DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 4. A省44家省级高校重点实验室评价分析 4.1. 数据准备 收集A省44家省级高校重点实验室的投入和产出数据，指标基本情况说明如表3所示。 4.2. 效率分析 采用DEAP2.1软件中面向投入的VRS模型计算A省这44家实验室的效率，结果如表2所示。求解结果如表4。 如表4所示，综合技术效率 = 纯技术效率 * 规模效率，综合技术效率、纯技术效率和规模效率的值取值区间[0， 1]越接近1越好。根据表4可以发现，编号5、7、8、17、18、22、24、26、31、38、44的规模效率、技术效率都为1表明实际生产规模已是最优，综合技术效率值为1，说明这些决策单元综合有效(即DEA有效)，被评价单元在投入产出上处于最佳状态。在剩下的非DEA有效的DMU中编号6、13、29、34、37、40、42的实验室技术效率为1，规模效率<1，处于规模收益上升阶段，应该加大对该实验室的投入规模，来提高实验室的综合效率。编号21、43的被测单元技术效率为1，但是规模收益处在递减趋势状态，需减少对其的投入规模。剩余的非DEA有效且技术效率不为1的实验室中除了编号12、23两个实验室规模收益处在递减的趋势，其余的全部处在递增的状态，需提高实验室的管理技术水平，同时加大对其规模投入来提高综合效率。 由表4可以看出，A省44家实验室的综合技术效率平均值为0.716，根据综合效率值将实验室分为三类，设 θ ¯ 为综合技术效率平均值，则相对有效类q = 1，0 < θ ¯ < q为相对综合效率较低的单位， θ ¯ < q < 1的相对综合效率较高的单位。如表5所示。 Table 3 The input and output indexes of key laboratory in A provincial universitie 分类 变量 含义 单位 投入指标X X1 研究人员总人数 人 X2 三年实到全部经费 万元 X3 实验用房面积 平方米 X4 仪器设备原值 万元 产出指标Y Y1 获得专利 项 Y2 成果转让获得横向课题 项 Y3 通过鉴定或验收的科研项目 项 Y4 发表论文 篇 Y5 设置开放课题数 项 表3. A省高校重点实验室的投入与产出指标 Table 4 The results of the input VRS model are calculate 决策单元firm 综合技术效率crste 纯技术效率vrste 规模效率scale 规模效益状态 评定结论 1 0.732 0.996 0.735 irs 2 0.398 0.399 0.998 irs 3 0.701 0.824 0.85 irs 4 0.388 0.746 0.521 irs 5 1 1 1 - 决策单元综合有效 6 0.987 1 0.987 irs 纯技术有效 7 1 1 1 - 决策单元综合有效 8 1 1 1 - 决策单元综合有效 9 0.593 0.631 0.939 irs 10 0.453 0.626 0.725 irs 11 0.746 0.822 0.908 irs 12 0.741 0.745 0.995 drs 13 0.789 1 0.789 irs 纯技术有效 14 0.176 0.466 0.377 irs 15 0.575 0.619 0.93 irs 16 0.472 0.487 0.968 irs 17 1 1 1 - 决策单元综合有效 18 1 1 1 - 决策单元综合有效 19 0.271 0.467 0.58 irs 20 0.557 0.607 0.918 irs 21 0.927 1 0.927 drs 纯技术有效 22 1 1 1 - 决策单元综合有效 23 0.696 0.714 0.975 irs 24 1 1 1 - 决策单元综合有效 25 0.7 0.723 0.968 irs 26 1 1 1 - 决策单元综合有效 27 0.579 0.62 0.933 irs 28 0.582 0.586 0.993 irs 29 0.549 1 0.549 irs 纯技术有效 30 0.684 0.725 0.943 irs 31 1 1 1 - 决策单元综合有效 32 0.592 0.984 0.601 irs 33 0.416 0.745 0.558 irs 34 0.661 1 0.661 irs 纯技术有效 35 0.335 0.52 0.645 irs 36 0.585 0.851 0.688 irs 37 0.865 1 0.865 irs 纯技术有效 38 1 1 1 - 决策单元综合有效 39 0.693 0.956 0.725 irs 40 0.942 1 0.942 irs 纯技术有效 41 0.421 0.441 0.955 irs 42 0.757 1 0.757 irs 纯技术有效 43 0.951 1 0.951 drs 纯技术有效 44 1 1 1 - 决策单元综合有效 表4. 面向投入的VRS模型计算结果 Table 5 A provincial key laboratory comprehensive technical efficiency classificatio 相对有效 相对高效 相对低效 实验室编号 5、7、8、17、18、22、 24、26、31、38、44 1、6、11、12、13、 21、37、40、42、43 2、3、4、9、10、14、15、16、 19、20、23、25、27、28、29、 30、32、33、34、35、36、39、41 表5. A省高校重点实验室综合技术效率分类 其中相对有效的占25%，相对高效的占22.7%，相对低效的占52.3%。数据表明相对效率较低的实验室数量占比较大，超过总体数量的一半以上。未来改进方案中应该重点改进相对效率较低的且规模收益处在递增的实验室综合技术效率，对于规模收益成下降趋势的实验室，应该减少投入规模已达到最佳综合技术效率。 4.3. 对非DEA有效的实验室进行投入产出调整 为了进一步挖掘非DEA有效单位的投入产出存在的问题，下面进行投入产出调整分析。分析结果如表6所示。 从表6可以看出，非DEA有效的33家实验室中研究人员总人数、三年实到全部经费、实验用房面积、仪器设备原值方面均有冗余。造成投入冗余的原因，一方面可能是实验室面积和全部的经费未发挥其累计作用。长期产能未计算在内；另一方面固定人员仅参与管理实验室，不参与实验室的产出。 从产出方面在获得专利、成果转让获得横向课题、通过鉴定或验收的科研项目、发表论文方面存在着严重不足。特别是15、32、33实验室在发表论文方面存在着严重不足。 为使非有效的单元转化为DEA有效的，还需考虑规模收益状态。以2号实验室为例在研究人员总人数、三年实到全部经费、实验用房面积、仪器设备原值方面冗余量分别是37、1577、5800、6226。而该实验室在成果转让获得横向课题、发表论文方面需要提高25项和68篇，因为该实验室处在规模收益递增阶段，因此应该调整投入方向。对于表中的编号13、21、29、34、37、40、42、43的实验室由于投入、产出的调整量均为0，仅需根据规模收益递增加大各投入指标的比例即可提高综合效率。
