2025年, 第42卷, 第02期　
刊出日期：2025-03-26

  

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  安徽工业大学校长曾杰教授荣获“青山科技奖”

  张苒, 黄敏, 王菁

  安徽工业大学学报（自然科学版）. 2025, 42(02): 114.

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  <正>3月3日，第四届“青山科技奖”获奖名单正式揭晓，安徽工业大学党委副书记、校长曾杰教授获奖。曾杰，博士、二级教授。入选国家杰出青年科学基金、英国皇家化学会会士，并担任国家重点研发计划首席科学家。研究领域为二氧化碳催化转化技术，研究成果入选国家“十三五”科技创新成就展及2022年中国十大科技进展新闻。曾杰教授在原子分子层面揭示了二氧化碳催化转化的反应机制，提出了动态限域催化剂的设计理念，成功创制了高稳定性催化剂，开辟出电–生耦合催化新过程，实现了以二氧化碳和水制备葡萄糖和脂肪酸等食品分子的突破性进展。
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  高硫煤硫的脱除及其在配煤炼焦中的应用研究进展

  曹先中, 李占库, 康士刚, 水恒福

  安徽工业大学学报（自然科学版）. 2025, 42(02): 118-135.

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  随着低硫优质炼焦煤资源的大量消耗，高硫煤的高效和资源化利用问题凸显，而硫的有效脱除是解决这一问题的关键。煤自身的性质，特别是其变质程度以及硫的赋存形态与分布直接影响煤转化过程中硫的迁移行为。基于此，本文综述煤中硫的赋存形态及其脱除方法，包括煤热解过程中硫的热转化行为，以及高硫煤在配煤炼焦过程中的应用。结果表明：煤的硫含量及其赋存形态受煤生成时期沉积环境的影响较大，不同形态硫分解的温度区间不同，导致在热解过程中其转化行为存在明显差异。因此，需要结合现有或采用新的表征方法，精确识别煤中硫的含量及其形态分布。采用机器学习结合先进的算法挖掘出统计数据蕴含的规律，是煤热解脱硫研究的新方向。通过调整配合煤的组成，利用高挥发分煤裂解产生的富氢自由基作为原位供氢体，与含硫自由基结合，促使生成的含硫气体随挥发分一同逸出；同时，通过调控高挥发分煤中的矿物质(尤其是碱性化合物)组成，降低其固硫作用，从而获得低硫高质量焦炭，是高硫煤在炼焦配煤中有效应用的可行途径。此外，研究煤炭化过程中传质效应对硫调控的作用机制，对于抑制含硫组分与焦炭的表面反应、实现高硫炼焦煤的清洁转化及其在配煤炼焦中的高效利用具有重要意义。
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  H型钢开坯轧制腹板增厚机理及规程优化

  汤磊, 张文满, 沈晓辉

  安徽工业大学学报（自然科学版）. 2025, 42(02): 136-142.

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  H型钢轧制不均匀变形主要集中在异形孔开坯轧制阶段，异形孔轧制尺寸精度控制对后续的万能轧制有重要影响。为此，采用有限元分析软件MARC/SuperForm对尺寸为900 mm×510 mm×130 mm异形坯的开坯轧制过程进行模拟仿真，分析腹板厚度变化的关键影响因素及其影响机制。根据模拟结果，优化H型钢开坯轧制规程，即调整压下量分配，降低最后一道次腹板的压下量，减小腹板和翼缘的延伸率差异，从而降低腹板增厚程度。结果表明：腹板厚度在变形区出口附近显著增加，开坯结束时腹板厚度相比设定厚度增加了8.4 mm，这主要是腹板与翼缘的延伸率差异所致。变形区腹板金属承受三向压力，轧件离开变形区时，轧辊的压力和横向阻力逐渐消失，但翼缘对腹板施加的轧向压力并不会立即消失，腹板继续受到轧向压应力作用，导致腹板厚度继续增厚；腹板的延伸率通常大于翼缘，特别是在压下量较大的情况下，延伸率差异显著，导致轧件出变形区后的增厚量较大。采用优化的H型钢开坯规程，开坯轧制结束腹板厚度增厚量由原先的8.4 mm减至3.7 mm，可有效提高腹板部位的尺寸精度。
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  共沉淀法合成La₂Ce₂O₇粉体及其作为防晒剂的性能研究

  夏小洁, 孙玥, 金星, 冉松林

  安徽工业大学学报（自然科学版）. 2025, 42(02): 143-150.

