混合基质水处理膜:材料、制备与性能

以反渗透、纳滤为代表的膜技术已广泛应用于海水和苦咸水脱盐等水处理过程。通过将纳米颗粒添加到传统复合膜基质中,可以制备具有高分离性能和耐污染性的新型膜材料。混合基质膜结合了无机材料及有机聚合物各自的优点,是新型水处理膜材料的发展方向。本文综述了添加无机纳米颗粒的混合基质反渗透、纳滤及正渗透膜的研究进展,详细讨论了不同类型纳米材料的性质和功能,分析了表面有机改性对改善纳米材料分散性以及与聚合物基质相容性的作用,探讨了纳米材料添加方式和膜制备方法对膜结构和性能的影响。在此基础上,进一步探究了混合基质膜的成膜及分离机理,归纳了目前研究中存在的主要问题,并对未来水处理膜材料的研发方向提出了建议。     

基于MMSE先验信噪比估计的语音增强

针对传统最小均方误差（MMSE）沿爵增强方法无法准确处理快速语音的变化问题，提出了一种堆于MMSE估计先验信噪比的语音增强方法，利用该笔法估计每帧语音俯号的每一个频率分量上的平滑系数αn,k。进行平均反馈估计，从而得到更加接近于真实情况的先验信噪比，进而使用MMSE方法进行语音的增强，提高了对于快速变化语肯的增强效果，实验结果农明，本方法比传统MMSE语青增强方法在增强性能上提高了近2dB。     

消光式核壳二聚体传感器的设计与光谱特性分析

根据ITO/Au纳米核壳二聚体粒子在生物医学领域的应用合理性,设计了一种实时检测生物液体的核壳二聚体探针消光式传感器;由偶极子理论推导出输出波长与外界环境折射率关系;利用MATLAB设计ITO/Au纳米核壳二聚体粒子结构;采用软件DDSCAT7.3结合离散偶极近似法,利用二聚体有效半径模拟计算了300~950nm可见光到红外光波段不同核壳比、二聚体间距、以及不同介质折射率的消光光谱;根据传感芯片折射率与偶极共振、耦合八级共振的响应关系得出ITO/Au二聚体的折射率灵敏特性。与传统Ag/Au核壳纳米粒子相比,ITO/Au纳米核壳二聚体结构引入了可作为传感芯片灵敏性自参考参数的耦合八级共振峰,同时ITO/Au二聚体结构的折射率灵敏度可达到419nm/RIU。这些工作及其结果对制作消光式传感器具有重要的意义。     

人尿液N-糖蛋白/N-糖肽规模化富集鉴定

蛋白质的N-糖基化是真核细胞中一种重要的翻译后修饰,N-糖基化修饰在调控细胞黏附、迁移、信号转导及细胞凋亡等方面扮演着关键角色。蛋白质糖基化修饰的异常变化与多种重要疾病的发生相关。尿液具有蛋白质组复杂程度低和非入侵性等特点,适合大量及连续多时间点采样研究。但由于个体差异和生理条件的影响,尿蛋白丰度的生理波动较大。目前缺乏对健康人群尿液N-糖蛋白的个体差异和生理波动的专门性研究,以及生理丰度范围的构建,难以将个体差异、正常生理波动和疾病导致的变化进行有效区分,对疾病标志物研究提出很大挑战。本研究以亲水相互作用色谱法(HILIC)为基础,对该富集方法中活化、清洗与洗脱过程进行优化,其中主要对HILIC填料粒径和富集缓冲体系进行优化,并考察了不同实验条件下N-糖肽富集的鉴定数量、选择性与稳定性,发现当HILIC填料粒径为5 μm,在三氟乙酸富集体系下有更高的N-糖蛋白/N-糖肽鉴定水平。在此基础上,对20例健康男性志愿者和20例健康女性志愿者的尿液N-糖蛋白/N-糖肽进行了富集和定性、定量及功能分析。从40例尿液样本中共鉴定到1016个N-糖蛋白、2192条N-糖肽。采用非标定量策略对尿液N-糖肽的生理丰度波动范围进行了考察,尿液N-糖肽的丰度跨度约5个数量级。在此之后探索了健康人群尿蛋白N-糖基化水平的性别差异,筛选出性别相关的差异N-糖蛋白后进行了功能分析。统计学分析显示在尿液样本中性别可能是产生个体差异的重要因素。该工作为基于尿液糖蛋白质组学的功能与机制研究和临床生物标志物筛选提供了有力支撑。     