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user: 5. 结论与展望 通过本文基于成本效益分析，初步确定了包括人力、财力、物力和管理四个方面的投入指标和包括直接产出、经济效益和社会效益三个方面的产出指标。采用专家对各个指标重要性打分的方式筛选重要指标，最终确定了投入指标4个，分别为固定科研人员数量、三年实际到账经费、实验室总面积和实验室设备原值作为输入指标。产出指标5个，分别为发表论文数量、通过鉴定或验收的科研项目(项)、获得专利(项)、成果转让获得横向课题(项)、开放课题数。采用DEAP2.1软件中面向投入的VRS模型计算A省这44家实验室的效率，并对效率进行了分析，其中编号5、7、8、17、18、22、24、26、31、38、44的规模效率、技术效率都为1表明实际生产规模已是最优，综合技术效率值为1，说明这些决策单元综合有效(即DEA有效)，被评价单元在投入产出上处于最佳状态。针对非DEA有效的实验室进行投入产出调整分析，发现非DEA有效的33家实验室中研究人员总人数、三年实到全部经费、实验用房面积、仪器设备原值方面均有冗余。造成投入冗余的原因，一方面可能是实验室面积和全部的经费未发挥其累计作用。 诚然，本文采用专家评分法筛选了重要指标，避免不了专家的主观性，今后可以进一步探索重要指标的筛选方法。 Table 6 The laboratory inputs the output adjustment analysis tabl 非DEA有效单位 X1 X2 X3 X4 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 1 0 -4 -5 -88 12 0 14 0 0 2 −37 −1577 −5800 −6226 0 25 0 68 0 3 −5 −255 −1082 −294 7 7 0 46 0 4 −5 −1624 −964 −1528 0 5 6 17 0 6 0 −1732 −111 −1049 0 47 13 96 0 9 −14 −1475 −2213 −1048 62 0 0 311 0 10 −34 −976 −1123 −562 10 11 0 0 3 11 0 −18 −6451 −618 0 40 26 195 0 12 −8 −928 −2271 −981 0 46 4 114 0 13 0 0 0 0 0 0 0 0 0 14 −46 −2592 −1089 −915 44 51 0 222 0 15 −20 −4791 −1040 −1490 72 69 0 405 0 16 −31 −663 −2756 −2916 0 0 1 33 0 19 −21 −1044 −1097 −1486 39 0 7 83 0 20 −19 −1241 −983 −1934 0 40 10 77 0 21 0 0 0 0 0 0 0 0 0 23 −22 −602 −745 −1470 0 39 0 89 8 25 −30 −206 −1541 −2156 0 0 2 0 0 27 −15 −1013 −1367 −1063 0 19 0 98 0 28 −28 −639 −3893 −3614 0 15 0 87 0 29 0 0 0 0 0 0 0 0 0 30 −7 −500 −1222 −1004 0 23 2 156 0 32 −4 −852 −19 −16 50 54 0 332 2.079 33 −8 −687 −332 −950 58 58 13 349 0 34 0 0 0 0 0 0 0 0 0 35 −40 −633 −2854 −736 21 0 4 0 2 36 −3 −834 −269 −1721 14 7 0 96 0 37 0 0 0 0 0 0 0 0 0 39 −1 −50 −1841 −41 1 0 0 60 0 40 0 0 0 0 0 0 0 0 0 41 −34 −2826 −1706 −2553 55 44 0 87 4 42 0 0 0 0 0 0 0 0 0 43 0 0 0 0 0 0 0 0 0 表6. 实验室进行投入产出调整分析表
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user: 摘 要 近年来，固体废弃物产量大、成分复杂，对环境的危害日益严重，引起了广泛关注。固体废弃物鉴别技术已成被囊入“十三五”规划，加强固体废弃物中有机污染物的检测成为重点任务。固体废物中有机污染物的检测主要依赖于有效的前处理方法和精密的仪器分析方法。本文阐明了我国固体废物管理和检测框架体系以及固体废物和危险废物的鉴别程序。集中总结了近几年关于固体废物中有机物检测的方法标准，对比了固体废物有机污染物检测中不同前处理技术的利弊，讨论了主要的分析方法，并提出了在此领域引进新的前处理技术，结合分析方法进行优化改良创建新方法的必要性。 关键词 :固体废物，有机污染物，检测，前处理技术，分析方法 Copyright © 2017 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 固体废物是指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固态废物和置于容器中的气态物品、物质以及法律、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质 [ 1 ] 。我国固体废弃物产生量大、成分复杂，非法进口、跨区转移和倾倒偷排危险废物频发，已成为我国突发环境事件的重要诱因，严重危害环境安全与人体健康。加强固体废物能力建设，结合先进大型分析仪器和快速分析方法，强化对固体废物中有机污染物的监测监控，完善环保监管体系已被囊入《国家环境保护标准“十三五”发展规划》。广东省更是将“加强危险废弃物鉴别能力建设、提高鉴别技术水平”明确列入《广东省环境保护“十三五”规划》，彰显了固体废物鉴别技术在目前环境保护领域的重要地位。
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user: 2. 我国固体废物环境管理和检测框架体系 2.1. 固体废物产生现状 我国人口基数大，固体废物产量大，堆积量大，结构复杂。据2010年发布的《第一次全国污染源普查公报》数据显示，我国2007年固体废弃物中危险废物产生量已经达到4575万吨，预计2015年达到8036万吨，2020年8807万吨(广东省危险废物处理行业概况)。有数据统计，每1万吨废物堆积占地需0.067 hm 2 。由此可见，我国固体废物对环境的污染日益严重，形式严峻。 环保部每年通报的重大突发环境事件中，不少与固体废物相关，有些案件需依靠危险废物鉴别技术进行司法裁决。因此，固体废弃物危险性鉴别技术与评估技术是相关部门管理和法律法规执行的重要手段。 2.2. 我国固体废物鉴别技术体系 我国自20世纪70年代以来，陆续建立了固体废物管理处置的各项法律法规以及相应的控制标准和分析方法，在固体废物环境监测的技术与方法上取得了一定的进展并初步形成了以相关法律法规为强制保障，以一系列固体废物污染控制标准、危险废物鉴别方法标准、以及相关固体废物监测方法标准共同构建的框架体系 [ 1 ] 。 1995年第八届全国人民代表大会常务委员会通过了《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》，并于2004年进行了修订；1996年颁布实施了《危险废物鉴别标准》并于2007年进行了修订；1998年颁布实施了《国家危险废物名录》，并于2016年进行了最新的修订；1998年同时颁布了《工业固体废物采样制样技术规范》；于2006年发布了《固体废物鉴别导则》(试行)；2007年国家环境保护总局科技标准司提出了《危险废物鉴别技术规范》；2017年发布实施了《固体废物鉴别标准通则》。以这些标准为主结合相关系列标注初步形成了固体废物鉴别体系。
