DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 1. 理论依据 1.1. 因子分析的基本原理 [ 1 ] 关于某一个研究问题，观察了p个变量 ( X 1 ， X 2 ， ⋯ ， X P ) ，记为 X = X 1 ， X 2 ， ⋯ ， X P ，因为这些观察变量是针对一个特定问题的，所以可以认为它们既有各自的特性，同时又存在共性。于是有 X i = X i 的 共 性 部 分 + X i 独 立 部 分 ( i = 1 ， ⋯ ， p ) (1) 共性部分可以理解为共同元素支配的结果。 设影响p个变量的共同元素有m个： f 1 ， f 2 ， ⋯ ， f m ( m < p ) ，则(1)式可写成 X i = a i 1 f 1 + a i 2 f 2 + ⋯ + a i m f m + C i U i (2) 或 X = A F + C U 其中 A = ( a i j ) p × m ， F = ( f 1 ， f 2 ， ⋯ ， f m ) T ， C U = ( C 1 U 1 ， C 2 U 2 ， ⋯ ， C P U P ) T . (2)式中 a i 1 f 1 + a i 2 f 2 + ⋯ + a i m f m 是共同元素的线性组合，它构成了 X i 共同的部分。系数 反映了 X i 依赖 f j 的程度，称为 X i 在因子 f j 上的载荷，而矩阵A则称为因子载荷矩阵。 1.2. 灰色预测GM(1，1)模型的建立 [ 2 ] 假设有原始数据列 x ( 0 ) = ( x ( 0 ) ( 1 ) ， x ( 0 ) ( 2 ) ， ⋯ ， x ( 0 ) ( n ) ) ，n为数据个数，根据 x ( 0 ) 数据创建GM(1，1)模型，进而实现预测功能，具体步骤如下： 1) 记 x ( 1 ) 为生成数列： ，其中， x ( 1 ) ( t ) 表示自原始数据的第二项开始，与本身的前一项相加。 2) 对 x ( 1 ) ( t ) 建立 x ( 1 ) ( t ) 的一阶线性微分方程： d x ( 1 ) d t + a x ( 1 ) = b 。 其中，a发展系数，b灰色作用量。先求出参数 a ， b ，再求出 x ( 1 ) ( t ) ，进而求出 x ( 1 ) ( t ) 的预测值。 3) 对于累加生成的数据需要求出其均值进而生成B和常数项向量 Y n ： B = [ 0.5 ( x ( 1 ) ( 1 ) + x ( 1 ) ( 2 ) ) ⋮ 0.5 ( x ( 1 ) ( n − 1 ) + x ( 1 ) ( n ) ) ] ， Y n = ( x ( 0 ) ( 2 ) ， x ( 0 ) ( 3 ) ， ⋯ ， x ( 0 ) ( n ) ) T 。 4) 通过最小二乘法，用最小误差的平方和找出数据函数的最优匹配求解灰参数 a ′ ： a ′ = ( B T B ) − 1 B T Y n ，将灰色参数 a ′ 代入 d x ( 1 ) d t + a x ( 1 ) = b 求解，得： x ′ ( 1 ) ( t + 1 ) = ( x ( 0 ) ( 1 ) − b a ) e − a t + b a 。 5) 将函数 x ′ ( 1 ) ( t + 1 ) 及 x ′ ( 1 ) ( t ) 进行离散，或者做差以还原 x ( 0 ) 原始序列，估计出近似数据序列： x ′ ( 0 ) ( t + 1 ) = x ′ ( 1 ) ( t + 1 ) − x ′ ( 1 ) ( t ) 。 6) 利用模型进行预测： x ′ ( 0 ) = [ x ′ ( 0 ) ( 1 ) ， x ′ ( 0 ) ( 2 ) ， ⋯ ， x ′ ( 0 ) ( n ) ， x ′ ( 0 ) ( n + 1 ) ， ⋯ ， x ′ ( 0 ) ( n + m ) ] 。
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user: 3. 结论 1) 在第一主因子上，乌鲁木齐市的综合经济得分比其他地(州、市)要高，说明乌鲁木齐市生产总值高，居民受教育范围大，卫生医疗比较发达。这是因为乌鲁木齐市是新疆的省会，经济基础较好，经济规模和投资规模均居全区首位，为乌鲁木齐市的全面发展奠定了良好的基础。在第三主因子上，克拉玛依市得分比其他地(州、市)要高，说明克拉玛依市的工业发展比较发达，人均工资较高。由于石油资源的大规模开发带动了工业高速发展，但克拉玛依市的外来人口比例比较低，所以人均工资较高。 2) 从综合得分及排序可见，新疆各地区经济发展水平存在较大的差异，区域发展极不平衡，这一结果也基本符合新疆经济发展的实际情况。乌鲁木齐市的经济发展综合水平最高，乌鲁木齐市地域优势较好，是中国衔接中亚地区的交通枢纽，现已成为中国开展对外经济文化交流的重要窗口，所以乌鲁木齐的经济发展水平最高。而喀什地区、阿克苏地区、和田地区、塔城地区、哈密地区、吐鲁番地区、阿勒泰地区、博尔塔拉蒙古自治州、克孜勒苏柯尔克孜自治州综合得分为负值，这些地区大部分是以农业产业结构为主的城市，其经济发展水平较低，因为农业拉动经济增长的百分点持续降低，所以以农业经济为主的区域经济增长缓慢。 3) 从预测出的结果中能够看出，大部分地(州、市)的综合经济排名基本不变，在五年内的经济地位没有太大的变化，只有少数地(州、市)的综合经济排名有所变动。
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user: 摘 要 针对在实际科研生产中经常涉及到的有关定义于锥面上的多元Lagrange插值问题进行了研究。提出了定义于锥面上的多元Lagrange插值定义，给出了判定锥面上的结点组是否构成插值唯一正解结点组的判定定理以及迭加构造方法，最后通过算列对所得方法进行了实现。 关键词 :锥面，多元Lagrange插值，唯一可解结点组，迭加插值法 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 多元函数插值长期以来一直是计算数学研究领域的一个主要研究内容，有关多元函数插值基本理论和方法研究中一个基本问题是多元插值函数的唯一存在性问题，也就是插值的正则性问题。目前，国内外学者对这一问题的研究主要有两种：一种是给定插值多项式空间构造相应多项式空间的适定结点组；另一种是给定插值结点组构造相应的适定插值多项式空间并要求多项式空间的次数尽可能的低 [ 1 ] 。对于某一类问题，目前有关在整个空间进行插值以及关于定义于空间中一般代数流形插值的研究结果相对系统，而关于有着重要实用价值的具体流形上的插值结果相对较少。 锥面是一类重要的二次代数曲面，其在工程设计中有着重要应用，例如许多机械部件和建筑物的外形采用了锥面；原苏联第二颗人造卫星火箭的防护罩也是采用了锥面外形等。因此锥面上的Lagrange插值的研究有着重要的应用价值。
