最新刊期
      2023 年 第 69 卷 3 期

        环境科学

      • 刘铭,金蕾,刘湘,罗俊杰,黄应平
        2023, 69(3): 283-294. DOI: 10.14188/j.1671-8836.2022.0201
        摘要：以十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为模板剂，采用水热合成法制备了一系列具有高催化活性的Ag3VO4可见光催化剂，对其形貌和结构进行了表征，并以有机染料罗丹明B（RhB）和有机膦类农药草甘膦（PMG）为模式污染物考察了Ag3VO4的光催化性能。结果表明，所制备的Ag3VO4均为单斜相α-Ag3VO4，当CTAB用量为1.0%（SVO-1.0样品）时，对RhB和PMG均表现出良好的光催化活性和稳定性，一级动力学常数分别是未添加CTAB制备的Ag3VO4的1.8倍和4.7倍，同时SVO-1.0还具有更好的稳定性和抗光腐蚀性能。单线态氧和空穴是Ag3VO4催化剂光催化反应中的主要活性物种。  
        关键词：半导体;银基催化剂;光催化;模板法;形成机制;稳定性   
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        发布时间：2023-07-11
      • 黎敬芝,徐艳,贺玉婷,牛慧斌,黄应平,方艳芬,李瑞萍,刘畅
        2023, 69(3): 295-303. DOI: 10.14188/j.1671-8836.2022.0227
        摘要：利用太阳能驱动的光催化产氢技术是解决能源短缺和环境污染的重要途径。选用天然矿物红黏土（R-Clay）为前驱体，将其在氮气氛、400 ℃热处理后（标记为R-Clay400），用于可见光（λ≥420 nm）条件下分解水制备氢气。结果表明，R-Clay经热改性后，其结构及微观形貌发生了改变，比表面积增大，表面羟基（—OH）显著减少，氧空位增多，带隙能减小，且其产氢活性显著提升，R-Clay400的产氢效率（28.634 μmol·g-1·h-1）是R-Clay（12.620 μmol·g-1·h-1）的2.27倍。X光电子能谱证实热改性后R-Clay的氧空位相对含量增加了13.2%，荧光光谱及电化学阻抗谱结果显示R-Clay400电子-空穴复合率及界面电荷阻力均较R-Clay降低，因而其光催化产氢性能得到提升。  
        关键词：红黏土;热改性;光催化;产氢   
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        发布时间：2023-07-11
      • 何德敏,邓德明
        2023, 69(3): 304-312. DOI: 10.14188/j.1671-8836.2022.0108
        摘要：采用溶剂热法制备Zr基金属有机骨架UiO-66-NH2，将UiO-66-NH2掺杂稀土金属铈（Ce）制备了一种复合金属有机骨架材料UiO-66-NH2（Ce），对两种材料进行表征，并研究了UiO-66-NH2（Ce）对阴离子染料酸性橙7（AO7）的吸附性能。结果表明，两种材料的形貌和官能团几乎一致，但UiO-66-NH2（Ce）的比表面积（618.50 m2/g）和孔容（0.303 3 cm3/g）均明显大于UiO-66-NH2；在pH 5.0、反应温度25 ℃、AO7初始质量浓度50 mg/L、反应时间60 min时，UiO-66-NH2（Ce）对于AO7的吸附量为303.0 mg/g、吸附率为85.8%；UiO-66-NH2（Ce）对AO7的吸附动力学符合准二级动力学模型，吸附过程符合Langmuir单分子层化学吸附模型，且吸附过程是吸热的、自发的；但因UiO-66-NH2（Ce）材料为粉末结晶体，经解析再生后，吸附性能有所下降，回收率较低。  
        关键词：金属有机骨架（MOFs）;氨基;掺杂;酸性橙7（AO7）;吸附   
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        发布时间：2023-07-11
      • 何亚男,王双玉,顾西辉
        2023, 69(3): 313-322. DOI: 10.14188/j.1671-8836.2022.0230
        摘要：气候变化和人类活动可能引起水文序列出现变异，对流域水文生态系统的稳定性产生严重影响。根据1961—2020年长江流域64个水文站点的逐日河道流量观测数据，采用Pettitt突变检验法识别径流序列突变点，利用广义极值分布估计变异前、后河道生态需水；基于流量历时曲线估算河流生态盈余和赤字，结合水文改变程度指标D0和DHRAM（Dundee水文情势改变法）评价长江流域水文整体改变程度及其对生物多样性的影响，并对生态盈余/赤字变化进行归因分析。研究结果表明：1） 由于长江流域水库、大坝等调蓄作用，长江流域枯水期生态盈余（生态赤字）呈上升（下降）趋势，而在丰水期则呈现相反的变化；2） 长江流域干流水文改变程度最高（D0达到50%以上），河流水文情势和生态系统受到高风险影响（DHRAM总分数大于10），生物多样性呈现显著的下降趋势；3） 气候变化与人类活动对长江流域生态径流有相反的影响，即气候变化使得生态盈余增加，而人类活动使得生态盈余减少，整体上气候变化是影响生态盈余的主导因素（相对贡献率高于50%）。  
        关键词：水文变异;生态径流;生态需水;水文改变程度;长江流域   
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        发布时间：2023-07-11
      • 张国星,樊李红,龚齐瑞,孙慧譞,阮国桥,谢益思,张新贵
        2023, 69(3): 323-330. DOI: 10.14188/j.1671-8836.2023.0032
        摘要：以异氰酸酯和聚醚多元醇为主要原料，水、二氯甲烷、三乙烯二胺、辛酸亚锡和硅油作为添加剂，氨基酸溶液作为抗菌剂，通过一步发泡法制备了氨基酸改性的聚氨酯泡沫，并使用聚多巴胺/碳纳米管对聚氨酯泡沫进行表面涂覆，得到一种新型抗菌、吸油聚氨酯泡沫，并研究了其结构、形貌和性能。结果显示，该泡沫具有三维网状结构，与改性前的泡沫相比，其断裂强度提高至约1.9倍，水接触角由3.28°提高至153.25°，能够吸附自身质量23.46倍的油类；经过10次循环使用，仍能保持最初吸油量的96.3%，对E.coli（大肠杆菌）和S.aureus（金黄色葡萄球菌）的抑菌率分别为87.9%和74.6%。  
        关键词：聚氨酯;聚多巴胺;多壁碳纳米管;抗菌性;疏水吸油材料   
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        发布时间：2023-07-11
      • 晏群山,危培,彭瑞,田世林,童宇星,倪家志,刘良才,熊斌
        2023, 69(3): 331-339. DOI: 10.14188/j.1671-8836.2022.0035
        摘要：采用两次加碱和醚化工艺合成了具有不同黏均分子量和取代度的羧甲基纤维素钠（CMC-Na），研究了CMC-Na与不同质量比甘油/水的混合体系的流变性能，探讨了CMC-Na的分子量、取代度及浓度对烟草薄片制备过程中CMC-Na/甘油/水混合体系流变性能的影响。研究表明，该混合体系属于非牛顿流体，其流变性能符合Ostwald-de Waele模型；甘油的加入对混合体系的流变性能影响较大，当甘油/水中甘油的质量分数为0.8时混合体系非牛顿性最强；混合体系的非牛顿性与CMC-Na的分子量、浓度和取代度呈现正相关。  
        关键词：羧甲基纤维素钠;混合体系;流变性能;烟草薄片   
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        发布时间：2023-07-11

