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浙江理工大学学报

浙江理工大学学报

2026年01期

《浙江理工大学学报》是由浙江省教育厅主管、浙江理工大学主办的学术期刊，1979年创刊。是国家新闻出版广电总局第一批认定学术期刊。单月集中出版自然科学类型文章，双月集中出版社会科学类文章。

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生物质与聚合物基功能吸附材料专题 | 共价有机框架纤维膜的制备及其海水提铀应用

生物质与聚合物基功能吸附材料专题 | 共价有机框架纤维膜的制备及其海水提铀应用

摘要：为解决共价有机框架(Covalent organic frameworks,COFs)粉末在海水提铀中分离困难和传质效率低等问题,通过静电纺丝牺牲模板法与原位合成法制备自支撑COFs纤维膜(COFs fiber membrane,COFs-M)。分析COFs-M的微观形貌、比表面积、孔径分布、晶体结构和热稳定性能，并探究铀溶液 pH 值、吸附时长、铀起始质量浓度以及循环吸附-解吸次数等因素对COFs-M铀吸附性能的影响。结果表明：COFs-M纤维截面呈多级孔结构，拥有远高于粉末的比表面积 (77.48m²/g) ，微孔以小于 2nm 为主，有利于促进铀酰离子的传质过程;具有良好结晶性和热稳定性；在pH值为6.00时吸附量最高，最大理论吸附容量达 217.97mg/g ，较传统粉末状 COFs(67.53mg/g) 提升了2.2倍，吸附过程符合伪二级动力学模型，实现快速化学吸附;经6次循环使用后，铀酰吸附率仍保持在 91.18% 以上，有效克服了粉末回收困难与吸附团聚问题。该文制备的COFs-M保留了原有粉末的优异化学结构，而且通过提供铀酰离子快速迁移的传质通道和暴露更多的吸附位点等方式提高了吸附能力，为海水提铀材料的实际应用提供了创新策略。
生物质与聚合物基功能吸附材料专题 | 基于钠盐活化剂的太湖蓝藻源氮自掺杂活性炭的制备及其 CO₂ 吸附性能研究

生物质与聚合物基功能吸附材料专题 | 基于钠盐活化剂的太湖蓝藻源氮自掺杂活性炭的制备及其 CO₂ 吸附性能研究

摘要：为制备生物质废弃物源高性能氮自掺杂活性炭，以及阐明活化剂类型对其结构与 CO₂ 吸附性能的影响规律，以太湖蓝藻为前驱体，分别采用 ΔNaOH,Na₂CO₃ 和 NaHCO₃ 活化剂，通过热化学活化法制备蓝藻基活性炭材料(X-CAC,X代表活化剂种类，CAC表示蓝藻基活性炭);采用电镜、 .N₂/CO₂ 吸脱附、X射线衍射、Raman光谱、红外光谱和X射线能谱等方法表征X-CAC的形貌、孔结构、碳骨架有序性、表面官能团和元素组成等结构；评估X-CAC 的 CO₂ 吸附性能，并结合模型拟合探讨X-CAC的 CO₂ 吸附行为。结果表明：3种活化剂均具备良好的成孔能力，其中 NaHCO₃ -CAC具有最高的比表面积、窄微孔数量;X-CAC表面富含含氮和含氧官能团，其中 NaHCO₃ 1CAC的自掺杂氮含量最高，且氮元素主要以吡啶氮形式存在;基于高的窄微孔数量以及高的氮含量， NaHCO₃ -CAC在 0°C 和 25°C.1 bar条件下对 CO₂ 的吸附容量可达 4.48mmol/g 和 2.61mmol/g ，高于常见市售活性炭产品，且具有优异的选择性、动态 CO₂ 吸附性能和循环吸附稳定性；X-CAC具有异质吸附表面及强弱2类吸附位点， CO₂ 在其表面主要以单层和多层混合吸附的复杂方式进行。该研究可为藻基生物质废弃物的资源化以及藻基活性炭的结构优化和性能提升提供参考。
生物质与聚合物基功能吸附材料专题 | 基于水塑性发泡法的微孔聚电解质薄膜的制备与结构分析