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user: 摘 要 传统ICP算法精度受点云初始位姿影响较大，收敛速度慢，不能满足精细化点云建模的要求。基于此问题，通过基于快速点特征直方图的采样一致性配准方法进行粗配准。首先将两帧待配准点云进行体素滤波，其次进行表面法向量估计并计算关键点的PFPH特征，然后运用采样一致性算法得到最优变换，最后在此基础上再进行ICP配准。实验表明，该方法能有效改善配准精度和收敛速率。 关键词 :点云配准，PFPH，采样一致性，ICP算法 Copyright © 2019 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 三维点云建模所采集的数据不仅可以记录物体的空间信息，而且能够获取物体表面的几何信息，因此它已经成为近年来的研究热点 [ 1 ] 。在实际扫描中，由于物体的复杂性、仪器设备等因素的影响，单视角扫描只能获得某个视角的数据，而此视角的数据坐标是基于当前的仪器坐标系的，因此需要从不同方位对物体进行扫描，然后将不同方位下采集的数据统一到一个坐标系下 [ 2 ] 。 PCL是跨平台的开源点云库。PCL最开始主要应用于机器人研究应用领域，目前在CAD、逆向工程、激光遥感测量、虚拟现实等领域的应用也逐渐展开。为了便于开发，该库被划分为模块化的代码库，每个代码库都可以进行单独的编译 [ 3 ] 。根据不同基类对应的不同算法，PCL将点云数据处理的流程进行整合，可使代码更加简洁，算法结构清晰。PCL点云库的模块化使得算法实现过程更加紧凑和清晰，有助于解决三维激光点云的数据处理问题。 点云数据粗配准的基本思路是在缺少初始位姿信息的情况下，将两片点云大致粗略的配准到一个坐标系。在此基础上，ICP及其改进算法配准的精度才能得到保证。近年来，国内外学者对粗配准算法进行了比较深入的研究。张学昌等提出的配准算法是以扩展高斯球为基础的 [ 4 ] 。左超等提出的方法以点云的空间分布稀疏状态来控制某一片点云的旋转角度，在熵函数的基础上分析点云空间分布状态，提出了一种ILSDE粗配准方法 [ 5 ] 。该算法在误差允许范围内能有效实现粗配准。顾旭波等提出在点云数据中利用SIFT算法对关键点进行检测和筛选，随后运用曲面二次拟合计算其中点的主曲率，最后在设置阈值的基础上将主曲率与极值相对比，从而完成初始配准 [ 6 ] 。本文采用基于PFPH (快速点特征直方图)与采样一致性相结合的粗配准方法，可以有效提高点云配准的精度和收敛速度。
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user: 2. 点云粗配准 2.1. 体素下采样 在三维激光扫描设备进行采集数据工作时，由于设备所带传感器的特性以及扫描设备与被扫描物体的相对移动的影响，点云中通常存在一些噪声点和离群点。为了提升后续点云处理及建模的效率，需要采取一些措施对点云进行滤波。本文采用PCL中的体素网格法VoxelGrid类用于实现滤波，该方法可以在稀疏点云的同时不破坏点云的微观结构。体素网格法的思路是用一个立方体来封装点云数据，再根据点云的实际情况设置合适的参数对其进行分割，本文设置的参数为0.05，即子立方体的边长均为0.05 cm。在各个子立方体中计算所有点的重心，用此重心来近似表示子立方体中的其他点。采样步骤如下： 1) 确定立方体的边长。子立方体的边长 L = a s / c 3 (1) 参数a是调节子立方体边长的比例因子，s为比例系数，c为子立方体包含的点云数量 2) 正六面体的体积为 V = L X L Y L Z ， L X ， L Y ， L Z 分别为点云在X、Y、Z轴的最大值。 子立方体的点云数量为： C = N / V ，其中N为点云总数 由此可得 L = a s L x L Y L Z / N 3 (2) 然后把点云数据划分为e * f * g个子立方体，e、f、g的值通过取整函数来计算。 3) 根据前面的计算可以求得子立方体的重心，从而实现点云的下采样。 本文采用的两个原始点云数据分别有40，256和40，097个点。首先在VS2010中编译PCL中的VoxelGrid类代码，根据需要修改不同的参数，然后通过生成的可执行文件在CMD中输出体素滤波的结果如图1。经过体素滤波后实验点云数据分别为394和376个点，这对后面提高点云数据的处理速度是很有帮助的。 图1. 体素滤波输出结果 2.2. 点云法向量估计 外业采集的点云数据无法获取点云之间的邻近关系，因此点云处理之前需要建立点云的拓扑结构，其中法向量的估计是不可忽视的。虽然从仪器扫描的深度图像中也可获得法向量，但由于点云噪声、扫描角度的限制，以及图像的不连续等影响，通过这种方式获得的法向量无法满足三维重建的精度要求。为了求点云中一点的法向量，可用该点及其邻域拟合一个曲面，然后用曲面的切平面法线来代替，这就相当于一个最小二乘平面拟合的问题 [ 7 ] 。计算法向量的步骤如下： 1) 首先确定点P的K近邻元素 { p 1 ， p 2 ， p 3 ， ⋯ } ，计算出这些点的重心； 0 = 1 k ∑ i = 1 k p i (3) 2) 计算最小二乘拟合法向量可转换为以下目标函数的最小值 f = ∑ N b h d ‖ ( p i − o ) ⋅ n ‖ (4) 3) 最后，求解上式的最小值即计算协方差矩阵的最小特征值，此特征值所对应的特征向量即为所求。 在PCL中可用以下函数来估计协方差矩阵： Eigen::Mattrix3fcovariance_matrix; Eigen::Vector4fxyz-centroid; Compute3DCentroid(cloud，xyz_centroid); ComputeCovarianceMatrix(cloud，xyz_centriod，convariance_matrix); 2.3. 估计点云PFPH特征 在表示一个点的K邻域的几何特征中，由于许多场景中的特征点数量繁多，这些特征点所拥有的特征值大多数都相同或者相当接近，对这些场景利用法线和曲率来表示点特征，无法满足获取全局的特征信息的要求。快速点特征直方图(FPFH)与点特征直方图(PFH)相比计算复杂度明显降低，但保留了其大部分识别特性 [ 8 ] 。FPFH的计算步骤如下： 1) 计算每个查询点P q 与其邻近点的关系(这里用元组代表查询点与其某个邻域点所对应法线的偏差，用一组角度α、Φ、θ表示)，结果称为SPFH (简化的点特征直方图)； 2) 重新确定每个点的K邻域，P q 的最终直方图由邻近点的SPFH值来求得，公式如下： FPFH ( P q ) = SPFH ( P q ) + 1 k ∑ i = 1 k 1 ω k ⋅ SPFH ( P k ) (5) 2.4. 基于采样一致性的粗配准 对于点云数据的粗配准来说，粗配准时利用所有的点来获得可能的对应点对，计算工作会比较复杂，同时会有一定几率造成局部最优 [ 9 ] 。针对此缺点，运用采样一致性方法会有一定的改进。不同于必须知道有限个对应关系的组合，该方法只需要维持相同的对应关系的几何关系。算法过程如下： 1) 从源点集P中选取m个样本点，并且保证它们的配对距离小于预先设定的最小阈值d min 在目标点集Q中找到与P中样本点的快速点特征直方图相似的点，在找到的这些点中随机选取一些点，这些随机选取点与样本点形成一一对应的关系。 2) 在目标点集Q中找到与P中样本点的快速点特征直方图相似的点，在找到的这些点中随机选取一些点，这些随机选取点与样本点形成一一对应的关系。 3) 计算对应点的刚体变换矩阵，这时通过将变换矩阵的误差与预先设定的用来衡量误差的阈值进行比较，以此来确定该矩阵是否为最佳变换。
