基于卷积高斯混合模型的统计压缩感知

高斯混合模型被广泛应用于统计压缩感知中信号先验概率分布的建模.利用高斯混合模型对图像的概率分布进行建模时,通常需要先对图像分块,再对图像块的概率分布进行建模.本文提出卷积高斯混合模型对整幅图像的概率分布进行建模.通过期望极大化算法求解极大边缘似然估计,实现模型中未知参数的估计.此外,考虑到在整幅图像上计算的复杂度较高,本文在卷积高斯混合模型和压缩测量模型中引入循环卷积,所有的训练和恢复过程都可以利用二维快速傅里叶变换实现快速运算.仿真实验表明,本文所提的MMLEconvGMM算法的恢复性能要优于传统的压缩感知算法的恢复性能.     

聚苯胺/离子液体/蒙脱土纳米复合材料的制备及其导电性能研究

采用1-羧甲基-3-甲基咪唑氯化盐离子液体对钠化蒙脱土进行插层改性,然后用苯胺的盐酸溶液进行二次插层,以过硫酸铵为氧化剂,盐酸溶液为掺杂剂,使进入离子液体/蒙脱土(CMMIm/MMT)层间的苯胺(An)发生氧化聚合反应,制备了一种具有良好导电性的聚苯胺/离子液体/蒙脱土复合材料(PANI/CMMIm/MMT).用红外光谱、X-射线衍射,热重分析和DSC对样品进行了表征.结果表明当离子液体/蒙脱土用量为7.5%、盐酸浓度为1mol/L、过硫酸铵与苯胺的摩尔比为1∶1、0℃下反应6h时制备的PANI/CMMIm/MMT纳米复合材料电导率最高,达到了0.3S/cm,是相同条件下聚苯胺/钠化蒙脱土纳米复合材料电导率的2.5倍,聚苯胺的7.5倍.     

生物质热化学转化制备生物燃料及化学品

生物质是环境友好的可再生能源。近年来相关研究不断升温,文献报道量激增。本文在现有文献综述及近期报道的基础上,从利用热化学方法由生物质获得燃料油及化学品的角度对各方案进行了归纳、适当补充及简要述评,重点介绍了生物油催化裂解精制、水相重整制备烷烃、超临界水/水热制备化学品3个领域。     

氧化铝负载催化剂作用下以甲醇为烷基化试剂的苯酚气相转化制备苯甲醚(英文)