生物质与聚合物基功能吸附材料专题 | 基于水塑性发泡法的微孔聚电解质薄膜的制备与结构分析

摘要：为获得具有可控微孔结构的聚电解质薄膜，采用水塑性发泡法，通过在水塑化后的聚乙烯亚胺/聚丙烯酸复合薄膜内部原位诱导气泡成核生长，制备具有微孔结构的聚电解质薄膜，并通过纳米压痕法、光谱法和扫描电镜等表征聚电解质薄膜的水塑化效应、光解气体生成和泡孔微观形态，分析水塑化处理、发泡剂含量、激光照射功率等因素对薄膜微孔形态的影响规律。结果表明：聚乙烯亚胺/聚丙烯酸复合薄膜在水塑化后弹性模量从 863.98MPa 降低至 4.36MPa ；水塑化薄膜在紫外激光照射下内部叠氮基团解离生成氮气，气泡原位成核生长，致使膜内形成闭孔泡沫结构；在 4,4^′ -二叠氮二苯乙烯 ^-2,2′ -二磺酸二钠富集时间为 30min ，激光照射功率为 500mW 时，薄膜膨胀倍率为1.83，平均孔径为 1.61μm 。该研究为制备具有可控微孔结构的聚电解质薄膜提供了新的方法和实验依据。
生物质与聚合物基功能吸附材料专题 | 静电纺多孔醋酸纤维素色谱膜的制备及其蛋白吸附性能

生物质与聚合物基功能吸附材料专题 | 静电纺多孔醋酸纤维素色谱膜的制备及其蛋白吸附性能

摘要：针对填料色谱柱中微球介质内扩散与轴向扩散的协同作用而导致吸附过程耗时冗长、吸附效率低下等问题,通过调控静电纺丝工艺参数，结合呼吸图法(Breath figure method，BF)制备了纤维表面开孔的多孔醋酸纤维素（Cellulose acetate，CA)纤维膜，用于牛血清蛋白(Bovine serum albumin，BSA)的吸附性能研究;在此基础上，探究了丙酮和二氯甲烷溶剂配比、CA质量分数、接收距离、纺丝电压和给液速率等关键参数对纤维形貌和纤维尺寸的调控规律。结果表明：在丙酮和二氯甲烷的体积比为1：1、CA质量分数为 10% 、接收距离为 10cm 、纺丝电压为 15kV 和给液速率为 10μL/min 的条件下，所制备的CA纤维膜具有最佳的多孔微观形貌。该膜纤维直径分布为 0.8～ 1.6μm ，纤维表面呈现多孔结构，其平均孔径为 3.81nm ，比表面积为 17.65m²/g 。多孔CA色谱膜对牛血清白蛋白(BSA)的最佳吸附含量高达 129.11mg/g 。其吸附行为符合Temkin吸附等温模型与准二级动力学吸附规律，属于多层的化学吸附。该研究为提升色谱分离效率提供了新思路与高性能材料，助力生物分离等领域的发展。
生物质与聚合物基功能吸附材料专题 | 季铵化纤维素微球的制备及其动态吸附性能