        化学

      • 李文恒,王小红,汪鹏,王晨,向东山,翟琨
        2023, 69(3): 340-348. DOI: 10.14188/j.1671-8836.2022.0242
        摘要：利用氧化石墨烯（GO）、两种荧光染料标记的单链DNA及核酸染料SYBR Green Ⅰ（SG-Ⅰ），构建了能特异性识别Hg2+的三色荧光探针，建立了一种快速、高效、高灵敏定量检测水体中汞离子（Hg2+）的新方法。在这种探针中，两种染料Tetramethyl-6-carboxyrhodamine （TAMRA）和Cyanine-5 （Cy-5）分别标记在两条单链DNA的5'端，这两条单链DNA中有一部分碱基互补配对，未互补的碱基均为胸腺嘧啶（T碱基）。在没有Hg2+存在时，两种荧光染料标记的单链DNA被吸附在GO的表面，TAMRA和Cy-5与GO靠近，荧光被GO猝灭，它们的荧光信号都很弱；此时，SG-Ⅰ被吸附在GO的表面或游离在溶液中，荧光信号也很弱。在有Hg2+存在时，两种荧光染料标记的单链DNA通过T-Hg2+-T结构特异性结合形成双链DNA，从而脱离GO的表面，TAMRA和Cy-5远离GO，荧光信号恢复；与此同时，SG-Ⅰ与双链DNA结合，荧光强度显著增强。根据TAMRA、Cy-5及SG-Ⅰ荧光强度增加的程度即可对Hg2+进行定量分析。在优化条件下，当Hg2+的浓度在1.0×10-9~5.0×10-8 mol/L范围内时，TAMRA、Cy-5及SG-Ⅰ荧光强度之和与汞离子的浓度具有良好的线性关系，方法的检出限（LOD）为1.1×10-10 mol/L，实际水样的加标回收率在96.00%~105.00%之间。该方法用于实际水样中Hg2+检测，获得了较为满意的结果。  
        关键词：汞离子;染料标记的核酸;三色荧光探针;同步荧光分析   
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        发布时间：2023-07-11
      • 马纳,秦莉莉,刘锋净,齐宝平,尚冰冰
        2023, 69(3): 349-355. DOI: 10.14188/j.1671-8836.2022.0259
        摘要：以2B铅笔芯为原料，用电氧化法在水相中制备荧光碳点（CDs），再通过H2O2氧化得到CDs@H2O2，利用透射电子显微镜（TEM）、荧光光谱、Fourier变换红外光谱（FT-IR）与X射线光电子能谱（XPS）对CDs和CDs@H2O2进行表征。结果表明，相对于CDs，CDs@H2O2表面具有更丰富的羟基官能团。将CDs与CDs@H2O2分别用作Ru（bpy）32+阳极电化学发光（ECL）的共反应剂，Ru（bpy）32+/CDs@H2O2体系的ECL信号强度是Ru（bpy）32+/CDs体系的8.2倍，证实羟基是CDs作Ru（bpy）32+共反应剂的活性官能团。基于多巴胺（DA）对Ru（bpy）32+/CDs@H2O2体系ECL信号的猝灭作用，构建了关于DA的ECL猝灭传感器，检测的线性范围为1.6~56.0 μmol/L，检出限为0.23 μmol/L（S/N=3），且实现了对人血清中DA浓度的检测。  
        关键词：碳点;多巴胺;电致化学发光;共反应剂;联吡啶钌;血清   
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        发布时间：2023-07-11
      • 翟明翚,冷秋雪,王颖,苏立强,韩爽,丁雨欣,姚艾鑫,刘世伟
        2023, 69(3): 356-362. DOI: 10.14188/j.1671-8836.2022.0059
        摘要：采用溶胶-凝胶法，以莽草酸为模板分子在金属有机框架材料MIL-101表面包覆分子印迹聚合物层，制备了一种对莽草酸具有特异性识别能力的核壳型分子印迹聚合物（MIP）。利用X射线衍射（XRD）、傅里叶红外光谱（FT-IR）、透射电子显微镜（TEM）等技术对聚合物进行表征，制备的MIL-101为八面体结构，表面均匀地包覆了分子印迹聚合物层。MIP的吸附性能测试结果显示，MIP在30 min达到吸附平衡，饱和吸附量为93.16 mg/g。MIP用作固相萃取吸附剂，表现出良好的选择性富集能力，能选择性分离和纯化八角中的莽草酸。  