苯甲醚作为重要的化学品和医药中间体而广泛应用于香料、调味剂及有机合成.液相法是传统的苯甲醚制备工艺,例如在碱性环境下,通过酚钠与硫酸二甲酯反应,溴苯与甲醇反应,酚钠与氯代甲烷反应均可制得苯甲醚.然而,这些方法具有环境处理负担较重和所用原料毒性较强等不足而备受限制.因此,环境友好的绿色苯甲醚合成工艺的开发成为必然,苯酚的气相烷基化工艺由此提出.其中,以碳酸二甲酯(DMC)为烷基化试剂的苯酚气相转化苯甲醚制备方法最受关注.DMC是常用的绿色高效烷基化试剂,但其价格相对较高,在一定程度上增加了苯甲醚制备工艺的复杂性和产品成本.鉴于DMC可由甲醇经氧化羰基化制得,因此以甲醇为烷基化试剂的苯酚气相烷基化转化制备苯甲醚方法成为另一研究热点.然而,与DMC的烷基化性能相比,以甲醇为烷基化试剂的反应产物分布较为复杂,作为苯酚O-烷基化(在苯酚的羟基氧原子上发生的烷基化)产物的苯甲醚相对较难获得,而苯酚的C-烷基化(在苯酚的芳环上发生的烷基化)产物甲基酚产率更易提高.总体而言,与DMC烷基化方法相比,以甲醇为烷基化试剂的苯酚气相转化制备苯甲醚方法有待改善,相关反应机理也更欠明晰,因此具有重要的研究价值.本文研究了γ-Al_2O_3(AA)负载型催化剂上以甲醇为烷基化试剂的苯酚气相转化制备苯甲醚方法,考察了反应温度、气体空速、苯酚与甲醇配比以及催化剂中K负载量和焙烧温度等对反应性能的影响,并分析了该体系中的反应机理.研究表明,在AA上负载的8种化合物(NaCl,MgCl_2,Fe_2(SO_4)_3,Co(NO_3)_2,ZnCl_2,La(NO_3)_3,Ce(NO_3)_3和KH_2PO_4)的催化剂中,KH_2PO_4/AA的催化性能最佳,相应催化剂中K离子负载量为7.53 wt%,于700 oC焙烧8 h.苯酚与甲醇气相反应过程中,苯甲醚最大收率出现在400–450 oC,且随甲醇与苯酚的摩尔比升高而增加,但随空速的提高而降低.另外,在KH_2PO_4/AA催化剂的高K含量,以及低温、高空速、低甲醇含量的物料配比的条件下,对苯酚的O-烷基化过程有利.产物除主产物苯甲醚以外,还有少量甲基苯酚、甲基苯甲醚以及二甲基苯酚等副产物.在K含量为7.53 wt%的KH_2PO_4/AA催化剂作用下,苯甲醚收率最高时反应条件为400–450 oC,空速小于0.18 h儃1,甲醇与苯酚摩尔配比为5.本文所开发的催化剂制备方法简单,反应条件温和,产物收率较高,因此具有较好的应用前景.X射线衍射结果显示,经高温焙烧及固相反应后,KH_2PO_4/AA催化剂中产生了K_3Al_2(PO_4)_3新物相.推测该反应机理是酸性氧化铝促进甲醇脱羟基负离子以及K离子促进酚羟基脱氢质子,所形成的甲基正离子进一步与苯氧基负离子结合得到苯甲醚的"钾离子-酸"双功能催化作用过程     

肠道内表面形貌对其摩擦性能影响的研究

为了调查肠道内表面形貌对其摩擦性能的影响,本文以家兔小肠为研究对象,表征了其内表面形貌,测试了肠黏液的润滑性;在排除肠道正压力条件下,测试环向应变、载荷、滑动速度与摩擦系数的变化关系.实验结果表明:小肠内表面存在着皱襞、绒毛、微绒毛;肠黏液可将摩擦系数降低到10-2数量级;环向应变10%是摩擦系数变化的临界值,小于10%摩擦系数不受载荷和滑动速度的影响,大于10%摩擦系数随载荷和滑动速度增大而增大.通过分析环向应变、内表面形貌、肠黏液、载荷、滑动速度与摩擦系数之间的关系,得出摩擦系数变化的机理:当环向应变小于10%,润滑形式为液体润滑;当径向应变大于10%,皱襞被拉伸褶皱消失,润滑形式转化为混合润滑.小肠摩擦性能的研究对胶囊内窥镜、肠道机器人外观设计提供了实验数据,对推进微创、无创诊疗有着重大意义.     

吸热型碳氢燃料裂解引发剂筛选及引发机理分析

筛选可溶性添加剂替代多相催化剂, 达到促进吸热型碳氢燃料裂解、提高燃料热沉以及燃烧性能的目的. 采用考察裂解气相产物气体流量的方法进行实验. 测试了10种添加剂在500～650 ℃范围内对正庚烷裂解效果的影响. 研究发现, 三乙胺、2,6-二叔丁基对甲酚(BHT)可促进正庚烷裂解, 其它添加剂均无显著效果. 在550 ℃时, 当三乙胺质量分数达到6%时, 实验总气体收率比计算总气体收率增加80%以上. 机理研究表明, 三乙胺的引发剂基团来源于C—N键的断裂. BHT的结构、性状与前者显著不同, 在550 ℃时, 当BHT质量分数为3.4%时体系的气体收率较之纯正庚烷裂解气体收率增加80%以上, BHT的引发基团主要是连接于叔丁基上的甲基发生脱离的结果     

