基于CiteSpace近十年复合膜研究现状及趋势

贺丰洋，苏 琼，王彦斌，任 敏，王作栋，孙希阳

(1.西北民族大学 化工学院，甘肃 兰州 730030；2.甘肃省高校环境友好复合材料及生物 质利用省级重点实验室，甘肃 兰州 730030)

当前，随着我国城市工业化迅速发展，各种复合膜研究也如雨后春笋般层起。复合膜一般是由支撑层和壁障层等构成的分离膜，可以增加物质的透过量。当前对于分离膜的应用主要有水处理和气体分离两大类。董应超[1]等研究了碳纳米管复合膜对水进行处理，Rybak[2]等研究基于聚酰亚胺基质的磁性无机-有机复合膜用于气体分离。

CiteSpace软件具有关键词共现分析、共词聚类分析等功能，并且能够将分析结果以可视化的形式呈现[3]。本文通过可视化的图分析，包括关键词、作者、发文机构的分析，对未来复合膜的研究提供参考依据，能够有效把握我国在复合膜领域的研究进展，而且在此领域的文献计量研究中，很少有研究对CNKI数据库的中文期刊进行分析，所以本文的对比研究更具有方法上的参考意义。

1 数据来源

中国知网CNKI数据库集合了中国国内的绝大多数学术资源，可作为中国学术资源的代表，所以本文选择CNKI数据库资源，来了解我国对复合膜的研究情况。检索步骤如下：主题为：复合膜、混合基质膜，起止年份为：2009年到2019年，选择期刊来源均为核心期刊，进行检索。最终搜索到975条结果。通过初步观察，人工逐一筛选排查，最终筛选794条下载文献用于分析，并按照Ref Works格式导出(一种文献引用格式)，用于后面的分析。

2 数据处理分析

2.1 发文量及发文年份分析

文献的发文量及发文年份分析可以直观地反映某一个研究领域数量和时间关系的动态，同时也能体现该领域研究的发展速度及研究水平。对某个领域年度发文量进行统计做表，且绘出对应的曲线图，能够更好地预测该领域未来研究的热点及其发展趋势[4]。

本文所选的是2009-2019年的文献，从图1中总体来看近十年发文量随时间呈增长趋势，尤其2009-2010增长最快，说明我国在该领域研究也越来越多。而2012、2018年发文量达到峰值110篇，可以说明这两年度的研究最为火热。

图1 2009-2019年发文量总体趋势分析图

2.2 来源期刊

为了了解研究复合膜领域的文献主要发表的核心期刊，方便对该领域文献检索，所以对文献来源期刊进行统计分析。筛选时只对前十的期刊来源进行统计分析，并绘制出对应的饼状图如图2。

图2 文献期刊来源图

经统计分析，2009-2019年间《化工新型材料》发文量最多142篇，占比22%，其次是《膜科学与技术》发文130篇，占比20%。可见在核心期刊中二者涉及复合膜的研究最为突出，收录量最多，具有很强的代表性。另外如图2所示，对于复合膜的研究文献期刊来源范围比较广，各类化工核心期刊均有收录。

2.3 发文作者分析

研究人员是推动学科进步的中坚力量，通过对某领域研究者的发文量，可以了解特定时期该作者在该领域的活跃程度，从而可以促进研究者们的学术交流，推动学科学术的发展[5]。对发文作者可视化知识图谱分析，可以直观反映出复合膜研究领域，作者的研究程度，作者间的合作联系程度。

运行CiteSpace软件得到图3发文作者共现网络图，作者发文量的多少可以从图中节点看出，节点越大、名字字体越大则代表发文数量越多，反之发文数量越少；图中作者节点间的连线代表发文作者间的合作关系，线条越粗代表联系越紧密；图中最上方的年份条，不同的颜色代表了不同年份，颜色由深变浅表示年份由远及近。为了更加直观，本文统计了发文频次5以上的14名作者，在研究复合膜领域2009-2019年，发文量前五的作者是：高从堦(14篇)、刘耀文(10篇)、许振良(8篇)、张林(7篇)、李继定(6篇)，这些作者对复合膜研究的发展做出了很大的贡献。从图3中可以看出，以高从堦、刘耀文、许振良、李继定等人为核心，主要可分为四支联系紧密的研究队伍。纵观全图，作者间有紧密的合作联系有利于知识的研讨、学术的交流、领域的发展[6]。