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user: 3. 固体废物和危险废物鉴别程序 3.1. 固体废物鉴别程序 固体废物鉴别又称为废物属性鉴别，是指对物质和物品是否属于固体废物的分析和判断，是一类特殊的检验方式 [ 2 ] ，既是固体废物管理的基础和关键也是危险废物鉴别的前提 [ 3 ] [ 4 ] ，它既可确认固体废物进口管理的界限 [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] ，又可确认固体废物管理的对象。我国固体废弃物鉴别程序可主要参照两种方式：依据产生来源的固体废物鉴别以及根据特点和影响进行的固体废物鉴别。 3.1.1. 依据产生来源的固体废物鉴别 下列物质属于固体废物(3.1.3.中包含的物质除外)： (1) 丧失原有使用价值或被抛弃的产品类废物，包括9类。 (2) 在生产过程中产生的副产物，包括13类。 (3) 环境治理和污染控制过程中产生的物质，包括14类。 (4) 法律禁止使用的物质以及国务院环境保护行政主管部门认定为固体废物的物质。 3.1.2. 根据特点和影响进行判断 评价一个物质是否固体废物，需要综合考虑物质特征、环境影响、使用和归宿，以及生产意向、市场需求、经济价值、所处地位等因素。根据不同的评估对象，需要重点考虑的因素有所不同。图1 [ 9 ] 为固体废物鉴别参照程序，但在具体应用时，应根据物质的特点和影响进行鉴别。 3.1.3. 不作为固体废物管理的物质 (1) 以下物质不作为固体废物管理： ① 任何不需要修复和加工即可用于其原始用途的物质，或者在产生点经过修复和加工后满足国家、地方制定或行业通行的产品质量标准并且用于其原始用途的物质； ② 不经过贮存或堆积过程，而在现场直接返回到原生产过程或返回其产生过程的物质； ③ 修复后作为土壤用途使用的污染土壤； ④ 供实验室化验分析用或科学研究用固体废物样品。 (2) 按照以下方式进行处置后的物质，不作为固体废物管理： 图1. 固体废物鉴别程序 ① 金属矿、非金属矿和煤炭采选过程中直接留在或返回到采空区的符合GB 18599中第I类一般工业固体废物要求的采矿废石、尾矿和煤矸石。但是带入除采矿废石、尾矿和煤矸石以外的其他污染物质的除外； ② 工程施工中产生的按照法规要求或国家标准要求就地处置的物质。 3.2. 危险废物鉴别程序 在我国，固体废物一般可分为三类：工业固体废物、城市生活垃圾和危险废物 [ 1 ] 。而危险废物管理是中国固体废物环境管理的重点，危险废物鉴别则是危险废物管理的技术支撑和首要前提。 危险废物的鉴别应按照以下程序进行 [ 10 ] ： 1、依据《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》、《固体废物鉴别导则》判断待鉴别的物品、物质是否属于固体废物，不属于固体废物的，则不属于危险废物。 2、经判断属于固体废物的，则依据《国家危险废物名录》判断。凡列入《国家危险废物名录》的，属于危险废物，不需要进行危险特性鉴别(感染性废物根据《国家危险废物名录》鉴别)；未列入《国家危险废物名录》的，应按照第3条的规定进行危险特性鉴别。 3、依据GB5085.1-GB5085.6鉴别标准进行鉴别，凡具有腐蚀性、毒性、易燃性、反应性等一种或一种以上危险特性的，属于危险废物。 4、对未列入《国家危险废物名录》或根据危险废物鉴别标准无法鉴别，但可能对人体健康或生态环境造成有害影响的固体废物，由国务院环境保护行政主管部门组织专家认定。 图2为危险废物鉴别程序。
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user: 5. 总结与展望 我国有机分析起步较晚，有关固体废物种有机污染物监测鉴别的标准方法有限，与发达国家相比差距较大。由于研究方法、技术手段以及认识程度等因素的影响，我国固体废物检测技术滞后于环保监管要求，目前检测机构在固体废物有机污染物方面的检测能力也相对薄弱。己有的方法较为分散，缺乏具体的研究依据和系统性，且多为等效或移植方法，还需进一步明确方法的适用范围、干扰消除、质控措施等具体事宜 [ 32 ] 。与此同时，在前处理技术方面，不同类型的前处理各有所长但也存在各自的劣势，技术手段仍需继续优化改良。 故而，引入简单、快速、节约的新型处理技术，研发新的检测分析方法，将二者优化结合并应用于固体废物中有机物的检测完成快速、高通量定性定量分析，形成新的方法准则已成为必然趋势。
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user: 摘 要 对于任意图 G 和正整数 k ，如果图 G 中所有长度为 k 的路都至少含有其顶点子集 S 中的点，那么我们称顶点子集 S 为 k 路顶点覆盖集。我们定义最小的集合 S 的基数为 φ k ( G ) ，并且称它为图 G 的 k 路顶点覆盖数.本文我们主要研究了笛卡尔乘积图的 k 路顶点覆盖数问题，并给出了 φ k ( C m □ P n 2 ) 的估计值。 关键词 : k 路顶点覆盖，笛卡尔乘积图，估计值 Copyright © 2017 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 本文中我们研究的都是有限的、无向的、无环和无重边的图。我们用符号 V ( G ) 和 E ( G ) 去分别定义图 G 的顶点集和边集。对于任意的整数 a < b ，我们用 [ a ， b ] 去定义整数集 { a ， a + 1 ， ⋯ ， b } 。 k 路顶点覆盖问题就是去找到最小的顶点集 S 使得图 G 中每个长度为 k 的路都至少包含 S 中的一个顶点 [ 1 ] 。我们定义最小的集合 S 的基数为 φ k ( G ) ，也被称为图 G 的 k 路顶点覆盖数。特别地，我们用长度来表示边数，用次序来表示顶点数。 k 路顶点覆盖问题的概念是首次由Novotný (2010)和Brešar et al. (2011)在研究无线电安全网络的连通问题上被引入的 [ 2 ] [ 3 ] 。涂建华在2011年的交通安全控制问题中也提及到 k 路顶点覆盖问题的概念 [ 4 ] [ 5 ] 。无线电传感网络的发展起源于军事应用并简记为WSNs。无论如何，WSNs现在多用于一些民用的设施，如环境的监控，家庭自动化装置和交通控制。无线电安全网络系统可以用图论的语言来表示其拓扑结构 [ 6 ] ，我们用顶点代表传感装置，用边来描述每对传感装置间传递的信号。