肠道与内窥镜的生物摩擦特性研究进展

肠道是人体主要的消化吸收器官,由于其结构狭窄曲折表面结构复杂,内窥镜诊断时会产生组织损伤、胶囊滞留等并发症. 由此激发起肠道与内窥镜的摩擦特性研究,该研究对解决这些并发症以及开发无损诊断内窥镜具有举足轻重的作用. 本文概括介绍了内窥镜的种类,综述了胶囊式内窥镜与肠道、微机器人与肠道的摩擦问题,内容主要集中在两个方面:(1) 胶囊式内窥镜减摩研究,包括摩擦特性研究方法、胶囊结构与摩擦阻力的关系、摩擦机理研究、摩擦阻力预测模型建立以及内窥镜结构优化;(2) 肠内微机器人实现自主行走的增摩研究,包括增大摩擦力的方法以及机理研究. 最后,提出了该领域值得进一步解决的科学问题.     

聚乙烯醇/纳米羟基磷灰石/丝素蛋白复合水凝胶的制备及其性能研究

本文以聚乙烯醇(PVA)、纳米羟基磷灰石(n-HA)和丝素蛋白(SF)为原料,采用物理共混法、反复冷冻解冻法和NaCl粒子制孔法制得了具有三维结构的PVA/n-HA/SF多孔复合水凝胶,以作为人工角膜支架材料。测试了这种多孔复合材料的含水率、拉伸强度和断裂伸长率,并对其进行了红外谱图、X射线衍射光谱、热重及电子扫描显微镜分析。结果表明,丝素蛋白的添加量增加时,多孔复合水凝胶的含水率相应提高,含水率稳定在75～82%之间;其拉伸强度在0.43～1.00MPa之间,断裂伸长率在183.76～237.53%之间,可以达到人体正常状态下眼压要求,其中复合水凝胶的最佳配比为:PVA:SF:n-HA=10:5:1。;IR和XRD分析表明复合水凝胶在物理交联过程中,各种成分均匀复合,无化学键变化;扫描电镜显示该水凝胶材料具有均匀的三维多孔结构。     

四种不同形状微粒的摩擦学性能研究

为了减少润滑液对石油的依赖,发展环境友好水基润滑液,本文通过在蒸馏水中加入螺旋藻、白葡萄球菌、寡核苷酸和丝素四种水溶性微粒来改善水的摩擦学特性.采用原子力显微镜和扫描电子显微镜对螺旋藻、白葡萄球菌、寡核苷酸和丝素进行结构表征;采用微摩擦试验仪对蒸馏水和四种水基润滑液摩擦性能进行了评价,采用流变仪对其流变性进行了评价.结果表明:①螺旋藻结构为螺旋状,白葡萄球菌为球状,寡核苷酸和丝素为线状;②螺旋藻的减摩效果最好,白葡萄球菌次之,最后是寡核苷酸和丝素;随着载荷增大蒸馏水摩擦系数减小,四种水基润滑液摩擦系数均增大;随着滑动速度增大摩擦系数均减小;③蒸馏水中添加微粒后仍为牛顿流体,但黏度增大.通过对机理进行分析,认为螺旋藻减摩效果最好是由于表面的螺旋结构能够产生足够大的滑动摩擦力,容易克服滚动阻力偶使微粒滚动起来;载荷增大四种水基润滑液摩擦系数均增大是微粒滚动阻力偶增大造成的;滑动速度增大四种水基润滑液摩擦系数均减小是微粒聚集体逐渐被分解造成的.     

Theoretical Studies on Adsorption and Diffusion of Hydrogen Atom on Pd（311） and Ni（311） Stepped Surface

The adsorption and diffusion of hydrogen atom on open rough Pd(311) and Ni(311) stepped surface were investigated in detail using 5-parameter Morse Potential (5-MP for short) method. The results on theoretical studies indicate that only threefold adsorption states exist at low coverage, and fourfold states are annihilated on the top layer which become the diffusion channels between threefold adsorption states due to strong competition and repulsion between hydrogen adatoms.