征稿启事：与能源研究相关的物理、化学及其交叉领域

征稿范围：与能源研究相关的多学科及其交叉领域，包括物理、电子、材料、化学、环境等学科的研究论文。

截止日期：长期征稿     语种：中文

发表周期：从投稿到刊出平均3~8个月，本次征稿，优秀稿件可优先安排在6月份刊出。

本刊级别：北大中文核心、中国科技期核心等。

收费标准：700~2000元/篇。

稿酬标准：100~1000元/篇。

以下是2020年第6期谭编负责的论文，欢迎阅读，感谢引用！

【特约综述】

化合物半导体Cu2ZnSnS4太阳电池与人工光合作用制氢

doi: 10.6054/j.jscnun.2020086

江丰, 李林涛,  冯旷,  王康,  黄定旺

华南师范大学半导体科学技术研究院，广州 510631

摘要: 太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的清洁能源，将成为未来新能源的重要组成部分.目前人们除了利用太阳能光伏发电以外，还有利用仿生光合作用将太阳能转化为化学能、利用半导体光电极分解水制氢等方式.而在半导体材料中，低成本环保型的化合物半导体光伏材料(如Cu2ZnSnS4等)具有优良的光伏发电性能，同时也非常适合作为太阳光分解水制氢的材料.文章综述了近年来在Cu2ZnSnS4光伏电池及其太阳光分解水制氢领域的研究进展.

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引用本文:江丰, 李林涛, 冯旷, 王康, 黄定旺. 化合物半导体Cu2ZnSnS4太阳电池与人工光合作用制氢[J]. 华南师范大学学报（自然科学版）, 2020, 52(6): 1-9.

Citation:JIANG Feng, LI Lintao, FENG Kuang, WANG Kang, HUANG Dingwang. Compound Semiconductor Cu2ZnSnS4 Solar Cells and Artificial Photosynthesis for Hydrogen Production[J]. Journal of South China normal University (Natural Science Edition), 2020, 52(6): 1-9.

【物理学与光学工程】

超导非绝热几何量子计算及其优化控制

doi: 10.6054/j.jscnun.2020087

徐靖,  薛正远

华南师范大学物理与电信工程学院，广州 510006

摘要: 为实现量子门的高保真度和强鲁棒性，提出基于超导量子电路体系的非绝热几何量子计算方案.仅通过对超导比特施加含时共振微波驱动的方式，可以在超导比特上实现任意的单比特几何量子门.同时，在2个电容耦合的超导比特体系中，非平庸的2比特几何量子门也可以类似地实现.结果表明：提出的非绝热几何量子计算方案不仅对几何量子操作具有较好的鲁棒性，还可以与优化控制技术兼容，进一步增强量子门的鲁棒性.该方案的提出使容错固态量子计算的研究与发展向前迈出了重要的一步.

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引用本文:徐靖, 薛正远. 超导非绝热几何量子计算及其优化控制[J]. 华南师范大学学报（自然科学版）, 2020, 52(6): 10-14.

Citation:XU Jing, XUE Zhengyuan. Superconducting Nonadiabatic Geometric Quantum Computation with Optimal Control[J]. Journal of South China normal University (Natural Science Edition), 2020, 52(6): 10-14.

基于U-net和YOLOv4的绝缘子图像分割与缺陷检测

doi: 10.6054/j.jscnun.2020088

唐小煜, ,  黄进波,  冯洁文,  陈锡和

广东省量子调控工程与材料重点实验室//广东省光电检测仪器工程技术研究中心// 物理国家级实验教学示范中心//华南师范大学物理与电信工程学院，广州 510006

摘要: 输电线路上绝缘子的完整性直接影响了输电的安全与可靠性.采用深度学习方法，对绝缘子图像识别提取和缺陷检测问题进行了研究.首先基于优化的U-net模型获取绝缘子区域掩模图像，实现对绝缘子串语义分割；然后基于YOLOv4模型获取缺陷绝缘子的位置，实现对自爆绝缘子目标的检测.为充分利用高分辨率图像的像素信息，提出“切分-识别-合成”的检测思路，精确分割出绝缘子以及判断并获取缺陷区域；最后设计了多组实验并进行对比，验证了模型的有效性.采用优化的U-net模型分割绝缘子的Dice系数达0.92；采用YOLOv4模型检测自爆绝缘子的识别精度达0.96，平均重叠度IOU达0.88.研究结果对实现电力系统运维的智能化具有较高的应用价值.

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引用本文:唐小煜, 黄进波, 冯洁文, 陈锡和. 基于U-net和YOLOv4的绝缘子图像分割与缺陷检测[J]. 华南师范大学学报（自然科学版）, 2020, 52(6): 15-21.

Citation:TANG Xiaoyu, HUANG Jinbo, FENG Jiewen, CHEN Xihe. Image Segmentation and Defect Detection of Insulators Based on U-net and YOLOv4[J]. Journal of South China normal University (Natural Science Edition), 2020, 52(6): 15-21.

【化学与环境】

锂离子电容器碳酸乙烯酯基电解液的研究

doi: 10.6054/j.jscnun.2020089

王鹏磊1, 2；安亚斌1；耿琳彬1；孙现众1, 2；张熊1, 2；马衍伟1, 2

1.中国科学院机构电工研究所，北京 100190

2.中国科学院大学，北京 100049

摘要: 采用2种碳酸乙烯酯基电解液制作了基于活性炭正极和软碳负极的软包装锂离子电容器(LICs)，研究了器件的直流内阻、倍率、阻抗和循环稳定性等电化学性能.结果表明：通过向碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二乙酯(DEC)的混合溶剂中加入碳酸丙烯酯(PC)，得到双氟磺酰亚胺锂电解液(1.2 mol/L LiFSI : (EC/PC/DEC)), 可使LICs具有更低的内阻和更佳的倍率性能，而且低温下其电化学性能亦有显著提高.研究结果对于开发低内阻和低温LICs的电解液具有重要意义.