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  针对高温固相法合成La₂Ce₂O₇粉体存在合成温度高、反应时间长等问题，以La（NO₃）₃·6H₂O和Ce（NO₃）₃·6H₂O为金属离子源，氨水为沉淀剂，采用共沉淀法成功合成La₂Ce₂O₇粉体。采用同步热分析仪、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、X射线衍射仪（XRD）以及扫描电子显微镜（SEM）研究前驱体的转化过程、产物的物相演变和形貌特征；利用紫外–可见光分光光度计测试分析产物的紫外吸收性能；通过光催化降解罗丹明B染料实验评价分析材料的光催化活性。结果表明：La₂Ce₂O₇粉体在300～700℃温度范围处于结晶阶段，500℃时即可观察到明显的细小颗粒或絮状产物，与高温固相法（合成温度1 400℃）相比，共沉淀法的合成温度降低了900℃，500℃下合成的La₂Ce₂O₇粉体具有明显的微孔结构，且分布均匀，禁带宽度更低，紫外吸收性能更佳，较高温固相法提高了21.7%。由于La₂O₃的引入有效抑制了纯CeO₂中活性氧自由基（ROS）的产生，使得材料的光降解率不随光照时间延长而持续下降，最终稳定在15%左右。本研究证明，共沉淀法不仅能显著降低La₂Ce₂O₇粉体的合成温度和反应时间，还能有效优化其作为防晒剂应用的紫外吸收性。
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  基于远距离无线电网络技术的电机智能监控系统

  张胜, 李诚谦, 朱梓瑞, 杜禹泽, 殷创业

  安徽工业大学学报（自然科学版）. 2025, 42(02): 151-158.

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  针对工业生产领域多电机运行状态远程监控存在的不足，基于远距离无线电(LoRa)无线网络技术，设计多电机运行状态远程智能监控系统。通过传感器采集电机的振动速度、加速度、位移及温度等状态信息，并将采集的电机状态信息通过LoRa无线网络传输至远程计算机，实现对电机运行状态的远程监控，当电机工作状态出现异常时发出告警信号，提示采取有效干预措施。信息传输网络采用主从架构，由1个接收终端与多个采集终端进行通信，实现对工业厂区内多台电机工作状态的监测。电机状态监测系统采用独立供电设计，以便于安装和维护。最后，搭建实验平台，对设计的监控系统进行功能测试。结果表明：设计的监控系统能够实时、稳定地获取电机的状态信息，验证了系统的稳定性和可靠性，系统的应用有利于保障电机的安全运行，维护生产的正常进行。
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  多商品分批次取送货的异构绿色车辆路径问题研究

  郭方明, 孟祥虎, 唐静, 李浩, 黄文

  安徽工业大学学报（自然科学版）. 2025, 42(02): 159-168.

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  针对同时取送货车辆路径问题，考虑客户商品需求差异及车辆异型的因素，以最小化车辆碳排放成本及总配送距离之和为目标，建立多商品分批次取送货的异构绿色车辆路径问题(multi-commodity heterogeneous green vehicle routing problem with split pickup and delivery,MCHGVRPSPD)的数学模型，且提出1种增强型变邻域搜索(ehanced variable neighborhood search,EVNS)算法对数学模型进行求解。在EVNS的初始阶段，采用距离–容量平衡法(distance–capacity balancing,DCB)生成初始解；在全局搜索扰动阶段，结合1种自适应扰动操作，防止算法过早收敛陷入局部最优；在局部搜索阶段，采用4种带容量约束的邻域搜索操作，以探测更优质的邻域解空间。最后，采用GA,VNS和ALNS算法进行测试案例仿真实验，验证EVNS算法求解MCHGVRPSPD的有效性。结果表明：与3种对比算法相比，EVNS算法在求解质量方面提升了15%～25%的性能，同时在收敛性和稳定性方面更优，是1种求解MCHGVRPSPD的有效算法。
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  基于优势特征融合的核电站水下图像增强

  李佳轩, 程竹明, 黄三傲, 吕天明, 王培珍

  安徽工业大学学报（自然科学版）. 2025, 42(02): 169-177.