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user: 3. ICP配准 粗配准让待配准的两片点云位姿尽可能的靠近，可减少待配准点云平移和旋转误差。但还需要ICP算法将两片点云的重合部分进行整合，从而实现精细配准。ICP算法首先根据最邻近的搜索从两待配准点云中建立相对应的点集P与Q，其中对应点对的个数为n。然后计算所有对应点的欧式距离的平方的平均值，通过不断迭代使这个平均值最小，平均值最小后就认为完成了配准 [ 10 ] 。ICP算法的基本思想是： 1) 在待配准点云P选取点集p i 点，然后在点云Q中找到相对应的邻近点云，要求 ‖ p i − q i ‖ = min ； 2) 给定误差函数 E ( R ， t ) = 1 n ∑ i = 1 n ‖ q i − ( R p i + t ) ‖ 2 (6) 其中R为旋转变换矩阵，t为平移向量。目标是找到合适的R和t值，使误差函数最小。 3) 对源点云数据集进行更新 p ′ i = R p i + t ，R与t为上步所得的矩阵与向量。 4) 计算新的变换点集 p ′ 与q i 的平均距离d d = 1 n ∑ i = 1 n ‖ p ′ i − q i ‖ 2 (7) 5) 给定阈值，若平均距离d小于阈值，则迭代结束，否则继续迭代直到满足收敛。
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user: 4. 实验结果与分析 实验采用的点云数据为斯坦福bunny数据。实验流程如图2。选取bun000为源点云，bun045为目标点云，原始点云如图3所示，图4为采用传统ICP算法的配准结果。接下来采用改进的ICP配准方法。在实验中参数设置为：最大迭代次数为50次，两次变换矩阵的差值为10 −8 ，均方误差为0.1。从图4和图5的对比来看，改进算法在精配准前对点云的初始位姿进行了优化，获得了更好的配准效果。表1为本文算法与传统ICP算法的比较，从表中数据可知，改进算法从精度和效率上都比传统ICP算法有了一定的提高。 图2. 实验算法流程 图3. 原始点云 图4. 传统ICP算法配准结果 Table 1 Comparison between improved algorithm and traditional ICP algorith 改进算法 传统ICP算法 点云数据 配准误差 1.68 × 10 −6 2.36 × 10 −5 bun000:40256 时间 26.3 57.5 bun045:40097 表1. 改进算法与传统ICP算法的对比 图5. 改进算法配准结果
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user: 5. 结论 本文在传统的ICP算法的基础上进行了改进，将基于FPFH的采样一致性初始配准方法与ICP配准方法相结合，并通过PCL库加以实现，编程环境为VS2010。从实验的结果来看，本文的方法比传统ICP方法效果更好，精度和效率都更高。但是这种方法也有不足的地方，本文的方法只是让ICP算法有了一个比较好的初始位置，而在精配准算法方面沿用了ICP的传统算法，没有利用有效的方法去除错误点对，这对配准精度有一定的影响。因此在今后的研究中，找到合适的方法去除错误点对并进一步改进ICP算法是努力的方向。
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user: 摘 要 本文立于教育学视角，运用文献资料法和逻辑分析法，对《勤奋体育月报》4卷46期有关小学体育文稿的内容进行梳理和分析，研究认为《勤奋体育月报》主要探讨了小学体育不发达的原因，论述了小学体育目标调整的背景，探索了整体推进小学体育工作的路径，阐述了教师素养、能力和工作内容，介绍了小学体育课教学内容选择与方法运用，研究了课外活动的组织与实施，推介了小学生体格检查与体育成绩考查的方法等内容；并且认为科学性、时代性、民族性和有效性是小学体育教育教学改革应遵循的原则。 关键词 :勤奋体育月报，小学体育，内容透析 Copyright © 2018 by author and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 体育之不兴则国民之体弱，民弱则国弱。进入民国，中小学体育是整个国民体育的基础，已成为国人的共识。被《申报》盛赞为“中国首创体育月报，当今体育界一盏光芒四射之明灯”的《勤奋体育月报》深感推广、普及和提高中小学体育之责，设专栏、出专号强调小学体育的重要性、揭示中小学体育不兴之原因、阐述教师职业能力、介绍教学经验与方法等，产生了非常大的影响力。《勤奋体育月报》推介小学体育不仅是历史的回忆和再现，更重要的是为当下不断深化中小学体育改革提供了有益的经验教训。
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user: 2. 《勤奋体育月报》的办刊宗旨与版面特点 《勤奋体育月报》由马崇淦私人创办，创刊于1933年10月10日(旧中国第五届全国运动会开幕之日)，1937年7月由于受到抗日战争的全面爆发被迫终刊，共历时三年零十个月，总计出版4卷46期。 《勤奋体育月报》创办者及编者认为，“强邻压境，国难临头，我中华国家民族生命生死存亡关头，舍全国国民团结精神，集中力量，加紧体魂训练，用铁血和肉弹冲破此重重死线，恐将无其他出路” [ 1 ] 。“强临侵食，国难临头，复兴方法，万绪千端，但是提倡体育，实为要图” [ 2 ] 。“刊物是站在时代的前头，报纸是民众的喉舌，应当尽其指导宣传的责任。”所以《勤奋体育月报》以“提倡体育，复兴中国”为办刊宗旨；以“为民族复兴的体育与为平民大众化的体育”为办刊的方针及使命，以期达到“前者以养成疆场战士，报国健儿，拿体育军事化为出路，后者以农村的及社会体育为中心”目的；以“现代世界的体育思潮，体育上的法令制度，各级学校的体育设施，小学体育教材的选配，体育活动的纪载，以及海内外体育学术的介绍。”为主要内容 [ 1 ] 。 《勤奋体育月报》秉承办刊宗旨和使命设置栏目，并因势调整。创刊时设置了“勤奋体育画报”“勤奋体育评坛”“言论”“教材”“体育消息”等栏目，后来不断增设和调整，且越来越细化。细析之，《勤奋体育月报》栏目可分为常设、短期、不定期三类，所谓常设栏目是指开辟后至停刊一直存在的栏目，主要有“勤奋体育画报”、“勤奋体育评坛”、“言论”、“教材”、“一月来之体育行政”、“一月来之体育比赛”、“一月来之体育人事”、“一月来之海外体育”、“读者园地”(第一卷第五期始)、“体育家与运动家”(从第二卷第一期始)等栏目。短期栏目是指开辟后在短期内一直连续设置的栏目，如“教育部体育班同学会消息”(从第一卷第四期起增设至第三卷第一期)。