武汉工程大学学报

X射线光电子能谱在矿物浮选表界面研究中的应用进展

2025年12月31 00:00

随着现代仪器检测技术的不断进步，越来越多的检测手段被引入矿物浮选的机理研究中，其中X射线光电子能谱(XPS)作为一种先进的表面表征分析技术，在揭示矿物浮选过程的微观机制方面发挥着重要作用。综述了XPS分析原理，梳理了XPS的定量与定性研究，总结了XPS在矿物浮选机理研究方面的应用进展。通过XPS可以分析矿物表面元素组成和化学态变化，明确矿物中元素的存在形式，确定浮选药剂的特征原子在矿物表面吸附的化学态，从而可以探究矿物表面活性位点和药剂之间的吸附作用机制。若辅以元素含量及化学态组分含量分析，还可进一步判定药剂吸附能力的强弱。最后，对XPS技术在矿物浮选领域的发展进行了展望，未来将继续完善XPS仪器和理论发展方面的研究。随着XPS与其他多种手段的结合，XPS在矿物浮选机理研究中的应用将更加广泛，为矿产资源的开发利用做出更多贡献。

恩康唑的制备工艺研究

2025年12月31 00:00

广谱杀真菌剂恩康唑系比利时杨森公司开发，属二类新兽药，但目前国内无拥有兽药批文的原料药和制剂生产厂家。在系统剖析国内外恩康唑合成路线后，针对传统路线中硝化、高压加氢等高危步骤及总收率≤30%的缺陷，设计绿色新工艺：以廉价咪唑为起始原料，先与3-氯-1-丙烯在离子液体中完成区域选择性N-烷基化，随后与2,2′,4′-三氯苯乙酮经硼氢化钠-三氟化硼乙醚协同还原，避免高压氢化；最后以碳酸钾/PEG-400催化O-烷基化，得到不低于欧洲药典标准的恩康唑原料药。

改性活性炭对甲基橙的吸附试验探究

2025年12月31 00:00

甲基橙（MO）是具有单偶氮基团的典型酸性偶氮染料，应用较为广泛，其分子结构中具有芳香结构，不易被分解，处理难度较大。以MO溶液为处理对象，用高锰酸钾氧化制备改性活性炭材料进行吸附试验，分别探讨了活性炭投加量、MO初始质量浓度、溶液pH值、吸附时间等因素对脱色效率、化学需氧量（COD）和MO去除率的影响。结果表明：当MO初始质量浓度为20 mg/L，改性活性炭的投用量为0.5 g/L时，在pH=9.00、反应时间为60 min条件下，MO的去除率、脱色效率和CODcr去除率可分别达到98.8%、98%和98.9%，相较于未改性的活性炭，吸附效果得到较大提升。

基于ZIF-67原位合成的织物制备及光热抗菌研究

2025年12月31 00:00

为有效杀灭纺织物表面的耐药菌，在普通涤纶、棉布表面原位合成ZIF-67纳米颗粒，以制备出改性涤纶（ZIF-67@Dacron）、改性棉布（ZIF-67@Cotton）。通过X 射线衍射、傅里叶变换红外光谱、场发射扫描电子显微镜对所得改性织物进行表征，并测试了其光热性能及抗菌能力。结果表明：ZIF-67纳米颗粒成功生长到涤纶、棉布表面。使用近红外光照射30 s，ZIF-67@Dacron、ZIF-67@Cotton表面温度分别可升至95、120 ℃，且这一光热特性在5次升-降温循环中保持稳定。这两类改性织物优异、稳定的光热性，使其能在3 min近红外光照射时有效杀灭表面99.9%以上的耐药型革兰氏阳性菌和阴性菌。因此，本研究成功制备了两类基于ZIF-67纳米颗粒原位合成的改性织物，验证并报道了其高效抗菌能力，为抗菌织物的制造提供了新的方案。

锶掺杂磷灰石型硅酸镧固体电解质的电导性能

2025年12月31 00:00

磷灰石型硅酸镧固体电解质（La9.33Si6O26，LSO）因其离子电导率高、密度大而被广泛应用于固体氧化物燃料电池电解质领域。采用尿素-硝酸盐燃烧法在600 ℃成功制备出锶（Sr）掺杂磷灰石型硅酸镧固体电解质La9.33-xSrxSi6O26-0.5x（x=0.0，0.1，0.3，0.5，0.7，0.9）。在不同温度（600~900 ℃）下煅烧硅酸镧电解质12 h，通过X射线衍射（XRD）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）等表征方法确定最佳煅烧温度为800 ℃。通过XRD、扫描电子显微镜（SEM）和X射线光电子能谱（XPS）等表征方法研究Sr单掺对硅酸镧电解质晶体结构、致密度和电化学性能的影响。同时在640 ℃时，利用电化学阻抗（EIS）测试阻抗并分析其电导性能，结果显示，当x=0.3时，硅酸镧电导率最高，达到1.42×10-3 S/cm。本文揭示了氧离子空位-阳离子空位浓度协同增强电导机理。

