基于CiteSpace近十年復(fù)合膜研究現(xiàn)狀及趨勢

賀豐洋，蘇 瓊，王彥斌，任 敏，王作棟，孫希陽

(1.西北民族大學(xué) 化工學(xué)院，甘肅 蘭州 730030；2.甘肅省高校環(huán)境友好復(fù)合材料及生物 質(zhì)利用省級重點實驗室，甘肅 蘭州 730030)

當(dāng)前，隨著我國城市工業(yè)化迅速發(fā)展，各種復(fù)合膜研究也如雨后春筍般層起。復(fù)合膜一般是由支撐層和壁障層等構(gòu)成的分離膜，可以增加物質(zhì)的透過量。當(dāng)前對于分離膜的應(yīng)用主要有水處理和氣體分離兩大類。董應(yīng)超[1]等研究了碳納米管復(fù)合膜對水進(jìn)行處理，Rybak[2]等研究基于聚酰亞胺基質(zhì)的磁性無機(jī)-有機(jī)復(fù)合膜用于氣體分離。

CiteSpace軟件具有關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析、共詞聚類分析等功能，并且能夠?qū)⒎治鼋Y(jié)果以可視化的形式呈現(xiàn)[3]。本文通過可視化的圖分析，包括關(guān)鍵詞、作者、發(fā)文機(jī)構(gòu)的分析，對未來復(fù)合膜的研究提供參考依據(jù)，能夠有效把握我國在復(fù)合膜領(lǐng)域的研究進(jìn)展，而且在此領(lǐng)域的文獻(xiàn)計量研究中，很少有研究對CNKI數(shù)據(jù)庫的中文期刊進(jìn)行分析，所以本文的對比研究更具有方法上的參考意義。

1 數(shù)據(jù)來源

中國知網(wǎng)CNKI數(shù)據(jù)庫集合了中國國內(nèi)的絕大多數(shù)學(xué)術(shù)資源，可作為中國學(xué)術(shù)資源的代表，所以本文選擇CNKI數(shù)據(jù)庫資源，來了解我國對復(fù)合膜的研究情況。檢索步驟如下：主題為：復(fù)合膜、混合基質(zhì)膜，起止年份為：2009年到2019年，選擇期刊來源均為核心期刊，進(jìn)行檢索。最終搜索到975條結(jié)果。通過初步觀察，人工逐一篩選排查，最終篩選794條下載文獻(xiàn)用于分析，并按照Ref Works格式導(dǎo)出(一種文獻(xiàn)引用格式)，用于后面的分析。

2 數(shù)據(jù)處理分析

2.1 發(fā)文量及發(fā)文年份分析

文獻(xiàn)的發(fā)文量及發(fā)文年份分析可以直觀地反映某一個研究領(lǐng)域數(shù)量和時間關(guān)系的動態(tài)，同時也能體現(xiàn)該領(lǐng)域研究的發(fā)展速度及研究水平。對某個領(lǐng)域年度發(fā)文量進(jìn)行統(tǒng)計做表，且繪出對應(yīng)的曲線圖，能夠更好地預(yù)測該領(lǐng)域未來研究的熱點及其發(fā)展趨勢[4]。

本文所選的是2009-2019年的文獻(xiàn)，從圖1中總體來看近十年發(fā)文量隨時間呈增長趨勢，尤其2009-2010增長最快，說明我國在該領(lǐng)域研究也越來越多。而2012、2018年發(fā)文量達(dá)到峰值110篇，可以說明這兩年度的研究最為火熱。

圖1 2009-2019年發(fā)文量總體趨勢分析圖

2.2 來源期刊

為了了解研究復(fù)合膜領(lǐng)域的文獻(xiàn)主要發(fā)表的核心期刊，方便對該領(lǐng)域文獻(xiàn)檢索，所以對文獻(xiàn)來源期刊進(jìn)行統(tǒng)計分析。篩選時只對前十的期刊來源進(jìn)行統(tǒng)計分析，并繪制出對應(yīng)的餅狀圖如圖2。