生物质与聚合物基功能吸附材料专题 | 季铵化纤维素微球的制备及其动态吸附性能

摘要：为了提高现有蛋白纯化用纤维素微球的传质速率及吸附效率，将环氧季铵盐（2，3-Epoxy-propel-trimethylammoniumchloride，EPTAC)接枝到纤维素分子骨架上，采用乳液自组装法制备季铵化纤维素多孔微球(Quaternized celulose porous microspheres，QCPM);以 QCPM为填料搭建动态吸附装置,以牛血清白蛋白（Bovineserumalbumin，BSA)为目标蛋白，分析填料高度、进液速度和进液质量浓度对QCPM动态吸附性能的影响，并通过响应面法分析填料高度、进液速度和进液质量浓度三因素对平衡吸附量的影响。结果表明：所制备的QCPM兼具互连多级孔结构与丰富的活性位点，比表面积高达 242.76m²/g ，可促进蛋白质的快速传质，并提高分离效率；在动态蛋白吸附过程中，增加填料高度和进液质量浓度，降低进液流速，均有助于提高QCPM对BSA的吸附能力，最大吸附量为 50.38mg/g ，其动态吸附行为符合Yoon-Nelson和Modified dose response模型，为均匀表面的单分子层吸附;填料高度与进液速度对平衡吸附量的影响呈显著主效应，其作用强度优于进液质量浓度对平衡吸附量的影响，三因素间的交互作用以填料高度与进液质量浓度为主。该研究以纤维素为基质，通过乳化法制备QCPM,解决了传质受限与吸附效率低的难题，为蛋白质分离纯化领域提供了理论依据与实践指导。
餐厨垃圾生物处理与资源化专题 | 不同质量浓度的纳米零价铁对餐厨垃圾厌氧发酵性能的影响

餐厨垃圾生物处理与资源化专题 | 不同质量浓度的纳米零价铁对餐厨垃圾厌氧发酵性能的影响

摘要：为探究投加纳米零价铁对餐厨垃圾厌氧发酵产甲烷性能的促进作用，开展中温序批式厌氧发酵测试，将纳米零价铁的质量浓度分别设置为 0.1.5g/L 和 10g/L ，分析不同纳米零价铁投加质量浓度下甲烷产量、发酵液理化性质以及微生物群落结构的动态变化。结果表明：当投加质量浓度 1g/L 的纳米零价铁时，挥发性脂肪酸质量浓度相较于对照组(不加纳米零价铁)降低了 40.3% ，累积产甲烷量 364mL/gVS) 比对照组高 7.5% ；当投加 5g/L 和 10g/L 的纳米零价铁时，挥发性脂肪酸积累加剧，并对甲烷生成产生抑制作用;投加纳米零价铁的质量浓度越高，氢营养型产甲烷菌的丰度占比越高；当投加质量浓度为 10g/L 时，氢营养型产甲烷菌的丰度相较于对照组增幅达11.9% ，投加 1g/L 的纳米零价铁能够更有效地提升餐厨垃圾厌氧发酵产甲烷性能。该研究为工业化厌氧发酵体系中纳米零价铁投加策略的优化与实际应用提供了科学依据和技术支撑。
餐厨垃圾生物处理与资源化专题 | 纳米 Fe₂O₃ 及接种比对餐厨垃圾厌氧消化性能与微生物群落结构的影响机制

餐厨垃圾生物处理与资源化专题 | 纳米 Fe₂O₃ 及接种比对餐厨垃圾厌氧消化性能与微生物群落结构的影响机制

摘要：为探索纳米三氧化二铁( Fe₂O₃ NPs)和接种比(Inoculumto substrateratio，ISR)对餐厨垃圾厌氧消化性能和微生物群落结构特性的影响机制，在ISR为1:2、1:1和 2:1 条件下，分别添加质量浓度 1.0g/LFe₂O₃NP s，开展中温批次厌氧消化产沼气实验。结果表明：不同ISR条件下 Fe₂O₃ NPs对餐厨垃圾产气性能的影响差异显著，且不同程度地缓解了挥发性脂肪酸和氨氮的累积问题，当ISR为1:2时，添加 Fe₂O₃ NPs显著提升了累积比甲烷产量，较对照组提高了 8.5% ;ISR为1:1时,添加 Fe₂O₃ NPs对产气性能无显著影响;ISR为2:1时，添加 Fe₂O₃ NPs抑制产气。微生物群落结构中,Firmicutes、Bacteroidota和 Synergistota 是优势细菌门,Methanosaeta、Methanosarcina 和Methanobacterium是优势产甲烷古菌属，当ISR为1:2时， Fe₂O₃ NPs显著提高了Bacteroidota和Methanosarcina 的相对丰度;ISR为 1:1 时， Fe₂O₃ NPs仅显著提高了Methanosarcina 的相对丰度;ISR为 2:1 时， Fe₂O₃ NPs 则显著降低了Methanosaeta和Methanobacterium的相对丰度。该文为了解 Fe₂O₃ NPs及接种比对餐厨垃圾厌氧消化特性的影响提供试验支撑，进而为沼气工程的规模化应用和稳定运行提供理论参考。
餐厨垃圾生物处理与资源化专题 | 餐厨垃圾堆肥降解菌株的筛选、鉴定及菌剂研制