机载光学平台平均流场气动光学效应研究

使用选区电子衍射软件模拟机载光学平台绕流流场,根据绕流流场定量研究了气动光学平均流场效应的性质及其随激光传输角度的变化。发现平均流场气动光学效应引起的波前畸变主要是低阶像差,整体倾斜占比约92%,整体倾斜、离焦和像散三项总和占比平均值99%以上;随传输方向变化,波前像差均方根值以及波前性质有显著不同:对于不同的传输方向,光程差(OPD)均方根值(RMS)的变化范围从0.13～1.20μm,光轴偏向角的变化范围从1～12μrad。去倾斜后的波前像差引起的光束质量因子β值,对所有方向的统计平均值为1.8;校正了离焦和像散后,光束质量因子β值的平均值为1.16。光束质量因子β值随口径增加而增加,无自适应光学校正时变化规律接近线性。     

基于激光振镜的高稳定辐照度定标光源

获取高均匀性、高稳定性的光源是太阳绝对辐射计辐射照度定标的关键技术,实验室现有光源无法同时满足均匀性与稳定性。因此,该文提出通过振镜扫描的方式来获取高均匀、高稳定的面光源方案。首先,建立二维激光扫描模型,设计以快速扫描振镜和离轴抛面镜为核心的光学系统;其次,根据振镜扫描系统建立驱动,开发控制软件,设计三种扫描路径;最后,选取合适的扫描路径进行实验验证,并开展其均匀性、稳定性等方面的测试。实验结果表明：振镜扫描光斑的不均匀性优于±1%,发散角小于±0.26°,光源稳定性优于0.02%。验证了激光振镜扫描光源可作为绝对辐射计辐照度定标光源的可行性,为实现高精度太阳辐照度定标提供关键技术支撑及实验依据。     

混合粒子群优化算法及其收敛性分析

为解决标准粒子群优化算法不能保证全局收敛、寻优精度低等问题,提出一种融合Kent混沌映射、云模型和布谷鸟搜索,并采用混沌初始化、全局及局部均衡搜索、多子种群协同进化等策略的混合粒子群优化算法(CPSO),同时对其收敛性和复杂度进行分析。经典的benchmark测试函数的实验统计结果表明,CPSO算法在收敛性、寻优精度、稳定性等方面均优于经典算法。     

气动光学平均流场效应时间特性研究

根据气动光学效应定义了绕流流场厚度,分析了气动光学平均流场效应的时间特性与绕流流场厚度的关系,给出特征时间的粗估公式。使用大型流体计算软件SAED模拟计算了机载光学平台绕流流场随时间的变化,计算了绕流流场厚度,研究了气动光学平均场效应随时间的变化规律。计算结果验证了粗估公式的可靠性,表明与湍流效应的特征时间相似,气动光学平均流场效应的特征时间,正比于绕流流场厚度与飞机速度的比值。在给定的计算模型中,特征时间约为5 ms量级,特征频率低于300 Hz;平均流场气动光学效应引起的光程差均方根随时间围绕平均值变化,方差与平均值之比约为8%。     

基于矩形自卷积窗算法数据测量的充电桩设计

为有效抑制太阳能供电充电桩由于外界环境的温度和光照强度的不规律变化造成光伏电池输出电压的发生扰动,进而引起充电桩输入电能发生畸变,导致数据采样与信号周期不同步产生的测量误差,在说明准同步采样原理的基础上,进行了太阳能供电充电桩的硬件和软件设计,通过充电实验验证了系统功能的完整性和稳定性.并利用矩形自卷积窗作为加窗方法,实现了对充电桩电量数据的测量.测量结果表明,方法可以将因采样不同步所引起的测量误差控制在较好的范围内,并对有功功率、电压有效值和电流有效值的测量误差进行了分析.     

高效液相色谱-质谱联用快速筛选并鉴定黄芩甲醇提取物中抗氧化活性成分

建立了高效液相色谱-质谱联用技术快速筛选和鉴定黄芩甲醇提取物中抗氧化活性成分的方法.在黄芩甲醇提物中加入适量的二苯基三硝基苯肼( DPPH)作为实验组,避光室温反应30 min后直接经液相色谱分析,并与不加入DPPH的空白组进行比较.有抗氧化活性的成分因会与DPPH反应而使峰面积减少,而不具有抗氧化活性的成分峰面积则不变.基于色谱数据可以获得有抗氧化活性组分的相对活性强度,基于质谱数据可获得活性组分的结构信息用于结构鉴定.本方法成功地从黄芩甲醇提取物中筛选并鉴定出了黄芩苷、千层纸素A-7-O-B-D-葡萄糖醛酸苷、汉黄芩苷和千层纸素A4种较强的抗氧化活性成分.本方法利用HPLC-MS技术对复杂体系(如中药提取物)中小分子的分离和鉴定优势,可以直接筛选出黄芩甲醇提取物中的抗氧化活性成分,而不需要繁琐的前期分离和纯化,并且不需要仪器改装工作,有利于实现复杂体系中抗氧化活性成分的高通量筛选.