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  针对核电站水下环境导致图像质量下降如颜色偏差、对比度不足和细节模糊等问题，提出1种基于优势特征融合的核电站水下图像增强方法。在利用自动颜色均衡算法实现图像颜色校正的基础上，分别通过改进的非锐化掩膜算法和加权自适应伽玛校正算法增强图像的锐度和对比度；利用权重图对锐度和对比度增强的图像进行优势特征多尺度融合。以核电站水下原始图像数据集为样本，采用本文方法与其他5种水下图像处理方法进行对比实验，验证本文方法的有效性。结果表明：本文方法能有效解决核电站水下图像颜色偏差、对比度不足、细节模糊等问题，其中水下图像质量评价指标(UIQM)和信息熵的均值总体较高，分别为3.103 7,7.502 7，与原始图像相比提高幅度分别达121%和9.66%；此外，利用本文方法增强的图像显著增加了特征点匹配对的数目，从而大大提高了视觉特征提取和特征匹配的效率。本文研究可为核电站水下图像分析和设备缺陷智能检测提供新的技术支撑，有助于促进核能的高效利用和可持续发展。
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  加权自适应多粒度决策理论粗糙集模型

  张宇, 汪小燕

  安徽工业大学学报（自然科学版）. 2025, 42(02): 178-188.

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  多粒度粗糙集涉及属性权重时，通常利用指定的方式设定，而对于属性颗粒结构对应的上、下近似集计算所需的概率阈值也常依赖于专家建议设定，这使得现有粗糙集模型在实际应用中缺乏适应性。为此，提出1种加权自适应多粒度决策理论粗糙集模型(weighted adaptive multi-granulation decision-theoretic rough sets,WAMG-DTRS)。通过信息增益计算属性粒度的权重，并通过设置权重系数控制颗粒结构数目。同时，利用单参数决策理论粗糙集中的阈值公式确定属性颗粒结构中不同对象对应的上、下近似集计算所需的概率阈值，从而使模型更好地适应实际应用需求。在WAMG-DTRS模型的基础上，进一步构建5种平均加权自适应多粒度决策理论粗糙集模型，以进一步提高模型应用的适应性。通过实例和实验验证，结果表明：调整权重系数可灵活调整WAMG-DTRS模型的上、下近似集规模；不同平均条件下的WAMG-DTRS模型展现出不同的下近似集特性，并具备WAMG-DTRS模型灵活调控权重系数的能力。通过综合考虑不同平均条件，可以进一步提升模型的适应性。
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  GFRP箍筋钢纤维混凝土梁的受剪试验研究及其斜裂缝宽度计算

  李文龙, 黄伟, 赵善超, 张丽

  安徽工业大学学报（自然科学版）. 2025, 42(02): 189-197.

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  为改善普通混凝土的抗裂性能，解决纤维增强聚合物(FRP)配筋混凝土梁变形大、斜裂缝过宽等问题，采用钢纤维混凝土制备玻璃纤维增强树脂基箍筋混凝土(GFRP–R–SFRC)梁试件，对GFRP–R–SFRC梁试件进行受剪试验，研究钢纤维掺量和剪跨比对试件斜裂缝分布和宽度的影响；考虑GFRP箍筋特性和钢纤维掺量的影响，修正GFRP箍筋应力计算方法，提出试件受剪的最大斜裂缝宽度计算公式。结果表明：掺入钢纤维可显著抑制GFRP–R–SFRC梁斜裂缝的萌生及发展，但较大的剪跨比不利于钢纤维抑裂效用的发挥；在一定的纤维掺量范围内，相同剪力条件下，GFRP–R–SFRC梁的斜裂缝宽度随纤维掺量的增加而减小；与未掺纤维的试件相比，掺量为1.5%(体积分数)的钢纤维梁试件的最大斜裂缝宽度减少了24.3%。提出的最大斜裂缝宽度公式计算结果与试验结果吻合较好，本文研究可为GFRP–R–SFRC梁在实际工程中的推广应用提供重要参考依据。
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  固废基三元胶凝系整体式复合墙板材料的合成与抗弯性能

  赵美艳, 张丽, 黄伟

  安徽工业大学学报（自然科学版）. 2025, 42(02): 198-208.