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引用本文:王鹏磊, 安亚斌, 耿琳彬, 孙现众, 张熊, 马衍伟. 锂离子电容器碳酸乙烯酯基电解液的研究[J]. 华南师范大学学报（自然科学版）, 2020, 52(6): 22-27.

Citation:WANG Penglei, AN Yabin, GENG Linbin, SUN Xianzhong, ZHANG Xiong, MA Yanwei. The Ethylene Carbonate-Based Electrolyte of Lithium-Ion Capacitors[J]. Journal of South China normal University (Natural Science Edition), 2020, 52(6): 22-27.

Ni3S2 -多孔镍@泡沫镍电极制备及其赝电容性能

doi: 10.6054/j.jscnun.2020090

赵少飞1；刘鹏1；李婉萍1；曾小红1；余林1；曾华强1, 2

1.广东工业大学机构轻工化工学院，广州 510006

2.纳米生物实验室，新加坡 138669

摘要: 采用氢气鼓泡法预处理泡沫镍集流体，通过循环伏安法原位电沉积Ni3S2活性材料，制备了Ni3S2-多孔镍@泡沫镍(Ni3S2-Ni@NF)电极.通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、光电子能谱(XPS)和拉曼光谱(Raman)对物相结构进行了表征，并利用电化学工作站测试了电化学性能.结果表明：制备的Ni3S2-Ni@NF材料表现出优异的赝电容性能，在2 mA/cm2的电流密度下，比电容达到4.56 F/cm2，且具有优异的倍率性能(20 mA/cm2的电流密度下，比电容达到4.06 F/cm2)和循环性能(10 mA/cm2的电流密度下，循环1 000次的比电容保持率约73%).

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引用本文:赵少飞, 刘鹏, 李婉萍, 曾小红, 余林, 曾华强. Ni3S2 -多孔镍@泡沫镍电极制备及其赝电容性能[J]. 华南师范大学学报（自然科学版）, 2020, 52(6): 28-33.

Citation:ZHAO Shaofei, LIU Peng, LI Wanping, ZENG Xiaohong, YU Lin, ZENG Huaqiang. Preparation of Ni3S2-Ni@Ni Foam Electrode and Its Pseudocapacitance Properties[J]. Journal of South China normal University (Natural Science Edition), 2020, 52(6): 28-33.

一种可富集Fe3+的含芘荧光探针

doi: 10.6054/j.jscnun.2020091

王莎,  黄子杰,  肖盈希,  卢博,  唐健,  马立军, 

华南师范大学化学学院，广州 510006

摘要: 以芘为荧光发射基团、以邻氨基苯甲酸基团为识别基团，设计、合成了一种对Fe3+特异性响应的荧光探针芘甲酰邻氨基苯甲酸(PAA).利用氢核磁共振波谱、质谱表征其结构，通过紫外-可见吸收光谱以及荧光发射光谱研究其对Fe3+的响应性能.结果表明：PAA对Fe3+具有高选择性、高抗干扰性的荧光响应.随着Fe3+浓度的升高，探针的荧光强度逐渐减弱，同时伴随大量Fe3+螯合物沉淀的析出，从而使Fe3+从体系中富集出来，且在4倍浓度干扰离子存在的体系中，PAA对Fe3+的识别能力几乎不受影响.因此，PAA在实际环境应用中，具有较大的潜力和应用价值.

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引用本文:王莎, 黄子杰, 肖盈希, 卢博, 唐健, 马立军. 一种可富集Fe3+的含芘荧光探针[J]. 华南师范大学学报（自然科学版）, 2020, 52(6): 34-38.

Citation:WANG Sha, HUANG Zijie, XIAO Yingxi, LU Bo, TANG Jian, MA Lijun. A Pyrene-containing Fluorescent Probe with Enriching Fe3+[J]. Journal of South China normal University (Natural Science Edition), 2020, 52(6): 34-38.

天然沸石对水中左氧氟沙星的吸附及其影响因素

doi: 10.6054/j.jscnun.2020092

杜悦矜,  曾丽璇, ,  黄家全,  李美慧

华南师范大学环境学院//广东省化学品污染与环境安全重点实验室//教育部环境理论化学重点实验室，广州 510006

摘要: 以天然沸石(NZ)作为去除水中左氧氟沙星(LEV)的吸附剂，通过静态吸附实验结合XRD、FT-IR和XRF等表征手段，针对NZ的结构及其对LEV的吸附效果、吸附机理进行探讨，并研究环境因素(包括腐殖酸和氨氮等)对吸附效果的影响.结果表明：XRD分析揭示了所用的NZ为斜发沸石；在LEV初始质量浓度为20 mg/L时，吸附达到饱和，最佳pH为6.5，吸附过程符合Langmuir模型，最大吸附容量为23.65 mg/g；吸附机理是离子交换和氢键作用；腐殖酸和氨氮的存在均使LEV的吸附量显著下降，推测主要是位点竞争和静电竞争抑制了NZ对LEV的吸附.

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引用本文:杜悦矜, 曾丽璇, 黄家全, 李美慧. 天然沸石对水中左氧氟沙星的吸附及其影响因素[J]. 华南师范大学学报（自然科学版）, 2020, 52(6): 39-44. 

Citation:DU Yuejin, ZENG Lixuan, HUANG Jiaquan, LI Meihui. Natural Zeolite's Adsorption of Levofloxacin in Water and the Effects of Environmental Factors[J]. Journal of South China normal University (Natural Science Edition), 2020, 52(6): 39-44.

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