        关键词：莽草酸;金属有机框架;MIL-101;溶胶-凝胶法;分子印迹聚合物   
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        发布时间：2023-07-11
      • 马宏源,乔朝阳,张雪娇,刘芳,于秀斌,佟华,王佐成
        2023, 69(3): 363-372. DOI: 10.14188/j.1671-8836.2021.0125
        摘要：在M06/6-311++G(d,p)和MN15/6-311++G(2df,pd)双水平，研究了α-丙氨酸（α-Ala）与Cr3+的配合物S-α-Ala·Cr3+的手性反转，结合极化连续介质的SMD模型方法研究了水溶剂的作用。S-α-Ala·Cr3+的手性反转有3个通道：a通道是氨基N作质子转移媒介；b通道是羰基O和氨基N联合作质子转移媒介；c通道是羰基O作质子转移媒介。势能面研究表明：气相S-α-Ala·Cr3+在a、b、c通道手性反转的活化能分别是295.6、305.5、123.6 kJ/mol；水液相S-α-Ala·Cr3+在a通道的活化能降至95.8 kJ/mol，在b通道和c通道的活化能降至108.0 kJ/mol。结果表明：气相α-Ala·Cr3+能缓慢消旋，因此光学纯的α-Ala·Cr3+不能在气固相下长期保存；水液相下α-Ala·Cr3+能缓慢消旋，α-Ala·Cr3+只能短期且少量的用于生命体同补α-Ala和Cr3+。  
        关键词：α-丙氨酸;三价铬;密度泛函理论;手性反转;水溶剂效应;能垒   
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        发布时间：2023-07-11
      • 喻小继,潘宇,黄煜纯,孟雪飞,王佐成,姜春旭,佟华
        2023, 69(3): 373-383. DOI: 10.14188/j.1671-8836.2022.0100
        摘要：采用密度泛函理论的M06-2X和MN15方法，结合自洽反应场理论的SMD（solvation model based）模型方法，研究了水液相下羟基自由基（OH•）诱导半胱氨酸分子（Cys）损伤的反应机理。研究发现：Cys的损伤可通过OH•抽取其H原子、OH•加成到羧基C和单电子从Cys分子向OH•转移3个通道实现。势能面计算表明：OH•加成到羧基C的反应通道最具优势，是无势垒过程；OH•抽取α-H、质子化氨基H、巯基H和亚甲基H的最低能垒分别是12.5、4.6、7.3、8.9 kJ/mol；电子从Cys向OH•转移的反应为劣势通道，能垒为93.5 kJ/mol。结果表明，水液相下OH•容易导致Cys分子损伤。  
        关键词：半胱氨酸;羟基自由基;密度泛函理论;过渡态;电子转移;能垒;损伤   
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        发布时间：2023-07-11
      • 喻小继,孟雪飞,黄煜纯,姜春旭,王佐成
        2023, 69(3): 384-392. DOI: 10.14188/j.1671-8836.2022.0104
        摘要：采用密度泛函理论M06-2X和MN15方法，结合自洽反应场理论的SMD模型方法，研究了水液相下羟基负离子（OH-）催化半胱氨酸（Cys）分子的旋光异构反应机理。研究发现，两性Cys分子的消旋反应可以通过OH-直接抽取α-H质子和Cys碳负离子抽取水分子（H2O）质子实现，也可以在两性Cys向中性异构后，通过OH-抽取中性Cys的α-H质子和Cys碳负离子抽取H2O质子实现。势能面计算表明：第1种情况下Cys消旋反应的活化能垒是45.8 kJ/mol，第2种情况下Cys消旋反应的活化能垒是51.6 kJ/mol，均比水液相下Cys消旋反应的活化能垒104.0 kJ/mol低很多。结果表明，水液相下OH-对Cys的旋光异构具有很好的催化作用。  
        关键词：半胱氨酸;羟基负离子;密度泛函理论;过渡态;自洽反应场理论;活化能   
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        发布时间：2023-07-11