餐厨垃圾生物处理与资源化专题 | 餐厨垃圾堆肥降解菌株的筛选、鉴定及菌剂研制

摘要：为研制餐厨垃圾堆肥的高效腐熟菌剂，从餐厨垃圾中分离具有高产降解酶活性的常温( 30^°C )和高温0 55°C )菌株，并通过酶活性检测、两两拮抗实验以及耐油、耐盐、不同pH值和温度适应性验证，完成菌株的筛选菌株组合。结果显示：筛选获得了54株产降解酶菌株，其中包括枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis CW13）、巨大普里斯特氏菌（Priestia megaterium CW2O）、粉红粘帚霉（Clonostachys rosea CW58）、淡紫拟青霉（PurpureocilliumlilacinusCW64）、嗜热脂肪地芽孢杆菌(Geobacillus stearothermophilus GWo3)和堆肥芽孢杆菌（Bacillus stercorisGW15)等6株抗逆性强的高效降解菌株；由这6株菌组合构建的腐熟菌剂对餐厨垃圾挥发性固体的降解率约为35% ，是对照组的2倍，表明该腐熟菌剂在餐厨垃圾堆肥中具有较高的应用潜力。该研究通过筛选并组合抗逆性强的高效降解菌株，为餐厨垃圾堆肥提供了一种新型专用高效腐熟菌剂。
建筑与环境工程 | 基于CPU余热的膜蒸馏海水淡化系统的实验研究

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摘要：为系统探究CPU余热驱动膜蒸馏海水淡化系统的可行性及关键影响因素，搭建了一套基于CPU余热的膜蒸馏海水淡化实验系统，研究了CPU功率、进料温度、渗透侧流量及盐质量分数对系统散热效果、膜通量、热效率及等效节电量的影响。结果表明：系统在240W以上CPU余热驱动下运行稳定可行，当CPU功率为 360W 进料温度 55°C 时，膜通量为 12.4kg/(m²?h) ，热效率为 35.2% ，散热效果为 46.8% ，等效节电量为 0.09kW?h 随着CPU功率增大，膜通量和等效节电量增加;进料温度升高使膜通量和热效率提高，但散热效果和等效节电量降低;渗透侧流量增加可提高膜通量、降低热效率；盐质量分数增大则抑制膜通量和热效率。系统性能受热力学驱动力主导，其中CPU功率与进料温度影响最为显著，盐质量分数次之，渗透侧流量相对较弱。研究结果可为数据中心“余热-水”耦合系统的开发提供实验依据与理论支撑。
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摘要：在建筑行业数字化转型与低碳发展趋势下，数字孪生技术融合大数据、物联网和AI等技术，构建虚拟模型实现对物理世界的动态模拟与优化，成为建筑节能减碳领域的研究热点。对数字孪生技术在建筑节能减碳领域的发展历程、技术基础、核心算法架构和应用场景等进行了综述，结合典型案例与文献分析，阐述了其在能耗模拟、设备维护、碳排放追踪等场景中的优势与局限，为建筑节能减碳行业的数字化转型以及相关研究者提供参考。数字孪生技术通过数据协同、智能融合与场景拓展，构建精确模型进行能耗预测和分析，提供智能决策支持，优化能源管理策略，实现设备故障预诊断和预测性维护等，可持续为建筑节能减碳注入创新动能并突破应用瓶颈，但当前该技术面临多源数据融合难、模型实时性不足、标准化缺失等挑战；未来，随着数字孪生中台构建、AI模型深化及向城市级能源网络拓展，其将成为实现建筑“双碳”目标的关键技术，助力智能低碳城市建设。
电子与信息技术 | 基于双重注意力网络和内容修复损失的艺术风格迁移