不定期栏目是指不是每期连续设置的栏目，如“国术”“世界体育瞻望台”“调查与史料”、“特约通讯”、“特载”“训练”“规则”。“勤奋体育画报”主要是登载一月内国内外体育比赛、体育人物、体育场馆的图片；“勤奋体育评坛”主要是刊载编辑的评论性文章；“言论”主要是发表名人、专家的著述；“体育教材”主要是介绍辅助教学所用的教学材料；“一月来之体育行政”主要是刊载期刊出版时一月内的政府领导人讲话、体育政策、体育会议等；“一月来之体育比赛”主要是介绍期刊出版时一月内的国内比赛信息；“一月来之体育人事”主要是介绍期刊出版时一月内的体育界人士社会活动的信息；“一月来之海外体育”主要是介绍国内体育竞赛的信息；“读者园地”主要是刊登读者来稿；“体育家与运动家”主要是介绍体育界的专家和优秀运动健将。 发行“专号”是《勤奋体育月报》区别于当时同类期刊最大的特点，也是其亮点。所谓“专号”就是《勤奋体育月报》的某期围绕一个专题向读者集中刊载、报道、介绍与专题相关的信息与论说，让读者系统化、多视角地深度了解和掌握专题的讯息。在《勤奋体育月报》4卷46期中，共发行了“全国运动大会特大号” (第一卷第二期)、“小学体育专号上册” (第一卷第三期)、“小学体育专号下册” (第一卷第四期)、“第十届远东运动会专号上册” (第一卷第八期)、“中学体育专号” (第一卷第五期)、“第十届远东运动会专号下册” (第一卷第九期)、“第十八届华北运动会专号上册” (第二卷第二期)、“足球专辑” (第二卷第五期)、“第六届全国运动大会专号” (第三卷第二期)、“第十一届世界运动大会特号” (第三卷第十二期)。 总之，《勤奋体育月报》发刊尽管仅三年零十个月，但是该刊在强邻压境、国难临头的时刻，传播国内体育思潮、呼吁政府重视和改进体育、警醒和引导民众践行体育、介绍国内外体育教材与方法、及时发布国内外体育信息等，有力地推动了体育的普及和发展。正如时任教育部长王世杰对其评价说：“斯诚吾国体育改进事业上之一大助力” [ 3 ] 。
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user: 4. 《勤奋体育月报》小学体育载文的内容评析与当下启示 透过上述文稿内容，基于教育学视角发现，刊文作者提倡小学体育教育的科学性、时代性、民族性和有效性。 其一，刊载的小学体育类文稿无论是立论还是教育教学方法探索恒以儿童的本性、心理与生理特征为据，将学理性的说明置于首要地位，凸现了文稿作者非常强调教育的科学性。如在论及小学体育教师教学时，有作者说道：“然教师不能利用儿童之个性，横施压制，要儿童坐就坐，立就立，不管儿童欢迎不欢迎，违反儿童的天性，毫不顾及儿童的兴趣，不独寻常儿童奄奄无生气，即具有天才的，也要埋没殆尽” [ 8 ] 。在谈到课外活动教学内容选取时，有作者写道：“须依各人的需要而决定，必须以生理、解剖为基础而采择” [ 36 ] 。在谈及厘定小学体育课程标准时，有作者说到：“其着手点当按国内各地之风俗、人情、气候，及儿童身心发育之秩序定之” [ 37 ] 。分析小学体育课教学目标时，有作者分析道：“人们的身体构造非常复杂，内有五脏六腑，外有五官四肢，各有各的功能，并且都连带的关系，假若有一个机关不健全，那么全身的健康，都要因此而破坏了” [ 38 ] 。“小学的体育教育，应该拿切合于儿童底生理与心理的动作或活动，来助长儿童底的生理与心理的合宜发展，使得儿童的身心发育健全” [ 39 ] 等等，处处皆是，不一而足。按教育对象的天性及心理和生理特征进行教学无疑是教育的进步。但如果将人的心理与生理特征视为像造物一样作为改造人的工具，那么教育的科学性必然异化。因为教育是人类社会特有的、有意识、有目的以“人”自身为直接对象和以“人的发展”为目的本身的社会实践活动 [ 40 ] ，文稿作者尽管追求教育教学的科学性，但是这种科学性的追求是为了更好地将人当作物来改造，改造成为他们需要的人，而不是基于人自身全面自由发展的需要而去培育人。 其二，刊载的文稿论述了因国家形势变迁而调整小学体育目标，强调了小学体育教育的时代性。教育目标是根据国家、社会需求和人的全面自由发展而制定的，因其导向性和引领性在教育中具有极其重要的地位。正因为教育目标调整和修订关系到教育的稳定性，所以教育目标往往不轻易变动，但并不是一成不变的。九•一八事变发生，日本侵略中国的狼子野心昭然若揭，陈奎生认为：“第二次世界大战何时开始，虽不能预计精确，但日本辱我的国仇，则不能不报复，将来中日之大战，料是万不能免的。战争要有种种的准备，而国民体格，却是准备当中的最重要最基本者” [ 41 ] 。吴澂论述说“处强邻压之下，还不知奋发图存，而误信非战公约为金科玉律，因之自来所抱体育目的，老老实实以健康教育等为最终之目标，一成不变，殊不知今也时过境迁” [ 11 ] 。也就是说，国家、社会需求发生变动，国家和社会需要捍卫民族独立和领土完整的驰骋疆场的勇敢战士，日本侵略改变了人的全面自由发展的环境，亡国奴必然不可能真正实现人的全面自由发展，因此，小学体育教育目标制定的根基发生了变动，教育目标的调整与修订也就是应然之事了。 其三，刊载的文稿阐述了教学内容的选取和教学方法的运用须立足学生特点和中国国情，体现了文稿作者追求小学体育教育的民族性和有效性的思想。教育有效性是教育本身努力的方向和永恒话题，然而教育总是在一定的主客观环境中进行的，教育有效性受到主客观条件的制约。教育者在学校教育中起主导作用，这就要求教育者发挥主观能动性克服主客观条件的制约，充分利用现有资源尽最大努力提高学校教育有效性。国民政府时期经济落后，小学体育经费不多，小学体育教师薪水低，教学场地设备缺乏且简陋，尤其在乡村小学。在社会环境方面，民气消沉懦怯，轻视体育。在这样的主客观环境下，文稿作者们围绕小学体育教育有效性这个主题，发挥主观能动性，探索提高有效性的路径，在刊载的100多篇文稿中论述和介绍适合学生特点和中国国情的教学内容和教学方法之类的文稿占绝大多数，就是明证。同时也看到，刊文作者非常重视小学体育教育的民族性，认为小学体育教育的民族性就是要在小学体育教育中输入民族精神，运用民族固有的教学材料，民族性可以提高有效性。所以在“教材”栏目中刊载的游戏教学材料中随处可觅乡土性、民族性，这些游戏教材不仅因地取材，因陋就简，而且因势就教，如《小学爱国游戏教材》将开发的十个游戏命名为“毋忘国耻”、“雪洗国耻”、“打倒日本”、“抵制日货”、“寻刺植田”、“搜查汉奸”、“倭兵登陆”、“沪民避难”、“四将抗日”、“誓守国土” [ 12 ] 。
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user: 5. 结束语 日寇入侵，民族危机日阽。《勤奋体育月报》感于救亡图存的使命，立于时代的前头，发挥喉舌之功能，刊文疾呼：体育实为救国之要图，小学体育则为体育之基础。本文不以传播学为视角而基于教育学视角透视小学体育类刊文，力图感受编辑和刊文作者体育救国的心绪和思想内涵。小学体育教育教学坚持科学性、时代性、民族性和有效性既是刊文告诉我们的历史经验也是对当下小学体育工作者的现实启示。