圖2 文獻(xiàn)期刊來源圖

經(jīng)統(tǒng)計分析，2009-2019年間《化工新型材料》發(fā)文量最多142篇，占比22%，其次是《膜科學(xué)與技術(shù)》發(fā)文130篇，占比20%?？梢娫诤诵钠诳卸呱婕皬?fù)合膜的研究最為突出，收錄量最多，具有很強(qiáng)的代表性。另外如圖2所示，對于復(fù)合膜的研究文獻(xiàn)期刊來源范圍比較廣，各類化工核心期刊均有收錄。

2.3 發(fā)文作者分析

研究人員是推動學(xué)科進(jìn)步的中堅力量，通過對某領(lǐng)域研究者的發(fā)文量，可以了解特定時期該作者在該領(lǐng)域的活躍程度，從而可以促進(jìn)研究者們的學(xué)術(shù)交流，推動學(xué)科學(xué)術(shù)的發(fā)展[5]。對發(fā)文作者可視化知識圖譜分析，可以直觀反映出復(fù)合膜研究領(lǐng)域，作者的研究程度，作者間的合作聯(lián)系程度。

運行CiteSpace軟件得到圖3發(fā)文作者共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖，作者發(fā)文量的多少可以從圖中節(jié)點看出，節(jié)點越大、名字字體越大則代表發(fā)文數(shù)量越多，反之發(fā)文數(shù)量越少；圖中作者節(jié)點間的連線代表發(fā)文作者間的合作關(guān)系，線條越粗代表聯(lián)系越緊密；圖中最上方的年份條，不同的顏色代表了不同年份，顏色由深變淺表示年份由遠(yuǎn)及近。為了更加直觀，本文統(tǒng)計了發(fā)文頻次5以上的14名作者，在研究復(fù)合膜領(lǐng)域2009-2019年，發(fā)文量前五的作者是：高從堦(14篇)、劉耀文(10篇)、許振良(8篇)、張林(7篇)、李繼定(6篇)，這些作者對復(fù)合膜研究的發(fā)展做出了很大的貢獻(xiàn)。從圖3中可以看出，以高從堦、劉耀文、許振良、李繼定等人為核心，主要可分為四支聯(lián)系緊密的研究隊伍?？v觀全圖，作者間有緊密的合作聯(lián)系有利于知識的研討、學(xué)術(shù)的交流、領(lǐng)域的發(fā)展[6]。

相比較而言，呈散點狀分布的發(fā)文作者，節(jié)點較小、發(fā)文量較少，所以科學(xué)研究合作是不可缺少的，合作交流更能促進(jìn)科研成果的產(chǎn)出，對合作關(guān)系的研究，可以清楚地了解到發(fā)文作者間的關(guān)系及科研成果的集群，而科研互動交流往往會促進(jìn)學(xué)科研究的發(fā)展[7]。

圖3 發(fā)文作者共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖

2.4 發(fā)文機(jī)構(gòu)分析

對論文的發(fā)文機(jī)構(gòu)進(jìn)行統(tǒng)計分析，是衡量文章質(zhì)量，學(xué)科前沿機(jī)構(gòu)的一個重要指標(biāo)[8]，而且對發(fā)文機(jī)構(gòu)的分析能夠反映某機(jī)構(gòu)的科研能力和學(xué)術(shù)水平，能夠加強(qiáng)機(jī)構(gòu)間的學(xué)術(shù)交流，對其他機(jī)構(gòu)在該領(lǐng)域的研究也有一定的指向性。

圖4 2009-2019總發(fā)文數(shù)及機(jī)構(gòu)(前十)

圖4是2009-2019年間對發(fā)文機(jī)構(gòu)總發(fā)文數(shù)量(前十)的統(tǒng)計，從中可以看到在發(fā)文數(shù)排行前十的高校中，985及211院校占70%，說明復(fù)合膜領(lǐng)域在我國重點高校的研究是比較熱門的。

從圖5中可以看出發(fā)文機(jī)構(gòu)大多呈散點狀分布即機(jī)構(gòu)自我研究；也有如：以中國科學(xué)院大學(xué)為核心的合作機(jī)構(gòu)，一部分是院校之間的合作，另外一部分是院校與企業(yè)間的合作。通常情況下，院校間的相互合作會促進(jìn)學(xué)者之間學(xué)術(shù)交流，從而推動該領(lǐng)域?qū)W術(shù)發(fā)展[9]。