我们关注 k 概括保护方案，它保证每两个无线设备间传输的数据的完整性。我们的方案假设在连通的网络中次序为 k 的传送路中至少有一个装置被保护 [ 7 ] 。本文我们主要研究几类关于圈和路的笛卡尔乘积图的最小的 k 路顶点覆盖数。 我们首先介绍几个数学符号及定义。对于实数 x ，我们用 ⌊ x ⌋ 表示不超过 x 的最大整数，我们用 ⌈ x ⌉ 表示大于 x 的最小整数。图 G = ( V ( G ) ， E ( G ) ) 和 H = ( V ( H ) ， E ( H ) ) 的笛卡尔乘积图 G □ H 具有顶点集 V ( G ) × V ( H ) ，并且当 u 1 = u 2 和 v 1 v 2 ∈ E ( G ) 或者 u 1 u 2 ∈ E ( G ) 和 v 1 = v 2 时，顶点 ( u 1 ， v 1 ) 和 ( u 2 ， v 2 ) 间有连边。 最后本文内容安排为：第1节为引言；第2节为相关的引理；第3节介绍了 P m 和 C n 的笛卡尔乘积图的最小的 k 路顶点覆盖数的上界；第4节给出 C m 和 P n 2 的笛卡尔乘积图的最小的 k 路顶点覆盖数的下界和推论。
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user: 2. 相关的引理 引理2.1 [ 2 ] ：对于正整数 k ≥ 2 ， n ≥ k ，我们有 φ k ( P n ) = ⌊ n k ⌋ ， φ k ( C n ) = ⌈ n k ⌉ ， φ k ( K n ) = n − k + 1. 引理2.2：根据 k 路顶点覆盖的定义很显然有如下两个结论： 对于 2 ≤ k ≤ | V ( G ) | 的简单无向图 G 而言， φ k ( G ) ≤ φ k − 1 ( G ) 。 如果 G ′ 是图 G 的一个子图并且 k ≥ 2 ，那么 φ k ( G ) ≥ φ k ( G ′ ) 。 证明：(1) 假设 S 是 G 的一个最小的 k 路顶点覆盖集， S ′ 是 G 的一个最小的 k 路顶点覆盖集，显然我们有 | S ′ | ≤ | S | ，于是 φ k ( G ) ≤ φ k − 1 ( G ) 。 (2) 假设 S 是 G 的一个 k 路顶点覆盖集， G ′ 是图 G 的一个子图，那么 S ∩ V ( G ) 是图 G ′ 的一个 k 路顶点覆盖集，由于 | S ∩ V ( G ′ ) | ≤ | S | ，于是 φ k ( G ′ ) ≤ φ k ( G ) 。 引理2.3：对于正整数 k ≥ 2 ， n ≥ k ，我们有 φ k ( P n 2 ) = 2 ⌊ n k + 1 ⌋ 。
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user: 3. P m 和 C n 的笛卡尔乘积图的最小的k路顶点覆盖数的上界 在介绍定理3.1之前我们首先给出一个符号 D i 的概念 [ 8 ] ，其中 i 为大于等于3的整数， a 是 D i 中小于等于 i 的最大元素， 是 D i 中大于等于 i 的最小元素，这样我们称这组数对 ( a ， b ) 为中间 D i 对，很显然 a ⋅ b = i 并且使 a + b 的和尽可能的小。 定理3.1：如果 k ≥ 4 ，并且 ( a ， b ) 为中间 D i 对，我们有如下的式子 φ k ( P m □ C n ) ≤ min { m ⌈ n a + 1 ⌉ + n ⌊ m b + 1 ⌋ − 2 ⌈ n a + 1 ⌉ ⌊ m b + 1 ⌋ ， m ⌈ n b + 1 ⌉ + n ⌊ m a + 1 ⌋ − 2 ⌈ n b + 1 ⌉ ⌊ m a + 1 ⌋ } 证明：首先我们构造一个最多有 m ⌈ n a + 1 ⌉ + n ⌊ m b + 1 ⌋ − 2 ⌈ n a + 1 ⌉ ⌊ m b + 1 ⌋ 顶点的 k 路顶点覆盖集去证明不等式的上界。让 S 1 = { ( u i ， v j ) ∈ P m □ C n | i ∈ [ 1 ， m ] ， j ≡ 0 ( mod ( a + 1 ) ) } ∪ { ( u i ， v n ) ∈ P m □ C n | 对 于 固 定 系 数 n } 并且 S 2 = { ( u i ， v j ) ∈ P m □ C n | j ∈ [ 1 ， m ] ， i ≡ 0 ( mod ( b + 1 ) ) } . 由于 P m □ C n 中未被覆盖的最大连通子图同构于 P a □ P b ，于是我们可以很容易得出 S = ( S 1 ∪ S 2 ) \ ( S 1 ∩ S 2 ) 是一个 k 路顶点覆盖集。 在 C u i n 中我们覆盖了每一个第 a + 1 个顶点和第 n 个顶点，由于有 m 层，所以 | S 1 | = m ⌈ n a + 1 ⌉ 。同理，我们有 | S 2 | = n ⌊ m b + 1 ⌋ ，由于我们把每个交叉的位置处的顶点算了两次，而且 | S 1 ∩ S 2 | = ⌈ n a + 1 ⌉ ⌊ m b + 1 ⌋ ，所以覆盖集 S 的大小为 | S | = m ⌈ n a + 1 ⌉ + n ⌊ m b + 1 ⌋ − 2 ⌈ n a + 1 ⌉ ⌊ m b + 1 ⌋ . 同样的，我们也可以通过交换 a 和 b 的位置去构造一个有 m ⌈ n b + 1 ⌉ + n ⌊ m a + 1 ⌋ − 2 ⌈ n b + 1 ⌉ ⌊ m a + 1 ⌋ 个顶点的 k 路顶点覆盖集。这样我们就得到了 φ k ( P m □ C n ) 的上界。
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user: 4. C m 和 P n 2 的笛卡尔乘积图的最小的k路顶点覆盖数的下界 定理4.1：对于正整数 k ≥ 2 ， n ≥ 4 ，我们有如下结论： φ k ( C m □ P n 2 ) ≥ { 4 ⌊ m 2 ⌋ ⌊ n k + 1 ⌋ + ⌈ ( m − 1 ) ( n − ⌊ n k + 1 ⌋ ) k ⌉ + 2 ⌊ n k + 1 ⌋ ，   如 果 m 为 奇 数 4 ⌊ m 2 ⌋ ⌊ n k + 1 ⌋ + ⌈ ( m − 1 ) ( n − ⌊ n k + 1 ⌋ ) k ⌉ ，   如 果 m 为 偶 数 证明：首先在解决不等式下界的时候，我们先给出 φ k ( P 2 □ P k + 1 2 ) 的精确值。很容易可以得出 φ 2 ( P 2 □ P 3 2 ) = 5 ，但是在本定理中我们考虑 k ≥ 3 。 如果正整数 k ≥ 3 ，我们有 φ k ( P 2 □ P k + 1 2 ) = 4 。我们构造一个有4个顶点 k 路顶点覆盖集 S ，去证明 φ k ( P 2 □ P k + 1 2 ) ≤ 4 。让 S = { ( u 1 ， v t ) ， ( u 1 ， v t + 1 ) ， ( u 2 ， v t ) ， ( u 2 ， v t + 1 ) } ，其中 t = ⌈ k 2 ⌉ 。如果我们删去 S 中的点 ( u i ， v j ) 并且删去它的关联边，于是我们得到了 P 2 □ P k + 1 2 中最大的未被覆盖的子图 P 2 □ P ⌊ k 2 ⌋ 2 并且 V ( P 2 □ P ⌊ k 2 ⌋ 2 ) = 2 ⌊ k 2 ⌋ ≤ k − 1 。