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user: 摘 要 本文采用微波提取法从肉桂中提取肉桂醛浸膏，并以HPLC法测定所得到的浸膏中肉桂醛含量。在微波处理保持85℃恒温基础上，通过L 9 (3 3 )正交试验，考察了乙醇浓度、作用时间、和微波功率三个因素对提取效果的影响。优选肉桂醛在微波作用条件下的最佳提取工艺，并考察提取肉桂醛的效果。研究结果表明，微波作用对于从肉桂中提取肉桂醛具有较高的效率。采用这种提取方法，微波功率为主要影响因素，然后是作用时间，最后是乙醇浓度。最佳的提取工艺是提取溶剂为95%乙醇、微波作用时间为40 min、微波功率为600 W。 关键词 :肉桂，肉桂醛，微波提取，正交试验，HPLC Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 肉桂醛是国标(GB2076-2011)允许使用的食品香料，同时具有杀菌、消毒和防腐作用，特别是对真菌具有显著效果。此外，肉桂醛在抗溃疡、加强胃、肠道运动方面也具有一定的疗效，并且能够促进脂肪分解、促进脂肪合成和加强胰岛素替换葡萄糖的性能，对防治糖尿病、抗病毒等都具有一定的功效。同时，能够抵抗流感病毒、抑制肿瘤的发生和诱变，以及在抗辐射、扩张血管和降低血压等方面都具有一定的作用 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] 。 肉桂醛，可从相关植物中提取，也可用人工合成。不管是植物提取，还是人工合成，所获得的产物都是反式结构，而目前常用的肉桂醛也是反式结构(见图1)。 图1. 肉桂醛的分子结构 陈鸿等使用索氏提取法提取了5种常见樟属植物的精油，发现从樟树、猴樟、大叶桂、阴香及肉桂这5种植物中提取肉桂醛，其平均出油率仅有0.32% [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] 。目前植物精油的提取主要采用索氏提取法和超声波提取法，分离则采用水蒸气蒸馏分离法。 在参考文献 [ 8 ] [ 9 ] 的基础上，本实验使用XH-300UL电脑微波超声波紫外光组合催化合成仪，采用微波提取法从肉桂中分离提取肉桂醛。通过L 16 (3 3 )正交试验，优选肉桂醛的最佳提取工艺。
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user: 2. 微波提取肉桂醛实验 2.1. 实验材料 北京同仁堂购置的优质肉桂。 2.2. 主要实验仪器 XH-300UL电脑微波超声波紫外光组合催化合成仪(北京祥鹄科技发展有限公司)、电子天平、固体粉碎机及实验玻璃仪器。 2.3. 主要化学试剂 95%乙醇、75%乙醇、55%乙醇、甲醇、乙腈、蒸馏水等，所用试剂均为分析纯(AR)。
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user: 3. 提取方法与结果 3.1. 生物材料的处理 取适量的肉桂，用固体粉碎机碾成粉末，分装于自封袋中备用。 3.2. 肉桂中肉桂醛提取的正交试验 3.2.1. 实验步骤 本实验考察了提取溶剂乙醇的浓度(A)、反应时间(B)和微波功率(C)三个因素在三个水平上对肉桂中肉桂醛提取效果的影响。具体实验操作为：称取肉桂粉50 g于500 ml的异形三口瓶中，加入相应浓度的乙醇200 ml，搅拌均匀后，然后在XH-300UL电脑微波超声波紫外光组合催化合成仪中反应，反应结束后，反应混合液过滤，除去滤渣。滤液除溶剂，得浸膏。然后用定量的色谱甲醇溶解，并用高效液相色谱分析(外标法)。 3.2.2. 色谱条件 色谱分析柱：迪马C18 (250 × 4.6 mm， 5 μm)；流动相：乙腈–水，紫外检测波长：291 nm；流速：1 mL/min；柱温为30℃，采集时间为20 min。 3.2.3. 标准样品 反式肉桂醛CAS：104-55-2，购于：北京北纳创联生物技术研究院。 3.2.4. 标准曲线的制备 精密称取肉桂醛对照品10 mg，加甲醇100 ml定容，制成0.02 mg/ml的对照品备用。精密量取对照品溶液25 ml，用甲醇定容到50 ml得1号对照品，从1号对照品溶液中精密量取25 ml，甲醇定容到50 ml得2号对照品；同理得3、4、5号对照品溶液。摇匀后分别进样20 ul，按上述色谱条件，测定，以浓度为横坐X，峰面积为纵坐标Y绘制标准曲线，得线性回归方程Y = 0.43007X，相关系数R = 0.99668 (n = 5)。标准曲线如图2。 图2. 肉桂醛标准曲线 3.2.5. 正交试验 按照正交表进行。因素水平表见表1，正交试验结果表见表2。 Table 1 Factors level for extraction of cinnamaldehyde from cinnamo 水平 因素 A (%) B (min) C 1 95 40 600 2 75 30 450 3 55 20 300 表1. 肉桂中肉桂醛提取的因素水平表 Table 2 Orthogonal test results of cinnamaldehyde extracted from cinnamo 正交试验编号 因素 评价指标 A B C 浸膏重量(g) 浸膏得率(%) 浸膏得分 肉桂醛含量(%) 含量得分 总评分 1 1 1 1 8.62 17.24 27.51 0.3283 70.00 97.51 2 1 2 2 8.55 17.10 27.29 0.1278 27.25 54.54 3 1 3 3 9.01 18.02 28.76 0.0737 15.71 44.47 4 2 1 2 9.29 18.58 29.65 0.1215 25.91 55.56 5 2 2 3 9.4 18.80 30.00 0.0219 4.67 34.67 6 2 3 1 8.33 16.66 26.59 0.1244 26.52 53.11 7 3 1 3 7.06 14.12 22.53 0.1464 31.22 53.75 8 3 2 1 6.71 13.42 21.41 0.2270 48.40 69.82 9 3 3 2 5.5 11.00 17.55 0.1494 31.86 49.41 K1 65.51 68.94 73.48 K2 47.78 53.01 53.17 K3 57.66 48.99 44.30 R 17.73 19.95 29.18 表2. 肉桂中肉桂醛提取的正交试验结果 注：上表中浸膏得分和含量得分都分别乘上100。 以乙醇为提取溶剂，从肉桂中提取到的药液，用减压抽滤得到滤液，将滤液用旋转蒸发仪回收溶剂，浓缩至适量的药液，倒入干燥至恒重的蒸发皿中，置水浴锅上除掉溶剂后，放冷，称量并记录数据。得到的每份浸膏重占每份原药材总重的百分率即为浸膏得率。公式为：浸膏得率 = (每份浸膏重/每份肉桂粉重) × 100%。 3.2.6. 肉桂中提取肉桂醛的评分 在从肉桂中提取肉桂醛的工艺优选中，对正交试验中的2个评价指标采用综合评分法进行数据分析。浸膏内除了含有肉桂醛外，还含有其它多种有一定药理作用的化学成分，但以肉桂醛的药效作用研究最为明确可靠。因此本实验设定肉桂的浸膏得率和肉桂醛含量2个评价指标，并评估了两个指标对于本文的重要性。拟设定它们的权重系数分别为0.3和0.7。 得分 = [权系数 × 得率(含量)] ÷ 得率(含量)的最大值(上表中浸膏得率最大值 = 18.80%；含量最大值 = 0.3283%) 综合评分 = 浸膏得分 + 含量得分 极差R表明：实验影响因素C > B > A，即：最大影响因素是微波功率，反应时间次之，乙醇浓度影响因素最小。 K值表明：最优条件是A1B1C1，即乙醇浓度95%，反应时间40 min，微波功率600 W。 试验结果：由以上正交试验结果表可以得到影响肉桂醛提取得到浸膏和从肉桂中提取得到的肉桂醛含量的综合评分大小的因素间关系为：C > B > A，最优组合为：A1B1C1。由此可知，微波功率对肉桂醛提取评分的大小有显著影响，其次是提取时间对提取结果的影响较大，提取溶剂乙醇浓度对提取评分的影响较小，用直观分析的方法根据影响的主次因素得出肉桂醛的最佳的提取工艺为：A1B1C1，为正交试验1号，即95%乙醇为提取溶剂、提取时间为40 min，提取功率为600 W。
