreme learning machine, DELM)的超参数进行寻优，并试算不同模型结构对分类效果的影响，最终形成最优IWDO-DELM组合模型。结果表明，仿真模型的热力和水力参数准确，可以为故障数据库的生成提供基础；最优DELM的模型结构为9-81-44-1，激活函数均为Sine；IWDO-DELM模型在训练集和测试集上的故障分类准确率分别为99.12%、98.83%，优于支持向量机(support vector machine，SVM)、反向传播神经网络(back propagation，BP)、相关向量机(relevance vector machine, RVM)和极限学习机(extreme learning machine, ELM)等模型的计算结果。通过现场验证，证明了IWDO-DELM模型可有效识别燃气轮机气路上的单故障和多故障类型。研究结果可为输气管道的安全平稳运行提供实际参考。
柴油机气门间隙异常作为常见的柴油机故障，对其进行状态监测和诊断对柴油机的高效正常运行具有重要意义。针对柴油机气门间隙异常典型故障，提出一种基于变分时频分解与随机森林算法的气门故障诊断方法。首先，由于不同气门故障所引起的冲击信号存在冲击差异，利用变分时频分解方法可以自适应提取冲击信号中的单频率单冲击成分的特点，实现振动信号的分解并进行特征值提取；然后，利用随机森林算法对特征值进行训练；最后，在柴油机试验台上通过调整气门间隙开展模拟试验。实际试验结果表明，所提方法在气门间隙异常故障诊断中的整体准确率为96.42%，验证了所提方法的有效性。
针对一种新型的无人水翼航行器在航行过程中受到不规则海浪干扰时的横向姿态与航向控制问题，首先建立无人水翼航行器横向四自由度运动的非线性数学模型，并对数学模型进行线性化处理；然后针对普通线性二次型调节器(linear quadratic regulator, LQR)控制算法手动调试参数效率较低且控制效果难以达到最优的问题，使用鲸鱼优化算法(whale optimization algorithm，WOA)对LQR控制器的参数进行寻优以增强控制效果；最后在不同强度的随机海浪干扰下对航行器的横向姿态与航向控制进行仿真，验证了鲸鱼算法优化LQR的有效性。
在二级质谱(MS2)数据检索中，通常利用质谱数据之间的相似性进行检索。针对质谱数据相似性计算中数据不整齐导致的检索效率和准确性不高以及商用软件相似性计算方法单一的问题，研究提出了“拼接填充”与“匹配填充”两种MS2数据对齐方法，并基于信息熵采用质谱熵相似性计算方法进行相似性检索。首先对归一化后的原始质谱数据进行特征提取，保留能突出质谱数据特征的数据，再分别采用两种数据对齐方法对质谱数据进行预处理；然后基于信息熵方法，分别计算未知质谱与已知质谱混合后的虚拟质谱与两者质谱的熵差，获得未知质谱与已知质谱的相关系数即相似性；最后选择小分子化合物的质谱数据集进行实例验证。结果表明：两种质谱数据预处理方法能够解决相似性计算中质谱长度不等的问题，基于质谱熵的相似性计算方法稳定且结果可靠，适用于小分子化合物的相似性检索，同时也为商用软件的谱图相似性计算提供了新的方案。
我国已宣布力争2030年前二氧化碳排放达到峰值，为确保河北省能够保质保量完成碳达峰目标，采用联合国政府间气候变化专门委员会(Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC)排放因子法测算河北省2005—2021年化石能源消费碳排放量，选取人口、人均GDP、城镇化率、产业结构、能源强度和能源结构6个因素，构建了河北省碳排放人口、财富和技术影响(stochastic impacts by regression on population, affluence, and technology，STIRPAT)预测模型，通过构建河北省碳排放情景，对河北2022—2040年碳排放量进行了预测。结果表明在基准情景和经济发展情景下，河北省碳排放趋势是持续上升的，未出现达峰点；产业转型、绿色发展和目标导向情景下出现了峰值点，其中目标导向情景在2029年达峰，绿色发展情景在2030年达峰，碳达峰量分别为81626.658万吨二氧化碳和86018.255万吨二氧化碳，产业转型情景在2035年达峰，碳达峰量为85214.349万吨二氧化碳。按照目前情景发展下河北省难以在2030年实现碳达峰，为保质保量完成达峰目标，需要以能源绿色低碳发展为关键手段，同时以科技和制度创新为动力，调整优化产业结构和能源结构。