于是 S 是 P 2 □ P k + 1 2 的 k 路顶点覆盖集，因此 φ k ( P 2 □ P k + 1 2 ) ≤ 4 。 很显然 C 2 k + 2 ⊆ P 2 □ P k + 1 2 ，由引理我们得到 φ k ( P 2 □ P k + 1 2 ) ≤ φ k ( C 2 k + 2 ) = 3 。通过 P 2 □ P k + 1 2 的结构我们知道，我们至少需要一个顶点去覆盖每一个 P 2 层中的 k + 1 路，无论这两层的顶点是否相连我们都定义它们为 ( u i ， v j ) ， ( u p ， v q ) ，我们可以知道 C 2 k ⊆ P 2 □ P k + 1 2 \ { ( u i ， v j ) ， ( u p ， v q ) } ，因此 φ k ( P 2 □ P k + 1 2 ) ≥ 2 + φ k ( C 2 k ) = 4 。这样我们的等式 φ k ( P 2 □ P k + 1 2 ) = 4 得到了证明。 下面我们基于上述面我们证明过的等式给出 φ k ( C m □ P n 2 ) 的下界，我们可以把 C m □ P n 2 分解成 ⌊ m 2 ⌋ ⌊ n k + 1 ⌋ 个同构于 P 2 □ P k + 1 2 的不交子图，一个圈 C y (如图1所示)，其中 y = ( m − 1 ) ( n − ⌊ n k + 1 ⌋ ) 和一个对于奇数来说的 P n 2 。我们需要至少 φ k ( P 2 □ P k + 1 2 ) 个顶点去覆盖每一个同构于 P 2 □ P k + 1 2 的子图，需要至少 φ k ( C Y ) 和 φ k ( P n 2 ) 个顶点去分别覆盖子图 C y 和 P n 2 。因此对于奇数 m 言， φ k ( C m □ P n 2 ) ≥ 4 ⌊ m 2 ⌋ ⌊ n k + 1 ⌋ + ⌈ ( m − 1 ) ( n − ⌊ n k + 1 ⌋ ) k ⌉ + 2 ⌊ n k + 1 ⌋ . 对于偶数 m 而言，我们把 C m □ P n 2 分解成 x 个同构于 P 2 □ P k + 1 2 的不交子图和一个次序为 y 的圈 C y ，其中 x = ⌊ m 2 ⌋ ⌊ n k + 1 ⌋ ， y = ( m − 1 ) ( n − ⌊ n k + 1 ⌋ ) 。我们需要至少 φ k ( P 2 □ P k + 1 2 ) 个顶点去覆盖每一个同构于 P 2 □ P k + 1 2 的子图，需要至少 φ k ( C Y ) 个顶点去覆盖子图 C y 。因此有 图1. 当m为奇数时， C m □ P n 2 的一个分解 φ k ( C m □ P n 2 ) ≥ 4 ⌊ m 2 ⌋ ⌊ n k + 1 ⌋ + ⌈ ( m − 1 ) ( n − ⌊ n k + 1 ⌋ ) k ⌉ . φ k ( C m □ P n 2 ) ≥ 4 ⌊ m 2 ⌋ ⌊ n k + 1 ⌋ + ⌈ ( m n − ( m − 1 ) ⌊ n k + 1 ⌋ ) k ⌉ . 证明：根据定理4.1的证明过程，我们可以把 C m □ P n 2 分解成 x 个同构于 P 2 □ P k + 1 2 的不交子图和一个次序为 y 的圈 C y ，其中 x = ⌊ m 2 ⌋ ⌊ n k + 1 ⌋ ， y = m n − ( m − 1 ) ⌊ n k + 1 ⌋ 。我们需要至少 φ k ( P 2 □ P k + 1 2 ) 个顶点去覆盖每一个同构于 P 2 □ P k + 1 2 的子图，需要至少 ϕ k ( C Y ) 个顶点去覆盖子图 C y 。因此有 φ k ( C m □ P n 2 ) ≥ x φ k ( P 2 □ P k + 1 2 ) + y φ k ( C y ) = 4 x + ⌊ y k ⌋ = 4 ⌊ m 2 ⌋ ⌊ n k + 1 ⌋ + ⌈ ( m n − ( m − 1 ) ⌊ n k + 1 ⌋ ) k ⌉ .
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user: 摘 要 静态相耦合的Gross-Pitaevskii方程组的解描述了双原子的玻色爱因斯坦凝聚体在极低温度下的基态现象。我们提出一种十分有效的数值方法——梯度法来求解此基态解。我们提出的梯度法在数值上既保持总模量守恒又能使总能量递减；我们严格地证明我们提出的梯度法是一种获得能量函数在给定限制性条件下的最小值(也即基态解)的十分有效的方法。我们通过大量的例子来显示该方法的优点并且应用该方法去研究处于旋转状态下的双原子–玻色爱因斯坦凝聚体在极低温度下所呈现的复杂涡旋现象。 关键词 :耦合的Gross-Pitaevskii方程组，旋转状态下的双原子–玻色爱因斯坦凝聚体，梯度法 Copyright © 2017 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 自从在双原子–玻色爱因斯坦凝聚体的实验中发现涡旋现象后 [ 1 ] - [ 6 ] ，人们就对旋转状态下的双原子–玻色爱因斯坦凝聚体所具有的一种新的现象——涡旋现象产生了浓厚的兴趣。根据平均场近似理论，静态且相耦合的Gross-Pitaevskii (GP)方程组被用来描述旋转中的双原子–玻色爱因斯坦凝聚体的基态现象 [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] 。事实上，许多关于无旋转的双原子–玻色爱因斯坦凝聚体的基态现象 [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] ，如自然对称现象的破裂 [ 16 ] 、中心对称的涡旋 [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] 以及稳定的skyrmions [ 21 ] 等揭示了许多实验现象，并解释了许多实验难以解决的问题。 最近我们在文 [ 22 ] 中研究了旋转中的双原子–玻色爱因斯坦凝聚体的基态现象，但是我们并没有考虑由外部力场引起的Josephson耦合力。在Josephson耦合力作用下的双原子–玻色爱因斯坦凝聚体的基态现象会不同于没有Josephson耦合力作用的双原子–玻色爱因斯坦凝聚体的基态现象。对于这一问题，就我们所知，只有较少人研究过。我们撰写本文的主要目的是研究在Josephson耦合力作用下的双原子–玻色爱因斯坦凝聚体的基态现象。该基态现象可以用静态且相耦合的GP方程组来描述。为此，我们首先提出一种十分有效的数值方法——梯度法来求解耦合的静态GP方程组。我们提出的梯度法在数值上既保持总模量守恒又能使总能量递减，从而保证用该方法求得能量函数在给定限制性条件下的最小值。我们严格地证明我们提出的梯度法是一种获得能量函数在给定限制性条件下的最小值的十分有效的方法。 本篇论文是按照如下方式组织的。在第二节中我们将介绍用来描述双原子–玻色爱因斯坦凝聚体的相耦合的GP方程组、如何把它们化为无量纲形式的方程组以及如何把三维方程组简化为二维方程组。在第三节中我们详细地讨论如何用梯度法求得相耦合的GP方程组的数值解，我们给出详细的算法并在数学上严格地证明我们提出的方法的有效性。在第四节中我们利用提出的数值方法研究旋转中的双原子–玻色爱因斯坦凝聚体在极低温度下所呈现的涡旋现象。在最后一节，也就是第五节，我们将探讨得到我们的结论以及我们提出的新方法可能用到的领域。