        计算机科学

      • 王丽娜,张铭诚,汪润,刘佳彤,柯建鹏
        2023, 69(3): 393-399. DOI: 10.14188/j.1671-8836.2022.0236
        摘要：现有的深度伪造检测技术并不鲁棒，容易遭受对抗攻击的干扰。为此，提出一种基于图像重照明的鲁棒并且隐蔽的对抗攻击方案，通过估计、分离原始光照，并使用精心设计的对抗光照对原始的输入进行重新渲染，可以有效绕过现有的基于空域、频域和生理信号域等三类常见的检测方法。实验评估了攻击的有效性、对现有检测方法的通用性、针对图像变换的鲁棒性以及视觉质量损失等。实验结果表明，本文方案针对现有的三种深度伪造检测方法，在白盒情况下攻击成功率达到99.6%，在黑盒情况下最优攻击率为69.8%，并可以抵御常见的图像变换的扰动攻击，具有很好的鲁棒性，可以有效地部署在真实环境中。  
        关键词：深度伪造;对抗攻击;图像重照明   
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        发布时间：2023-07-11
      • 胡慧君,易洋,施琦,唐东昕,刘茂福
        2023, 69(3): 400-408. DOI: 10.14188/j.1671-8836.2021.0360
        摘要：现有细粒度分析方法未能充分利用细粒度情绪信息来增强上下文与评价目标间的语义关联性，且对多词构成的评价目标仅平均化处理，损失了词间内容与关系信息，导致分类不精准。针对上述问题，本文提出了一种基于细粒度信息交互注意力（interactive attention with fine-grained information，FGIA）的情绪分类方法，通过采用更加细粒度的注意力机制来实现评价目标与上下文之间的充分交互，同时得到目标对上下文以及上下文对目标的交互注意力表示，进而辅助完成情绪分类。在本文构建的COVID-19网络舆情中文数据集上进行了实验验证，结果表明，FGIA能够有效地提升网络舆情数据情绪分类的准确性，相比于主流的分类方法，在各项评价指标上均取得了较高的提升。  
        关键词：情绪分类;细粒度信息;交互注意力   
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        发布时间：2023-07-11

        数学

      • 程晓亮,马会波
        2023, 69(3): 409-416. DOI: 10.14188/j.1671-8836.2022.0013
        摘要：华罗庚域是Cartan-Egg域的推广，其矩阵形式要复杂得多。本文主要考虑1/p1,⋯,1/pr-1都是正整数，而pr是正实数时的华罗庚域，证明了这类具有Bergman度量的华罗庚域与具有平坦度量的复欧氏空间是不相关的。  
        关键词：华罗庚域;全纯等距嵌入;Nash函数;Bergman度量   
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