相比较而言，呈散点状分布的发文作者，节点较小、发文量较少，所以科学研究合作是不可缺少的，合作交流更能促进科研成果的产出，对合作关系的研究，可以清楚地了解到发文作者间的关系及科研成果的集群，而科研互动交流往往会促进学科研究的发展[7]。

图3 发文作者共现网络图

2.4 发文机构分析

对论文的发文机构进行统计分析，是衡量文章质量，学科前沿机构的一个重要指标[8]，而且对发文机构的分析能够反映某机构的科研能力和学术水平，能够加强机构间的学术交流，对其他机构在该领域的研究也有一定的指向性。

图4 2009-2019总发文数及机构(前十)

图4是2009-2019年间对发文机构总发文数量(前十)的统计，从中可以看到在发文数排行前十的高校中，985及211院校占70%，说明复合膜领域在我国重点高校的研究是比较热门的。

从图5中可以看出发文机构大多呈散点状分布即机构自我研究；也有如：以中国科学院大学为核心的合作机构，一部分是院校之间的合作，另外一部分是院校与企业间的合作。通常情况下，院校间的相互合作会促进学者之间学术交流，从而推动该领域学术发展[9]。

校企间的合作更加注重实践，能够更好地把实验室研究成果扩大化，进行加工生产，使理论与实践更好的结合。所以各机构在以后的研究中，应注重加强院校间、校企间跨单位、跨地区的合作交流，开展学术交流与学术探讨活动，推动复合膜领域的整体发展。

图5 年度发文机构共现图

2.5 关键词共现分析

关键词是从论文的标题、摘要、文本中所提取出来的，是一篇文章的核心之处和精髓凝练。从文献计量学的角度看，出现频次较高的关键词反映出某该域的研究热点，因而关键词被看作该领域的研究热点所在[10]。

图6 膜分离领域关键词共词聚类分析图

图6是运用CiteSpace软件对794篇文献分析所获取的关键词共现图，提取词频为20以上的关键词(见表1)，由图6可以看出围绕复合膜，“渗透汽化”“力学性能”“气体分离”等关键词复合膜领域的研究热点。这几个关键词说明近十年该领域对在复合膜的性能和功能方面拓展较深，而其他几个高频关键词如“聚乙烯醇”“壳聚糖”“石墨烯”“聚偏氟乙烯”“碳纳米管”“氧化石墨烯”则是这些年研究者们研究复合膜的热门材料。结合的高中心性分布和图6聚类分析可以发现，有明显的8个聚类，中心的聚类是复合膜、聚乙烯醇、石墨烯、渗透汽化、壳聚糖、聚偏氟乙烯、聚酰亚胺、氧化石墨烯、离子液体等，其他的聚类有复合材料、气体分离、多壁碳纳米管等。在选择研究复合膜原材料时这几类在当下比较热门，而且做出的复合膜也较为成熟，这也为后续研究者们选材提供更好的支撑。通过分析对于复合膜性能表征方面主要考虑“力学性能”，对于复合膜的应用，近些年侧重于“气体分离”方面。

3 研究结论

从近十年国内文献发表数量来看，我国在复合膜研究方面的阶段性增长，2012年、2018年发文数达到巅峰，2019年研究热度有望增长。从来源期刊来看，《化工新型材料》、《膜科学与技术》涉及复合膜的研究最为突出，收录量最多，具有很强的代表性，另外对于复合膜的研究文献期刊来源范围比较广，各类化工核心期刊均有收录。根据关键词共现分析，可以看到当前研究复合膜的热门选材有“聚乙烯醇”“壳聚糖”“石墨烯”，复合膜的应用侧重于“气体分离”方面。对发文作者、发文机构分析，得出院校间、校企间合作交流更能促进科研成果的产出，对合作关系的研究，可以清楚地了解到发文作者间的关系及科研成果的集群，而科研互动交流往往会促进学科研究的发展。