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user: 4. 数值实验结果 在本节的数值计算中，我们应用差分格式(3.29)~(3.30)来计算二维情形的基态解。因为当前成功的双原子–玻色爱因斯坦凝聚体实验主要考虑 87 Rb及它的同位素 [ 25 ] 和 23 Na及它的同位素 [ 3 ] ，所以在我们的数值计算中，我们仅仅考虑 m 1 = m 2 ，     V 2 ， 1 ( x ， y ) = V 2 ， 2 ( x ， y ) = 1 2 ( x 2 + y 2 ) 。 关于相互作用的参数，我们也仅仅主要考虑下面三种情形 情形I： ( β 2 ， 11   β 2 ， 11 β 2 ， 21   β 2 ， 22 ) = β 2 × ( 1.0   δ δ   1.0 )     ( δ > 0 ) ， 情形II： ( β 2 ， 11   β 2 ， 11 β 2 ， 21   β 2 ， 22 ) = β 2 × ( 1.03   1.0 1.0   0.97 ) ， 情形III： ( β 2 ， 11   β 2 ， 11 β 2 ， 21   β 2 ， 22 ) = β 2 × ( 1.0   0.94 0.94   0.97 ) 。 其中情形II与情形III分别对应相应实验中的参数。在情形I中，两种原子内部以及两种原子之间均有相同的相互作用力；在情形II中，两种原子之间有相同的相互作用力，但是两种原子内部没有相同的相互作用力；在情形III中，两种原子之间有相同的相互作用力，但是两种原子内部没有相同的相互作用力。 图1. 情形I， β 2 = 1000 ， δ = 0.7 ， λ = 0.2 ， Ω = 0.7 在图1中，N与E分别代表总模量与能量，它们是总模量(2.10)与能量(2.11)的数值近似。从图1中的结果，我们可以看出：我们的数值方法差分格式(3.29)~(3.30)在数值上能保证总模量守恒，且能量递减。 从图2中的结果，我们可以看出：(1) 在双原子–玻色爱因斯坦凝聚体的基态中，当两原子都含有数量较多的涡旋时且 δ < 1 ，它们分别形成涡旋网格；(2) 在双原子–玻色爱因斯坦凝聚体的基态中，一种原子的涡旋与另一种原子的涡旋镶嵌在一起；(3) 在双原子–玻色爱因斯坦凝聚体的基态中，随着 Ω 的增大，两种原子所含的涡旋数量也增大。 从图3中的结果，我们可以看出：(1) 在双原子–玻色爱因斯坦凝聚体的基态中，当两原子都含有数量较多的涡旋时且 δ > 1 ，它们分别形成带状的涡旋；(2) 在双原子–玻色爱因斯坦凝聚体的基态中，一种原子的涡旋与另一种原子的涡旋镶嵌在一起；(3) 在双原子–玻色爱因斯坦凝聚体的基态中，随着 Ω 的增大，两种原子所含的涡旋数量也增大。 从图4中的结果，我们可以看出：(1) 在双原子–玻色爱因斯坦凝聚体的基态中，两原子都含有数量较多的涡旋，一种原子的涡旋与另一种原子的涡旋镶嵌在一起；(2) 在双原子–玻色爱因斯坦凝聚体的基态中，随着 Ω 的增大，两种原子所含的涡旋数量也增大。 从图5中的结果，我们可以也看出：(1) 在双原子–玻色爱因斯坦凝聚体的基态中，两原子都含有数量较多的涡旋，一种原子的涡旋与另一种原子的涡旋镶嵌在一起。 在图6中，我们有较大的Josephson耦合力作用。从图6中的结果，我们可以也看出：(1) 在双原子–玻色爱因斯坦凝聚体的基态中，两原子都含有数量较多的涡旋；(2) 在双原子–玻色爱因斯坦凝聚体的基态中，一种原子的涡旋不是另一种原子的涡旋镶嵌在一起，而是它们都含有相同数量及同样形态的涡旋；(3) 在双原子–玻色爱因斯坦凝聚体的基态中，随着 Ω 的增大，两种原子所含的涡旋数量也增大。 图2. 情形I， β 2 = 1000 ， δ = 0.7 ， λ = 0.2 图3. 情形I， β 2 = 1000 ， δ = 1.1 ， λ = 0.2 图4. 情形II， β 2 = 1000 ， λ = 0.2 图5. 情形III， β 2 = 1000 ， λ = 0.2 图6. 情形III， β 2 = 1000 ， λ = 2
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user: 5. 结论 我们提出了一种梯度法来求解静态相耦合的GP方程组，并且应用该方法去研究旋转中的双原子–玻色爱因斯坦凝聚体在极低温度下所呈现的基态现象。我们提出的梯度法在数值上既保持总模量守恒又能使总能量递减。我们在数学上我们严格地证明我们提出的梯度法是一种获得能量函数在给定限制性条件下的最小值的十分有效的方法。在基态现象中，如果在双原子–玻色爱因斯坦凝聚体添加了Josephson耦合力后，我们发现复杂的涡旋结构。将来我们要做的工作是将我们新提出的梯度法应用到三维情形，因为它更有利于模拟双原子–玻色爱因斯坦凝聚体在极低温度下所呈现的基态现象，特别是涡旋现象的结构。
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user: 摘 要 磁性纳米材料因具有特殊的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应，所以在磁学、生物学、光学、方面有着广泛的应用，具有广阔的应用前景。本论文采用溶剂热法制备了盐酸多巴胺修饰的四氧化三铁磁性纳米粒子，后用戊二醛共价偶联后进行了固定化乙酰胆碱酯酶的应用研究。对合成的磁性纳米粒子以及其表面改性后的产物进行了透射电镜、红外光谱测定、XRD表征、磁性能分析，对其结构及性能进行了表征及分析。 关键词 :四氧化三铁，磁性纳米粒子，表面修饰，固定化酶 Copyright © 2017 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. 前言 作为一种新型前沿材料，磁性纳米材料因具有特殊的量子尺寸效应、小尺寸效应，以及特殊的磁学特性，在我们日常生活中的各个方面，尤其在磁学、生物学等方面得到了广泛的应用 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] 。又因为纳米材料在物理方面具有特殊的的稳定性、单分散性、可调控性等都大大拓展了它的应用范围和前景 [ 4 ] [ 5 ] 。尤为特殊的是，由于具有特殊的磁学性能，磁性纳米材料被用于与药物结合，使某些治疗更为精准，在生物医学方面取得了很大的进步 [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] 。 磁性纳米粒子的合成方法有很多，主要分为化学法、物理法。其中化学法主要包含四种分别是：沉淀法、溶胶-凝胶法、微乳液法和溶剂热法。物理方法主要有两种分别是：蒸发冷凝法和磁控溅射方法。利用化学共沉淀的方法合成的纳米粒子不管是从粒径还是分散性都比其他的方法要好得多 [ 9 ] 。因为裸露在表面的四氧化三铁磁性纳米粒子的原子活性很高，易产生聚沉现象 [ 10 ] 。