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user: 4. 讨论 肉桂提取物的浸膏中成分复杂，从高效液相色谱图看，至少有20多种成分，除了一些大分子化合物如蛋白质、糖等外，小分子化合物的主要成分是肉桂醛和肉桂酸。肉桂来源不同，其肉桂醛的含量差别较大。本文所采用的是北京同仁堂的肉桂。根据实验分析获得以下结果： 1) 本文所用的肉桂含量不低于在0.3%。 2) 微波功率提取肉桂醛是非常有效的方法，且微波功率大小是影响提取产率最大的因素，提取时间次之，而乙醇浓度也有一定的影响但影响因素较小。 3) 根据现有实验设计的正交试验结果表明：95%乙醇为溶剂、时间为40 min、微波功率为600 W时，达到最优的提取效果。但由于实验设计的原因，上述所谓最优的效果，仅是目前实验条件下的最优值，可以考虑加宽实验条件，特别是上限值域，如提高微波功率和增加提取时间，以求更加合理的最优实验条件。 4) 乙醇浓度和微波功率降低的情况下，杂质含量也随之增加。因此，提取肉桂醛需要保持较高的微波功率和95%以上的乙醇浓度才能获得较高的肉桂醛得率。
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user: 摘 要 设计两步法，采用石墨烯量子点作为自组装媒介，并以异丙醇作为分散剂制备Al/CuO亚稳态分子间复合物。在有机体系中所制备的复合物其放热量明显高于在水体系中制备的对应样品，其原因来自于Al与CuO纳米颗粒通过有机体系自组装获得的更多的组分间接触面积。进一步地，通过使用乙酸对Al纳米颗粒外侧Al 2 O 3 氧化层进行刻蚀，复合物的反应放热量与瞬时热流率得到提高。 关键词 :石墨烯量子点，亚稳态分子间复合物，放热性能 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 亚稳态分子间复合物(metastable intermolecular composites， MICs)是一种由纳米尺度的还原剂(一般为Al、Mg、Ti等金属元素)与氧化剂(一般为金属氧化物)颗粒均匀混合而成的复合含能材料，并因其具有较高的能量密度与较快的放热速率而在军工或民用领域广受关注 [ 1 ] 。迄今为止，对MICs的研究多集中于通过设计新颖的制备方法针对复合材料的形貌结构进行优化，进而对其放热性能进行改进 [ 2 ] [ 3 ] 。经过优化改性的MICs在放热量上显示出明显提升，但其反应放热速率通常较为缓慢，因而难以适用于诸如原位焊接等对需要复合材料快速释放大量热量的应用领域 [ 4 ] 。针对此问题，静电自组装 [ 5 ] 、热蒸镀 [ 6 ] 以及3D结构模版构建法 [ 7 ] 被开发应用，通过实现复合物组分间最大程度的接触，从而提升材料的反应放热速率。然而，由于上述制备过程通常需要借助特殊的设备或方法，难以适应批量化生产的要求，因此距离实际应用仍有较大距离。因此设计开发一种简捷高效并可以实现亚稳态分子间复合物高放热量与快放热速率的制备方法是该领域的研究热点之一。 石墨烯是一种具有良好的导热性与导电性，并具有较高比表面积的二维材料。氧化石墨烯作为其衍生物在具有石墨烯的性质的同时，亦具有丰富的含氧官能团，并可以借此与金属或金属氧化物纳米颗粒表面形成静电或化学作用力，因此可用来组装MICs [ 8 ] 。通过氧化石墨烯经历“光-费顿反应”而制备的石墨烯量子点(graphene quantum dots， GQDs)在具有上述性质的同时，其尺寸(约为10 nm)更匹配于纳米颗粒 [ 9 ] ，因而被证明可用于制备MICs，并且在水体系中所制备MICs较之于相同条件下物理共混产物，放热量与放热速度得到明显提升 [ 10 ] 。然而，受限于在水体系中，Al纳米颗粒存在的团聚现象与其表面氧化层的不断生成，所制备的MICs放热速率较为平缓，反应放热量也有待改善。 因此，本文设计两步法通过引入异丙醇作为有机体系，通过GQDs作为媒介自组装制备Al/GQDs/CuO MICs。所制备的MICs反应放热量与水体系制备的复合物相比有显著提升，并通过在有机体系中使用乙酸(acetic acid， HAc)对Al纳米颗粒表面进行刻蚀，复合材料的反应放热速率得到进一步提升。
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user: 2. 实验 2.1. 材料制备 MICs的自组装制备过程如图1所示。首先，将19.3 mg CuO纳米颗粒通过超声分散在150 mL去离子水中得到其水分散液；将与CuO纳米颗粒质量比为1:90的GQDs加入到CuO纳米颗粒分散液中，充分搅拌1 h，蒸发去除其水分并收集产物，得到CuO/GQDs复合物。 之后，将所制备的CuO/GQDs复合物与6.2 mg Al纳米颗粒分别分散在100 mL异丙醇中。随后将CuO/GQDs复合物的分散液逐滴加入到处于搅拌状态下的Al纳米颗粒异丙醇分散液中，充分搅拌共混1 h后，抽滤并干燥收集样品，得到Al/GQDs/CuO MICs (三者质量比为20:1:90)。 图1. MICs的自组装过程示意图 对Al纳米颗粒表面Al 2 O 3 氧化层的刻蚀步骤在氮气保护下于异丙醇中进行。HAc的使用量依据反应式 Al 2 O 3 + 6HAc → 2Al ( HAc ) 3 + 3H 2 O 的化学计量比，并定义等值比(equivalence ratio) x = (HAc/Al 2 O 3 ) actual /(HAc/Al 2 O 3 ) stoichiometric ，其中x的值为1.0时表示所用HAc的量满足理论上反应掉Al纳米颗粒中所含Al 2 O 3 的需求量。x的值为0.5~2.5，代表HAc的用量由少量至过量呈现梯度变化。经HAc刻蚀后的Al纳米颗粒依照上述第二步制备复合材料，产物记作Al x /GQDs/CuOMICs。 2.2. 结构与性能表征 Al/GQDs/CuO MICs的微观结构采用德国蔡司Ultra 55扫描电子显微镜与日本JEOL JEM-2100F透射电子显微镜进行观测；采用英国马尔文NanoZS90 Zeta电位测试仪测量纳米颗粒及复合物表面电荷状态；MICs中组分间界面的X射线光电子谱采用日本岛津Krotos AXIS-Ultra DLD进行采集；采用布鲁克海文NanoBrook Omni动态光散射仪观测纳米颗粒在不同分散剂中的分散状态；采用德国耐驰STA 449 F 3 Jupiter差示扫描量热仪在高纯氩气气氛下对MICs的热性能进行表征，测试温度区间为25˚C~1000˚C，升温速率为10˚C∙min −1 。