再生剂在再生沥青混合料中的扩散融合行为研究

2025年12月31 00:00

为研究拌合工艺对再生剂与新老沥青扩散融合行为的影响，实现回收沥青路面材料（RAP）的有效利用，分别对采用4种工艺[RAP预热+温拌剂（HW工艺）、RAP预热（H工艺）、RAP冷加+温拌剂（CW工艺）、RAP冷加（C工艺）]制备的再生沥青混合料进行分层浸渍，提取出混合料内外层沥青试样，并利用凝胶渗透色谱（GPC）和原子力显微镜（AFM）进行测试分析。GPC归一化分子量曲线及不同区域面积积分分析表明：C工艺试样内外层曲线差异最大（外层小分子含量33.1%，内层大分子含量26.3%），HW工艺试样内外层曲线最接近（外层小分子含量25.7%，内层大分子含量21.3%），H工艺与CW工艺试样介于两者之间。AFM三维形貌显示：C工艺与HW工艺沥青试样较老化沥青呈现更密集的细长平滑小凸起，HW工艺呈现的凸起较C工艺更均匀。再生剂与新老沥青扩散融合过程不均匀，不同工艺下扩散融合效果由强到弱依次为HW、H、CW、C，RAP预热并添加温拌剂（HW工艺）最有利于促进再生剂的有效扩散融合。

中国水稻土壤古菌膜脂iGDGTs的分布特征及其环境意义

2025年12月31 00:00

微生物膜脂甘油二烷基甘油四醚化合物（GDGTs）对环境变化高度敏感，能够有效记录环境因子的波动，因而被广泛应用为全球变化研究的代用指标。基于这一特性，本研究系统调查了中国36个不同区域水稻土壤中的古菌来源 iGDGTs 的组成特征。结果表明：水稻土壤中 iGDGTs 的分布在区域与全国尺度上均存在显著差异。其中，GDGT-2 与 GDGT-3 与环境因子的相关性较强，iGDGTs 的相对丰度主要受有机碳（TOC）、总氮（TN）含量以及土壤 pH 的共同调控。在淹水条件下，iGDGTs 的生物来源受到干扰，伴随土壤 pH 降低，厌氧环境中温室气体的大量释放导致土壤 C、N 含量下降。这一过程表现为 GDGT-2 与 GDGT-3 含量升高，进而引起 TEX86 值增加。同时，奇古菌门的氨氧化古菌受到抑制，由于Crenarchaeol 的含量减少导致 BIT 值升高。而其他指标，如 Ri/b 与 GDGT-0/Crenarchaeol，则主要受土壤含水量的影响。

庆大霉素生产菌种育种研究进展

2025年12月31 00:00

系统梳理了庆大霉素生产菌种育种技术的发展脉络与研究现状。详细比较了传统诱变育种与现代基因工程育种两大技术体系。传统育种方面，物理诱变（紫外线、离子束注入、ARTP技术）与化学诱变通过诱导DNA突变提高菌种产量，其中紫外诱变使摇瓶效价提高34.3%，ARTP诱变使效价从1 547 U/mL提升至2 280 U/mL。现代基因工程领域，基因敲除技术通过阻断特定代谢途径将庆大霉素C1a组分比例从6.5%提升至94.0%；CRISPR/Cas9基因编辑技术实现了对甲基转移酶和糖基转移酶的精准调控；DNA改组技术则通过同源基因重组为开发新型抗生素衍生物提供了技术路径。当前庆大霉素菌种选育已从随机诱变转向理性设计阶段，未来发展方向将聚焦于合成生物学、代谢工程与人工智能预测模型的深度融合，通过全局代谢网络解析实现庆大霉素等次级代谢产物的高效生物制造。