将一些别的基团加在它的表面用来降低表面活性，使得不会产生聚沉现象。经修饰后的磁性纳米粒子不仅拥有反应灵敏性，还有生物相容性 [ 11 ] ，在分离纯化和一些检测上有很大的用处。 磁性纳米材料的一个重要应用是用于固定化酶，经固定后的酶具有极大优势，它有游离酶的特性，又克服了其不足。分离回收的方式简单，也可以重复的进行使用，稳定性相对于其他方式也很高。固定化酶技术研究的重点是如何筛选条件相宜的载体及合适的固定化方法。固定化酶技术研究的方法不尽相同 [ 12 ] ，在实验中需要根据酶的应用目的和特性，综合考虑选择出最恰当的方法。吸附法、包埋法以及交联法和共价结合法这四种方式是目前最常见最传统的方式 [ 13 ] 。 本论文主要是通过溶剂热一锅法，以乙二醇、氯化铁、醋酸钠和盐酸多巴胺为原料，合成出经盐酸多巴胺修饰的四氧化三铁磁性纳米粒子后，用戊二醛共价偶联固定化乙酰胆碱酯酶。对合成后的磁性四氧化三铁纳米离子进行红外光谱测定、XRD表征、热重分析、磁性能分析，从而达到对产物的结构和性质有更好的了解，并进一步研究固定化酶相关的反应条件优化。
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user: 2. 实验仪器、试剂及方法 2.1. 仪器与试剂 实验采用溶剂热一锅法，以乙二醇、氯化铁、醋酸钠和盐酸多巴胺为原料，合成出经盐酸多巴胺修饰的四氧化三铁磁性纳米粒子并进行表征及固定化酶的应用研究。用到的主要试剂和设备如表1和表2所示。 Table 1 Experimental material 实验试剂名称 化学式 规格 公司 无水乙醇 氯化铁 醋酸钠 鳗乙酰胆碱酯酶 牛血清白蛋白 盐酸多巴胺 C 2 H 6 O FeCl∙6H 2 O NaAc AchE BSA C 8 H 12 ClNO 2 AR 分析纯 分析纯 生化试剂 分析纯 国药集团化学试剂有限公司 国药集团化学试剂有限公司 国药集团化学试剂有限公司 Sigma化学试剂公司 Sigma化学试剂公司 国药集团化学试剂有限公司 表1. 实验试剂 Table 2 Experimental devic 实验仪器 名称型号 生产厂家 磁力搅拌器 数控超声波清洗器 旋转蒸发器 高速离心机 液晶真空干燥箱 傅立叶红外变化光谱仪 超导量子干涉仪 差热﹣热重分析仪 X射线衍射仪 紫外可见分光光度计 震动样品磁强度计 透射电镜 ZNCL﹣GS KQ3200DB RE﹣52C TG20﹣WS DZE﹣6050E TENSOR 27 MPMS XL﹣7 STA 409 PG/PC D8 Advance 721型 LAKESHORE﹣7304 TecnaiTM G2 F30 上海越众仪器有限公司 昆山市超声仪器有限公司 巩义市予华仪器有限责任公司 长沙湘智离心机仪器有限公司 上海培因实验仪器有限公司 德国Bruker公司 Quantum Design公司 德国耐驰仪器制造有限公司 德国Bruker公司 北京天时科技有限公司 北京兄弟创合科贸有限公司 上海歌凡生物科技有限公司 表2. 实验设备 2.2. 实验方法 2.2.1. 合成盐酸多巴胺DA修饰的磁性纳米粒子 首先在30 mL乙二醇中加入FeCl 3 并搅拌溶解，随后依次加入醋酸钠和盐酸多巴胺，对混合溶液进行加热且持续搅拌大约30 min至全部溶解。然后将混合溶液需转移至50 mL高压反应釜。烘箱中200℃反应72小时。自然冷却至室温，得到黑色的经盐酸多巴胺修饰的磁性纳米粒子，用乙醇进行多次洗涤，在60℃真空干燥箱中干燥24小时。 2.2.2. 戊二醛反应 用戊二醛作为双功能试剂，接枝盐酸多巴胺修饰的磁性纳米粒子，以便进一步负载乙酰胆碱酯酶。具体方法如下：在50 mL磷酸缓冲液PBS (1 u|mL，PH = 7)中加入0.79克Fe 3 -NH 2 磁性纳米微球，超声分散一小时。再往里加入戊二醛(5 mL，5%)溶液，室温条件下搅拌反应4小时。用磷酸缓冲液PBS (1 µ|mL，PH = 7)对磁分离后载体进行多次洗涤。(留存约0.1 g磁性纳米微球用来做考虑不同浓度的戊二醛2%、3%、4%、5%、6%、7%的影响)。 2.2.3. 磁性Fe 3 O 4 @SiO 2 -NH 2 纳米微球表面乙酰胆碱酯酶固定化方法 准确称取10 mg磁性Fe 3 O 4 @SiO 2 -NH 2 纳米微球于10 mL离心管中，向离心管中加入不同酶蛋白浓度(0.25、0.5、0.75、1、1.25、1.5、2.0 U/mL)、不同pH的乙酰胆碱酯酶溶液2 mL (分别由50 mM pH 5.0的乙酸-乙酸钠缓冲液；50 mM pH 6.0~8.0的磷酸氢二钠–磷酸二氢钠缓冲液；50 mM pH 9.0~10.0的甘氨酸-氢氧化钠缓冲液配制)，一定温度下摇床反应一段时间，磁性分离，收集上清，用于测定蛋白含量。固定化酶清洗数次后，直至上清液中无蛋白含量吸收。将固定化酶之后的上清液和清洗液收集在一起测吸光度求吸附率。
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user: 3. 结果与分析 3.1. 磁性Fe 3 O 4 纳米粒子的结构与形态分析 3.1.1. 透射电镜分析 图1是多巴胺修饰的磁性纳米粒子和戊二醛接枝后的多巴胺修饰的磁性纳米粒子的透射电镜照片。由图可知，溶剂热一步法合成的盐酸多巴胺修饰的磁性纳米粒子的粒径在10 nm左右，而经戊二醛接枝后其粒径变为200 nm左右。可以发现经戊二醛接枝后，磁性纳米粒子的分散性变得更好。 3.1.2. 红外光谱(IR)分析 图2多巴胺修饰(a)及经戊二醛接枝后(b)的磁性纳米粒子的红外谱图。两种磁性纳米粒子分别在波数为568.62与567.71 cm −1 处出现了Fe-O键的吸收峰，说明经多巴胺修饰的Fe 3 O 4 磁性纳米粒子及其进一步与戊二醛反应后，始终保持四氧化三铁的骨架结构。同时图(a)和图(b)中，波数为2346.97和2075.06 cm −1 对应于四氧化三铁粒子表面的-OH伸缩振动吸收峰。在(a)图中的2075.06 cm −1 和图(b)中的1572.06 cm −1 处出现了新的吸收峰，属于C-H的伸缩振动吸收峰，载波数两图中分别为1795.62 cm −1 和1460.00 cm −1 处的吸收峰属于N-H的变动振动。由此说明多巴胺对对Fe 3 O 4 磁性纳米粒子的表面改性是成功的。 3.1.3. 磁性纳米材料的XRD分析 未与戊二醛反应的溶剂热直接合成的多巴胺修饰的Fe 3 O 4 @多巴胺的衍射谱峰2θ是30.30˚、35.58˚、43.00˚、53.98˚、57.64˚、62.46˚、这些衍射谱峰分别对应Fe 3 O 4 的(220)、(311)、(400)、(422)、(511)、(440)的晶面 [ 14 ] 。在图3中没有出现一些别的杂峰，这说明Fe 3 O 4 磁性纳米粒子是比较纯净的尖晶石结构，物 图1. 多巴胺修饰(a)及经戊二醛接枝后(b)的磁性纳米粒子的透射电镜图 图2. 多巴胺修饰(a)及经戊二醛接枝后(b)的磁性纳米粒子的红外谱图 图3. 多巴胺修饰(a)及经戊二醛接枝后(b)的磁性纳米粒子的XRD谱图 相比较单一。与戊二醛反应的溶剂热直接合成的多巴胺修饰的Fe 3 O 4 @多巴胺的衍射谱峰2θ是30.12˚、35.56˚、43.00˚、53.34˚，56.76˚、62.37˚。