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user: 3. 结果与讨论 3.1. Al/GQDs/CuO MICs的形貌与化学组成分析 Al/GQDs/CuO MICs的两步法自组装制备过程首先在水体系中制备得到CuO/GQDs复合物，其微观形貌如图2(a)~(c)所示。可见CuO纳米颗粒的平均粒径为40~60 nm，呈现均匀分散形貌，并且其透射电子显微镜照片(图2(b))显示，直径约为5 nm的GQDs附着在CuO纳米颗粒表面。高分辨透射电子显微照片(high-resolution TEM， HRTEM)采集到复合材料的两种晶格条纹(图2(c))，其宽度为2.12 Å与2.76 Å，分别对应GQDs的(100)晶面与CuO的(110)晶面，证实CuO/GQDs复合物的形成。随后，将CuO/GQDs复合物于Al纳米颗粒在异丙醇中进行MICs的自组装，其产物Al/GQDs/CuO MICs的形貌如图2(d)~(f)所示。由图2(d)材料的扫描电子显微照片可知，CuO/GQDs复合物均匀的环绕在平均直径为80 nm的Al纳米颗粒周围，并且Al纳米颗粒亦表现为均匀分散，并且，通过高倍视野下的显微照片可进一步发现，CuO与Al纳米颗粒间紧密接触呈现较好的自组装形貌。图2(e)和图2(f)的透射电子显微照片进一步显示，GQDs出现在Al与CuO纳米颗粒的中间，证实其作为自组装媒介，将两种纳米颗粒紧密连接，增大了二者的接触面积。 图2. CuO/GQDs复合物的(a) SEM、(b) TEM与(c) HRTEM图；Al/GQDs/CuO MICs的(d) SEM、(e) TEM与(f) HRTEM图 通过Zeta电位与X射线光电子谱对GQDs与Al或CuO纳米颗粒间的具体作用进行研究。如表1中不同组分在不同分散剂中的Zeta电位测试结果所示，CuO纳米颗粒与GQDs在水中分别带正电与负电，因此静电作用力作为初始驱动力促进GQDs与CuO进行组装。进一步地，Al纳米颗粒与CuO/GQDs复合物在异丙醇中表面所带电荷相反，因此静电作用力同样驱使CuO/GQDs复合物与Al纳米颗粒进行自组装。而组分间的化学作用力则通过X射线光电子谱进行进一步研究。如图3(a)所示，Al/GQDs/CuO MICs的C 1s图谱中出现的四个分别位于284.7 eV、286.0 eV、287.8 eV与288.7 eV的信号峰，分别归属于复合物中C=C/C–C、C-O-Al、C=O与COOH基团 [ 9 ] 。同时，对Al/GQDs/CuO MICs的O 1s图谱进行拟合得到五个位于530.7 eV、531.6 eV、532.6 eV、529.7 eV与531.5 eV的信号峰，其分别为O=C、Al-O-C、C-O-C、O-Cu与O-Al [ 11 ] 。通过对比发现，GQDs所带的羟基(−OH)与Al纳米颗粒表面的Al-O键形成Al-O-C共价键，而并未与CuO纳米颗粒形成任何化学作用力，因此可以证实：GQDs与CuO之间通过静电作用力结合，而与Al纳米颗粒之间在静电作用力的基础上进一步形成共价键，加固了复合物间的界面接触。 Table 1 Zeta potential of counterparts in different dispersan Counterparts Dispersant Zeta potential/mV GQDs Water (Neutral) −25.9 CuO NPs 13.6 CuO/GQDs −15.3 CuO/GQDs Isopropanol −25.2 Al NPs 24.2 表1. 不同组分在不同分散剂中的Zeta电位 图3. Al/GQDs/CuO MICs (质量比20:1:90)的(a) C 1s与(b) O 1sX射线光电子谱图 3.2. Al/GQDs/CuO MIC的放热性能分析 通过差示扫描量热法(differential scanning calorimetry， DSC)对所制备MICs的放热性能进行研究。如图4所示，Al/GQDs/CuO MICs (Al:GQDs:CuO质量比20:1:90)的DSC曲线在600˚C附近显示为单峰放热，表明Al与CuO之间发生放热反应，反应总放热量为1942.1 Jg −1 。这一数值接近在水体系中所制备对应MICs放热量的二倍(1054 Jg −1 ) [ 10 ] 。其原因应归结于在异丙醇中，Al纳米颗粒分散性的提高而使得其表面可用来与GQDs进行自组装的作用位点增多，促进了Al与CuO纳米颗粒二者均匀紧密的接触。但是，Al/GQDs/CuO MICs的峰值瞬时热流率仍较低，意味着Al与CuO的反应速率较为平缓。由于在Al纳米颗粒的燃烧反应机理中，其内部活性Al原子与外侧金属氧化物分解释放的气态氧透过Al 2 O 3 钝化层进行的扩散过程是决定其反应引发快慢的决速步骤，因此对Al纳米颗粒外层Al 2 O 3 氧化层进行处理，促进物质传递，从而进一步提升反应速率。 通过HAc对Al纳米颗粒进行刻蚀，并制备的系列Al x /GQDs/CuO MICs (x = 0.5~2.5， x = 0表示未经HAc处理的Al纳米颗粒)，其放热曲线如图5(a)所示。可见，当x的值为1.0~2.5，即HAc的使用量大于等于化学计量比需求量时，MICs的DSC曲线较之x为0或0.5时更为尖锐，并且呈现仅在600˚C附近(Al熔点之前)出现一个反应放热峰，说明MICs中Al与CuO纳米颗粒均在固态情况下进行反应，铝热反应 图4. Al/GQDs/CuO MICs (质量比20:1:90)的DSC曲线 图5. (a) Al x /GQDs/CuO MICs的DSC曲线；(b) 反应放热量与峰值热流变化趋势图 以“固–固反应”的形式进行。如图5(b)所示，随着HAc使用量的提高，Al x /GQDs/CuO MICs的放热量与峰值瞬时热流皆显示出上升的趋势，而在x = 1.5时达到峰值，Al 1.5 /GQDs/CuO MICs的反应总放热量与峰值瞬时热流分别为2203 Jg −1 与53.3 mW∙mg −1 。这一现象说明，随着HAc加入，MICs的反应总放热量与反应放热速度都得到明显改善，而其原因应归结为通过HAc对Al纳米颗粒表层Al 2 O 3 钝化层进行处理，使得Al纳米颗粒内部的活性Al原子与外侧来自于金属氧化物分解产生的游离氧以较低的传质阻力透过氧化层进行扩散，促进了放热反应的引发与进行。这一推测通过对HAc处理后的Al纳米颗粒形貌进行观测得到进一步地印证。如图6所示，经过HAc处理后的Al纳米颗粒表面出现诸多缺陷与孔洞，而通过这些氧化层上较为薄弱的位点，活性Al原子与CuO分解释放的游离氧在一定温度下可以较为快速地透过氧化层进行扩散，从而促进了反应的快速引发，同时也提高了Al纳米颗粒的活性组分占比，从而综合提升了材料的反应放热量与反应放热速率。同时，过多的HAc会对活性Al内核进行腐蚀，这也造成了在HAc用量过多时(x的值为2.0与2.5)，MICs反应放热量与瞬时峰值热流会呈现下降趋势。 图6. HAc刻蚀后的Al纳米颗粒的透射电子显微照片