一种灰色残差修正模型的算法设计

2025年12月31 00:00

为提高传统灰色预测模型GM(1,1)的预测精度，提出了一种灰色残差修正模型REGM(1,1)。首先利用GM(1,1)模型生成的响应函数序列与原始数据累加序列之间的残差，构建残差累加序列，并基于此推导出白化微分方程作为响应函数式。然后利用GM(1,1)模型的响应函数值对残差预测函数值进行修正，得到残差修正序列，最后通过累减还原获得预测结果。2006—2017年美国电力生产指数的实证研究表明，REGM(1,1)模型的平均残差和平均相对误差分别为4.083 9×10-4与3.712 2×10-6，平均相对误差相较于GM(1,1)模型降低了99.99%，较傅里叶残差修正模型FGM(1,1)降低了97.93%，预测精度和稳健性显著提升。REGM(1，1)模型通过分析并修正残差累加序列，提升了对未来数据变动的预测能力，在能源管理、经济预测、工业过程优化等领域具有重要应用价值，尤其可为电力系统调度、行业能耗监测等场景的精准预测与决策支持提供新方法。

声源相差对热声制冷机温降影响的模拟研究

2025年12月31 00:00

为寻求谐振管中声场调节和制冷效果控制的有效方式，本文模拟了声源间的相位差变化对声场分布的影响，提出了通过调整对置激励信号的输入相位提升热声制冷机制冷效果的方法。基于热声理论和声波传送机理，从理论上分析了双声源微型热声制冷机谐振腔内声波的叠加分布规律。应用多物理场仿真软件COMSOL对驻波热声制冷机谐振腔内声场分布情况进行了声源间不同相位差条件下的数值模拟。进而对最优相位差条件下获得两端最大温降时板叠在谐振管内的位置进行了仿真研究。由理论和仿真可知，当相位差在0°~180°范围内调整时，驻波热声制冷机谐振管内声场的最佳分布（即最符合1/4波长谐振管声场需求的情况）出现在90°相位差处。并且在给定工质为氮气的情况下，通过调节定压力和定频率平面波辐射声源的相位，初步得到了两端声源间的相位差对于回热器内声场及回热器两端温降的影响情况。本文的研究方法还可用来进行回热器位置和板叠长度的参数选定，有效简化热声制冷机的设计过程。

基于Laws特征增强的多聚焦图像融合方法

2025年12月31 00:00

针对细节丢失和块效应等影响融合图像质量的问题，提出了一种基于Laws特征增强的多聚焦图像融合方法。首先，利用Laws滤波提取多聚焦图像的Laws特征，得到Laws特征图；用改进的均值滤波方法对Laws特征图进行增强处理，得到特征增强图，并对特征增强图采用极值策略提取决策图：最后，将源图像与决策图进行加权融合，得到融合结果。使用该方法对大量图像进行实验处理，结果表明：与其他融合方法相比，基于归一化互信息度量值最大提升 32.87%，基于多尺度方案图像融合度量值增加 26.57%。该图像融合方法显著提高视觉效果，具有较强的鲁棒性，适用于光场相机的全景深成像。

基于灵敏度分析的抽油机支座轻量化设计

2025年12月31 00:00

抽油机减重在工程设计中具有重要的经济意义，直接关系到运营成本和能效提升，针对12-8CYJ-00型抽油机的支座结构进行尺寸优化，以实现轻量化设计。首先，利用ABAQUS软件平台对整体结构进行强度分析，以获取不同工况下支座的载荷情况，并选取对应最大Mises应力的工况作为优化边界条件。结合Python编程语言与ABAQUS的数据交互能力，构建Python-ABAQUS优化框架，并通过灵敏度分析实现参数的自动寻优。建立参数化模型并进行有限元计算，明确了结构参数与最大Mises应力之间的函数关系，经过多次优化迭代，最终实现支座结构的轻量化设计。结果表明：支座结构重量减少了12.44%，尽管最大Mises应力增加了10.01%，但仍满足结构强度要求。这一优化设计不仅降低了材料使用成本，为抽油机的高效运行奠定基础，也为后续相关研究提供了有价值的参考，展示了未来在其他机型减重设计中的应用潜力。

利用PPLT光学参量振荡器产生1.7 μm高能脉冲光源的设计

2025年12月31 00:00

为提升激光频率可调谐性、脉冲功率等关键指标，本文提出一种周期极化钽酸锂（PPLT）晶体型光学参量振荡器（OPO）产生1.7 μm高能脉冲光源的有效设计。通过使用非线性包络方程仿真技术，研究了包括色散、非线性、损耗以及滤波等多种效应协同作用的超短脉冲光参量振荡过程，结果表明1.7 μm高能脉冲光源的产生主要受光参量变频和自相位调制作用，与相位失配量、非线性作用长度密切相关。在此基础上，使用控制变量技术，分别研究晶体周期、通光长度以及控制温度对OPO增益特性的影响，寻找最佳的系统结构与参数配置。最终选取PPLT晶体周期为31.68 μm、通光长度为950 μm，以及控制温度为70 ℃，能够有效平衡相位失配量与有效非线性作用长度之间的影响，获得光谱半高全宽为48 nm、平均功率达到14.39 W的1.7 μm高能脉冲光源。该光源设计适用于红外光谱分析、生物荧光成像、含烃的聚合物和材料加工以及甲烷气体检测等众多重要应用领域。