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  采用矿渣微粉、粉煤灰、脱硫石膏组成固废基三元胶凝系，结合水泥、聚苯乙烯颗粒和发泡剂，通过正交试验设计复合材料的配比方案，制备装配式钢结构住宅整体式复合墙板材料。测试不同因素水平组合下材料的抗压强度、干体积密度、导热系数、吸水率等指标，以抗压强度和干体积密度为主要优化目标确定最佳配合比。基于优选配合比，分别采用钢筋和GFRP筋2种筋材制作开窗洞和未开窗洞墙板试件，进行抗弯性能测试试验，通过试件的开裂荷载、极限破坏荷载、混凝土荷载–应变曲线、板内筋材荷载–应变曲线及荷载–变形曲线等参数评估材料的抗弯性能。结果表明：优选的材料配合比为水胶比0.4、三元胶凝比1∶1∶3、替代水泥率50%、聚苯颗粒掺量35%（体积分数），此时墙板材料的力学、轻质和保温等综合性能良好，28 d抗压强度为11.12 MPa、干体积密度为973 kg/m³、导热系数为0.187 W/（m·K）、吸水率为10.06%；墙板材料的抗弯性能良好，钢筋墙板的开裂荷载和极限破坏荷载均高于GFRP筋墙板，且开洞会显著影响这两项荷载指标。
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  隐性补贴下“双积分”政策对汽车供应链生产决策的影响

  赵丹, 郑芳悦, 唐金环, 薛婉婷

  安徽工业大学学报（自然科学版）. 2025, 42(02): 209-222.

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  随着国家补贴的取消，地方补贴进入接力状态，目前我国新能源汽车政策正处在隐性补贴与“双积分”政策并行的阶段。在此背景下，研究建立由传统车企、零售商和消费者组成的4种汽车供应链决策模型，分析市场性因素和政策性因素对汽车供应链生产决策的多重影响。结果发现：与无补贴相比，隐性补贴会促使新能源汽车价格上升，但有利于新能源汽车的推广；当隐性补贴退出后，积分价格的介入可以降低新能源汽车价格，并接续隐性补贴进一步提升新能源汽车销量；在油耗未达标情景下，传统车企对补贴的依赖较高，在政策过渡阶段，传统车企实施减排有利于其平稳发展；积分价格和积分比例的增长均有利于传统车企由传统能源向新能源转型，且设定更高的积分价格比设定更高的积分比例更有利于促进新能源汽车行业的发展。在政策过渡阶段，传统车企应注重提升自身的研发能力，并积极调动需求端的购买热情；政策制定者应保持供需两侧政策的多样性和协同性，既要推动供给侧新旧动能的转换，又要拉动需求侧的消费活力。
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  数字普惠金融发展与基本公共服务均等化的空间交互效应——基于空间联立方程的实证检验

  管璇, 徐浩然, 吴忆莲, 刘艳华

  安徽工业大学学报（自然科学版）. 2025, 42(02): 223-234.

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  推进基本公共服务均等化是实现共同富裕的重要内容，数字普惠金融发展可以直接和间接地扩大基本公共服务供给。基于基本公共服务的空间溢出特性，分析数字普惠金融发展与基本公共服务均等化可能存在的空间交互作用机制；利用2011—2021年省级面板数据，通过空间联立方程等模型实证检验数字普惠金融发展与基本公共服务均等化的空间交互作用。结果发现：地区内部，数字普惠金融发展和基本公共服务均等化存在明显的正向互促效应。地区之间，数字普惠金融发展与基本公共服务均等化具有负向的空间交互效应，主要表现在邻近地区的基本公共服务均等化对本地数字普惠金融发展具有负向的空间溢出效应；同样地，邻近地区数字普惠金融发展对本地基本公共服务均等化也具有显著的负向空间溢出效应。据此，建议在着力推动本地数字普惠金融发展和基本公共服务均等化的同时，更应注重两者的区域协调发展，减少彼此具有的负向交互效应。