这样，在通过图中谱线的相互之间的比较，我们可以得到以下结论：与戊二醛反应的由溶剂热直接产生的多巴胺修饰的四氧化三铁和与戊二醛反应的由溶剂热直接产生的多巴胺修饰的四氧化三铁的出峰位置大体一样，这说明在经过表面修饰后修饰磁性纳米粒子的过程中以及与戊二醛反应后，Fe 3 O 4 的结构并没有受到损失，变化不大。从谱线中，可以看到，修饰后的磁性纳米粒子峰强有所变化，但是变化不大，这是由于修饰各种表面活性剂造成的。 3.1.4. 磁性能分析 图4是功能化的四氧化三铁磁性纳米粒子的室温磁滞回归线。在298 K时，四氧化三铁磁性纳米粒子和经多巴胺修饰的纳米粒子的饱和磁化强度值为分别为83.7 emu/g 75.0 emu/g。测试结果表明，制得的磁性纳米粒子的磁性能十分的优异是完全符合要求的。 3.2. 固定化酶的结果讨论 3.2.1. 不同酶蛋白浓度对蛋白吸附率的影响 首先分别量取为0.25、0.5、0.75、1.0、1.25、1.5、2.0 U/mL的乙酰胆碱酯酶溶液2 ml。然后加入10 mg氨基纳米微球。在摇床中反应十小时，摇床控制在30℃，200 rpm左右。考察蛋白吸附率因不同蛋白浓度的酶液产生的影响。 图5所示，主要考在浓度为0.2 U/mL、0.5 U/mL、1.0 U/mL、1.25 U/mL、1.5 U/mL、2.0 U/mL条件下，对蛋白吸附率的影响。由图可看得随着酶蛋白浓度的升高，蛋白吸附率随之增加，当达到1.5 U/mL酶蛋白浓度对吸附率的影响基本不变。 图4. 多巴胺修饰(a)及经戊二醛接枝后(b)的磁性纳米粒子的磁性分析 图5. 酶蛋白浓度对吸附率的影响 3.2.2. 不同反应温度对蛋白吸附率的影响 首先量取1.0 U/mL的脂肪酶溶液2 mL。然后向溶液中加入氨基纳米微球10 mg。最后分别在6个不同温度(20℃、5℃、30℃、35℃、40℃、50℃)的摇床中反应10小时。考察酶蛋白吸附率因不同固定化温度产生的影响。 图6所示，我们研究了在20℃、5℃、30℃、35℃、40℃、50℃条件下，不同的温度对蛋白吸附率的影响。由图可以得出随着温度的升高，蛋白吸附率基本是不变化的，温度的变化对蛋白吸附率的影响基本不大。但是温度超过35℃后，温度升高使得蛋白吸附率逐渐下降。 3.2.3. 不同PH对蛋白吸附率的影响 首先准备5份反应体系pH值分别为5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0的酶液。随后加入10 mg氨基纳米微球。将混合后的溶液放在摇床中反应10 h。观察酶蛋白吸附率因不同体系pH值的产生的影响。 图7考虑了在PH分别为5、6、7、8、9、10下对蛋白吸附率的影响。由图可得随着PH的变化对蛋白吸附率影响逐渐升高。PH为9时达到最佳吸附率。 3.2.4. 不同反应时间对蛋白吸附率的影响 首先准备1.0 U/mL乙酰胆碱酯酶溶液2 mL。然互向溶液中加入10 mg氨基硅烷微球。分别于摇床中反应四小时、八小时、十二小时、十六小时以及二十四小时和三十二小时。测定酶蛋白吸附率因不同的固定化时间的影响。 图8是固定化时间对蛋白吸附率的影响曲线。由图可看出蛋白吸附率随着固定化时间的增加逐渐增大。达到15 h时为最佳时间，随后开始下降。 3.2.5. 不同戊二醛对蛋白吸附率的影响 戊二酵作为具有双功能基团的交联剂，其可使酶蛋白分子中赖氨酸的ε-NH2、N端的a-NH2、酪氨酸的酚基或半胱氨酸的巯基与氨基化硅胶载体上的-NH2发生Schiff反应，而相互交联成固定化酶。分别 图6. 不同反应温度对蛋白吸附率的影响 图7. 不同PH对蛋白吸附率的影响 图8. 不同固定化时间对蛋白吸附率的影响 将0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7% (体积分数)的戊二醛加入磁性纳米微球处理后，进行AChE固定，计算各浓度下酶活回收率η考察戊二酵用量对固定化酶的影响。 图9是戊二醛浓度在0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07下对蛋白吸附率的影响。由图可看出戊二醛浓度在0.05时蛋白吸附率达到最大值。其余浓度下蛋白吸附率基本不变。 图9. 不同戊二醛浓度对蛋白吸附率的影响 综上所述，固定化酶的最优条件是酶蛋白浓度1.5 U/mL，反应温度为35℃反应PH为8，固定化时间是15 h，戊二醛浓度为0.5%。
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user: 4. 结论 1) 通过一种简单有效的溶剂热还原法，以FeCl 3 、乙二醇、醋酸钠、盐酸多巴胺为原料合成出了多巴胺修饰的四氧化三铁磁性纳米粒子，后用戊二醛共价偶联，随后用于固定化乙酰胆碱酯酶的应用研究。 2) 通过透射电镜、红外光谱、X-ray单晶结构衍射、磁性能分析等测试手段对实验产物的晶体结构进行表征。结果表明获得的多巴胺修饰的四氧化三铁磁性纳米粒子的粒径约为10~20 nm。红外光谱、X-ray衍射的结果表明对磁性纳米粒子进行的表面修饰是有效的。磁性能分析说明多巴胺修饰的四氧化三铁磁性纳米粒子，其饱和磁化值为75.0 emu/g，具有十分优秀的磁性能，并且固定化酶后容易进行控制和再次回收。 3) 将磁性纳米粒子用于乙酰胆碱酯酶的固定化应用研究表明，固定化酶的最优条件是：最优条件是酶蛋白浓度1.5 U/mL，反应温度为35℃反应PH为8，固定化时间是15 h，戊二醛浓度为0.5%。这种溶剂热合成磁性纳米粒子的方法有望得到更广泛的应用。
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user: 摘 要 黄壤是贵州省农业生产主要土壤类型，特殊的土地条件与丰富的降雨造成土壤养分淋失，而且会引起水体污染。生物炭可以用来改善土壤环境和控制养分的淋失。然而，生物炭对黄壤中氮磷养分淋失的影响仍不是很清楚。本文采用室内土柱模拟淋溶方法，设置添加0 kg/m 2 (B0)、2 kg/m 2 (B2)、4 kg/m 2 (B4)、6 kg/m 2 (B6) 4个水平生物炭，研究4个处理对土壤养分含量及淋溶液体积、总氮、总磷、 NO 3 − -N 和 NH 4 + -N 淋失的影响。结果表明：土壤添加生物炭后，土壤pH、全氮、全磷、速效氮和速效磷含量随着生物炭添加量的增大而增加；添加生物炭的处理减少了水分的流失，添加2 kg/m 2 、4 kg/m 2 、6 kg/m 2 三个水平生物炭处理的累计淋溶液体积分别比未添加处理减少了0.3%、1.5%、2.0%；同等施肥条件下，添加生物炭处理与未添加相比，均显著降低了土壤淋溶液里TP、TN、 NO 3 − -N 、 NH 4 + -N 的累积淋失量，但以2 kg/m 2 处理降低效果最好。综上，黄壤中添加生物炭能够改善土壤和有效减少土壤养分的流失，其中有一个最适宜的生物炭添加量实现TP、TN、 NO 3 − -N 、 NH 4 + -N 淋失控制达到良好效果。 关键词 :生物炭，黄壤，土壤养分，氮磷淋失 Copyright © 2017 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/