温拌反应再生SBS改性沥青流变性能评价

2025年12月31 00:00

废旧苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）改性沥青混合料的大量堆积会造成严重的环境污染和资源浪费。本研究采用聚氨酯（PU）预聚体与1,4-丁二醇二缩水甘油醚（BUDGE）作为反应性有机物，利用Sasobit温拌剂，对老化SBS改性沥青进行温拌反应再生。通过动态剪切流变仪进行频率扫描和温度扫描试验，研究温拌反应再生对老化SBS改性沥青流变性能的影响，评价其再生效果。结果表明:Sasobit会使反应再生SBS改性沥青弹性成分增加，黏性成分减少，且Sasobit掺量的增加可以改善反应再生SBS改性沥青的抗变形能力，而抗疲劳开裂性能则反之；当温拌反应再生SBS改性沥青的车辙因子（G*/sinδ）为1 kPa时，对应的临界温度均为85 ℃，高温性能等级（PG）为PG82，说明温拌反应再生SBS改性沥青能保持较高的高温抗变形能力。

基于小波变换与正则化的梁桥挠度影响线识别方法

2025年12月31 00:00

为准确识别挠度影响线，提出一种基于小波变换与正则化的梁桥挠度影响线识别方法。利用小波变换对跨中挠度数据进行分解、分析及重构，得到梁桥准静态响应，并引入正则化方法弥补理论模型误差。以某预应力混凝土简支梁桥为研究对象，通过车辆荷载试验及数值模拟验证所提方法的准确性和有效性。结果表明：用整体相对误差（ORE）和峰值相对误差（PRE）评估识别精度，本文方法在不同车速下均可实现对挠度影响线的精准识别，且识别误差随车速的增大而降低，ORE和PRE最大值分别为4.03%和3.19%。因此本文方法能有效减小位移影响线识别误差，提高了影响线识别的准确性，并具备工程应用的良好潜力。

武汉城市三维形态对PM2.5空间分布的影响及响应研究

2025年12月31 00:00

在全球高速城市化发展背景下，城市形态的环境效应已经成为当前的热点研究主题，突破传统二维平面视角的局限，以武汉市主城区为研究对象，以“PM2.5空间格局分析—城市三维形态测度—作用机制挖掘”为研究主线，通过构建普通线性回归模型（OLS）、空间滞后模型（SLM）和空间误差模型（SEM）开展武汉城市三维形态对PM2.5空间分布的影响及响应研究。研究结果表明：武汉市主城区PM2.5浓度整体呈现“西北高东南低”的空间分布趋势，并具有明显的空间自相关特征。对比OLS、SLM和SEM模型的回归结果与检验参数，SEM拟合结果最优。城市形态显著影响PM2.5浓度的空间异质性:路网密度对武汉市主城区PM2.5浓度有显著的正向影响；土地利用混合度、武汉市地区生产总值等城市二维形态对PM2.5浓度具有显著的负效应；交通可达性、高层高密度城市形态、三维绿量、距江距离等城市三维形态对PM2.5浓度具有显著的负效应。通过合理控制城市三维形态，有助于削减城市PM2.5浓度，改善城市环境，实现可持续发展。

竖向曲线盾构隧道开挖引发地表沉降计算

2025年12月31 00:00

大直径竖向曲线盾构施工引起的地表土体变形规律复杂，目前缺少相关的预测解析计算公式。考虑竖向曲线盾构转弯方向与转弯角度，基于Mindlin解推导竖向曲线盾构施工引起的地表变形计算公式，结合工程实例进行计算，并对施工引起的地表变形影响因素进行分析。研究表明：地表沉降受地层损失的影响最大。各荷载以及地层损失引起的横向地表变化曲线均在隧道中心线处沉降最大。隧道轴线处纵向地表变形曲线中开挖面附加推力与盾壳摩阻力引起的地表变形呈反对称分布，盾尾注浆压力在注浆处隆起值最大，向两边逐渐减小。总地表竖向变形在刀盘前方呈现隆起，在刀盘后开始加速沉降，在刀盘后方20 m左右沉降开始放缓，随后曲线逐渐平稳。推力差异系数和摩阻力差异系数大小均与地表沉降值成正相关，曲线半径大小与地表沉降值成负相关。