校企間的合作更加注重實踐，能夠更好地把實驗室研究成果擴(kuò)大化，進(jìn)行加工生產(chǎn)，使理論與實踐更好的結(jié)合。所以各機(jī)構(gòu)在以后的研究中，應(yīng)注重加強(qiáng)院校間、校企間跨單位、跨地區(qū)的合作交流，開展學(xué)術(shù)交流與學(xué)術(shù)探討活動，推動復(fù)合膜領(lǐng)域的整體發(fā)展。

圖5 年度發(fā)文機(jī)構(gòu)共現(xiàn)圖

2.5 關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析

關(guān)鍵詞是從論文的標(biāo)題、摘要、文本中所提取出來的，是一篇文章的核心之處和精髓凝練。從文獻(xiàn)計量學(xué)的角度看，出現(xiàn)頻次較高的關(guān)鍵詞反映出某該域的研究熱點，因而關(guān)鍵詞被看作該領(lǐng)域的研究熱點所在[10]。

圖6 膜分離領(lǐng)域關(guān)鍵詞共詞聚類分析圖

圖6是運用CiteSpace軟件對794篇文獻(xiàn)分析所獲取的關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖，提取詞頻為20以上的關(guān)鍵詞(見表1)，由圖6可以看出圍繞復(fù)合膜，“滲透汽化”“力學(xué)性能”“氣體分離”等關(guān)鍵詞復(fù)合膜領(lǐng)域的研究熱點。這幾個關(guān)鍵詞說明近十年該領(lǐng)域?qū)υ趶?fù)合膜的性能和功能方面拓展較深，而其他幾個高頻關(guān)鍵詞如“聚乙烯醇”“殼聚糖”“石墨烯”“聚偏氟乙烯”“碳納米管”“氧化石墨烯”則是這些年研究者們研究復(fù)合膜的熱門材料。結(jié)合的高中心性分布和圖6聚類分析可以發(fā)現(xiàn)，有明顯的8個聚類，中心的聚類是復(fù)合膜、聚乙烯醇、石墨烯、滲透汽化、殼聚糖、聚偏氟乙烯、聚酰亞胺、氧化石墨烯、離子液體等，其他的聚類有復(fù)合材料、氣體分離、多壁碳納米管等。在選擇研究復(fù)合膜原材料時這幾類在當(dāng)下比較熱門，而且做出的復(fù)合膜也較為成熟，這也為后續(xù)研究者們選材提供更好的支撐。通過分析對于復(fù)合膜性能表征方面主要考慮“力學(xué)性能”，對于復(fù)合膜的應(yīng)用，近些年側(cè)重于“氣體分離”方面。

3 研究結(jié)論

從近十年國內(nèi)文獻(xiàn)發(fā)表數(shù)量來看，我國在復(fù)合膜研究方面的階段性增長，2012年、2018年發(fā)文數(shù)達(dá)到巔峰，2019年研究熱度有望增長。從來源期刊來看，《化工新型材料》、《膜科學(xué)與技術(shù)》涉及復(fù)合膜的研究最為突出，收錄量最多，具有很強(qiáng)的代表性，另外對于復(fù)合膜的研究文獻(xiàn)期刊來源范圍比較廣，各類化工核心期刊均有收錄。根據(jù)關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析，可以看到當(dāng)前研究復(fù)合膜的熱門選材有“聚乙烯醇”“殼聚糖”“石墨烯”，復(fù)合膜的應(yīng)用側(cè)重于“氣體分離”方面。對發(fā)文作者、發(fā)文機(jī)構(gòu)分析，得出院校間、校企間合作交流更能促進(jìn)科研成果的產(chǎn)出，對合作關(guān)系的研究，可以清楚地了解到發(fā)文作者間的關(guān)系及科研成果的集群，而科研互動交流往往會促進(jìn)學(xué)科研究的發(fā)展。