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user: 4. 结论 本文设计GQDs引导的两步法自组装制备Al/GQDs/CuO MICs。GQDs与纳米颗粒之间通过静电作用力或以形成共价键的方式进行连结，促进Al与CuO纳米颗粒二者间的相互接触。同时，在有机体系中自组装制备的Al/GQDs/CuO MICs反应放热量较之于在水体系中制备的对应材料有显著提升，其原因归结于在异丙醇中Al纳米颗粒所具有的更好的分散性，从而实现的更为紧密的自组装形貌。此外，通过对Al纳米颗粒表面氧化层进行刻蚀，MICs的反应放热量与放热速率得到进一步提高。综合考虑制备方法的简捷高效性与所制备MICs良好的放热性能，GQDs引导的自组装制备方法有望实现高性能MICs在实际领域的应用。
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user: 摘 要 新维煤矿8#煤层平均厚3.72 m，距7#煤层平均间距6.31 m，属于自燃发火煤层，近距离煤层群赋存条件下区域漏风复杂，工作面层间漏风严重，对防火工作极为不利。本文以8102工作面为例，使用沿空切顶留巷技术，通过强化支护质量，保证切顶留巷质量，满足后续工作面正常使用，同时完善支护及切顶参数，为新维煤矿工作面沿空切顶留巷留下一套成熟的技术体系。 关键词 :近距离煤层群，沿空切顶留巷，强化支护，切顶参数，技术体系 Copyright © 2019 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 自2008年，何满潮院士提出“切顶短臂梁”理论 [ 1 ] ，利用顶板预裂切缝和矿山压力，在采空区侧定向切顶，切断部分顶板的矿山压力传递，利用高预应力NPR锚索对巷道顶板进行控制，保证采动影响区沿空巷道的围岩稳定，利用顶板岩层压力 [ 2 ] ，利用顶板部分岩体，实现自动成巷和无煤柱开采，消除或减少事故灾害的发生，形成切顶卸压自成巷无煤柱开采技术，并于2010年在川煤集团白皎煤矿244工作面成功应用 [ 3 ] 。同时提出了切顶卸压自成巷开采工艺，实现了长壁开采110工法，即回采一个工作面，只需掘进一个顺槽巷道，另一个顺槽巷道自动形成，取消区段煤柱，实现了无煤柱开采，开始了我国第三次矿业技术变革探索 [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] ，沿空切顶留巷即无煤柱自成巷110工法在我国大部分矿井开始推广应用，部分煤炭企业此项技术应用已经趋于成熟 [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] 。 新维煤矿主采8#煤层是含煤段最底部的可采煤层，分布全区，为本井田厚度最大、煤质最佳的主要可采煤层，出露不良。煤层平均厚3.72 m。该煤层在井田北西部和北东部较厚，多在2 m以上；井田的南西部及南东部较薄，大都在1 m左右。煤层结构较复杂，煤层含矸石0~5层，一般2~3层。煤层顶板为深灰色泥岩、粉砂岩，底板为浅灰色粘土岩，厚度一般0.5~1.5 m，吸水膨胀后可塑性强 [ 11 ] 。 为降低巷道掘进率、缓和采掘接替紧张的现状、减少工作面顺槽保护煤柱的损失、提高采煤工作面回采率及减少因留煤柱而导致的巷道应力集中，新维煤矿强推沿空切顶留巷技术，通过不断摸索，形成新维特色的沿空切顶成巷技术体系。
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user: 2. 沿空切顶留巷支护参数 1) 沿空切顶留巷技术是在采煤工作面煤层回采后，在矿山压力作用下，顶板通过预裂爆破后的预裂切缝垮落形成巷帮，利用原巷道部分空间和支护自动形成新巷道，作为下一工作面回采巷道的技术，详见附图(图1)。 图1. 沿空切顶留巷技术工艺流程图 2) 沿空留巷段巷道施工切顶锚索，具体参数如下： 锚索采用Φ15.24 mm钢绞线锚索加工制作，长度7300 mm，沿巷道倾斜方向平行布置，单排锚索距回采工作面煤壁600 mm，间距1000 mm；锚索采用MSCK2350树脂药卷锚固，用量为3支/根。锚索预紧力不少于12t；锚索锚盘采用长 × 宽 × 厚 = 300 × 300 × 10 mm的钢板加工制作；锚索钻孔深度为7000 mm，锚索张拉后外露长度为150~250 mm，角度不小于75˚ 3) 工作面超前20 m采用单体戴帽点柱为超前支护，当支护完毕后，沿工作面侧顶板施工切顶眼，切顶眼距工作面侧顶板的距离为100 mm。 4) 采用11#工字钢沿切顶线方向进行支护，工字钢距切顶眼的距离为50 mm，工字钢间距为700 mm；铺设工字钢时，工字钢必须“穿鞋带帽”，工字钢必须施工到底板的“硬底”上，工字钢与顶板必须有适当的迎山角，同时，工字钢与顶板结合处必须施工木楔子。工字钢长度根据现场决定，前期使用3500 mm的工字钢，后期巷道高度不规则时，根据井下巷道高度，及时做出调整。 5) 在沿空留巷切顶工字钢的采空区侧挂金属网 + 竹笆片 + 金属网背帮，网与网搭接长度为100 mm，用铅丝连接牢固，并保证网的平整、紧实。搭接时应保证上接顶，下接底，金属网要在工字钢上搭头，且保证金属网有100 mm的外露长度，采空区侧喷浆厚度为100 mm。 6) 沿空留巷段采用工字钢+单体液压支柱(一梁三柱)强化支护，待切顶留巷段采空区顶板垮落充分且压力稳定、顶板完好，确认采空区侧工字钢支设牢固后方可撤回垮落稳定段(距工作面煤壁线不小于60 m)巷道内的单体液压支柱，同时保证切顶护巷的巷道宽度。如图2所示。 图2. 切顶留巷段支护平面图
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user: 3. 切顶技术参数 3.1. 切顶眼施工技术参数 切顶眼距工作面侧距离为100 mm，眼距为500 mm，眼孔布置成一条线，使用钻头直径为Φ46 mm施工切顶眼，眼深为4 m，必须沿工作面走向方向成水平夹角82˚施工。如图3所示。 图3. 切顶眼及聚能管安装示意图 3.2. 聚能管加工技术参数 聚能管采用PVC管材制作，管径：外径Φ40 mm，内径Φ36 mm；装置强度：聚能装置的单轴抗压强度要求不小于1.6 MPa；聚能管缝规格：在PVC管材对称的两侧面密集钻眼，眼距：20 mm，眼孔Φ5 mm。如图4所示。 图4. 聚能管加工图 3.3. 聚能管装药及炸药、雷管技术参数 炮孔采用聚能管装药，聚能爆破装药结构；采用3号煤矿许用乳胶炸药，直径Φ25 mm × 200 mm/卷，装药量每眼4条，封泥长度不低于1000 mm；雷管采用毫秒延期导爆电雷管。如图5所示。 图5. 聚能管爆破装药结构示意图