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摘要：针对现有艺术风格迁移网络在迁移过程中难以精确保持生成图像的结构细节，以及生成图像中来自风格图像映射痕迹明显的问题，提出了一种基于双重注意力网络和内容修复损失的艺术风格迁移网络DatNet。该网络通过卷积核可动态调整的轻量化通道注意力模块，实现对图像特征分布的再优化；同时在空间注意模块中，通过学习相关矩阵的高阶特征，实现对风格特征的精细建模。另外，设计了一种内容修复损失函数，以内容图像为双输入生成图像，并与原始内容图像在多层特征空间中进行差异约束，以增强网络对生成图像结构特征的保持能力。DatNet与主流网络在客观指标上进行横向对比实验，结果表明，基于双重注意力网络和内容修复损失的艺术风格迁移生成的图像,在结构相似性(Structure similarity index measure,SSIM)和峰值信噪比(Peak signal-to-noise ratio，PSNR)上较MicroAST分别提升了0.O1和0.66。该网络将通道维度特征动态优化与空间相关矩阵的高阶特征匹配相结合，计算以内容图像为双输入的生成图像与内容图像之间多层特征的差异，在显著提升生成图像内容结构清晰度的同时，有效降低了风格图像对生成图像的映射干扰，展现出较高的实用价值。
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摘要：针对现有方法在重建背景细节和生成图像质量方面存在的不足，以CycleGAN为基础框架，提出了一种基于权重图引导的布匹瑕疵图像生成算法WMG-GAN（Weight-map-guided generative adversarial network）。该算法首先通过生成器产生前景权重图和特征权重图，实现针对前景部分内容的选择性修改，并完整保留背景细节和结构;其次，在判别器中加入ConvNeXtV2模块，增加网络的特征提取能力，为生成器提供更精确的梯度反馈；最后，引入感知学习图像块相似性(Learned perceptual image patch similarity，LPIPS)指标,构建循环一致性损失函数，以优化生成图像的视觉质量与真实感。在真实布匹瑕疵数据集上的对照实验和消融实验表明，该算法生成的布匹瑕疵图像相较于传统CycleGAN,不仅具有较低的弗雷歇初始距离(Frechet inception distance，FID)和 LPIPS值，而且能获得较高的结构相似性指数(Structural similarity index measure，SSIM)和峰值信噪比(Peak signal-to-noise ratio，PSNR)。WMG-GAN算法可显著提升图像生成质量，由其生成的图像满足瑕疵检测算法的高精度要求。

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目录

生物质与聚合物基功能吸附材料专题 | 共价有机框架纤维膜的制备及其海水提铀应用

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生物质与聚合物基功能吸附材料专题 | 基于钠盐活化剂的太湖蓝藻源氮自掺杂活性炭的制备及其 CO2 吸附性能研究

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生物质与聚合物基功能吸附材料专题 | 基于水塑性发泡法的微孔聚电解质薄膜的制备与结构分析

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生物质与聚合物基功能吸附材料专题 | 静电纺多孔醋酸纤维素色谱膜的制备及其蛋白吸附性能

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生物质与聚合物基功能吸附材料专题 | 季铵化纤维素微球的制备及其动态吸附性能

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餐厨垃圾生物处理与资源化专题 | 不同质量浓度的纳米零价铁对餐厨垃圾厌氧发酵性能的影响

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