等离子喷涂纳米团聚体粉末熔化过程数值模拟 被引量：7

1

作者 王东生 田宗军 +2 位作者 沈理达 刘志东 黄因慧 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期417-422,共6页

根据等离子喷涂的传热特点,利用ANSYS有限元软件,建立了等离子喷涂纳米团聚体ZrO2-7%Y2O3(7%为质量分数)粉末熔化过程模型,分析了粉末直径和喷涂距离对粉末熔化状态的影响,为优化喷涂工艺参数提供了理论依据。在优化的等离子喷涂工艺参... 根据等离子喷涂的传热特点,利用ANSYS有限元软件,建立了等离子喷涂纳米团聚体ZrO2-7%Y2O3(7%为质量分数)粉末熔化过程模型,分析了粉末直径和喷涂距离对粉末熔化状态的影响,为优化喷涂工艺参数提供了理论依据。在优化的等离子喷涂工艺参数下,获得了一定比例纳米颗粒熔化后重结晶得到的基体相和未完全熔化的纳米颗粒嵌入相组成的特殊两相结构的纳米结构涂层。 展开更多

关键词 等离子喷涂 纳米团聚体粉末 熔化 数值模拟

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等离子喷涂纳米团聚体粉末热力耦合的有限元数值模拟 被引量：6

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作者 王东生 田宗军 +3 位作者 王泾文 段宗银 沈理达 黄因慧 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期1962-1970,共9页

采用有限元软件中的间接热力耦合方法,建立等离子喷涂纳米团聚体ZrO2-7%Y2O3(质量分数)粉末热力耦合有限元模型,对喷涂过程中粉末的热应力进行研究,分析粉末直径和喷嘴出口处等离子焰流温度对粉末应力的影响。同时进行相应的等离子喷涂... 采用有限元软件中的间接热力耦合方法,建立等离子喷涂纳米团聚体ZrO2-7%Y2O3(质量分数)粉末热力耦合有限元模型,对喷涂过程中粉末的热应力进行研究,分析粉末直径和喷嘴出口处等离子焰流温度对粉末应力的影响。同时进行相应的等离子喷涂试验,并从理论上分析喷涂过程中粉末破碎的原因及破碎机理。结果表明:在等离子喷涂过程中,粉末中心存在较大的拉压力,随着粉末飞行时间的增加,粉末中心拉应力先增加后减小;粉末直径越大,粉末中心最大拉应力越大,出现最大拉应力的时间越晚;喷嘴出口处等离子体温度越高,粉末中心的最大拉应力也越大,而出现最大拉应力的时间没有明显差别;等离子喷涂纳米涂层的表面有3类组织,单个或少量纳米粒子团、以亚微米级尺度为主的小球以及较大尺度的不规则体;这3类组织是由等离子喷涂过程中纳米团聚体粉末内部较大的拉应力而引起粉末破碎形成的,其破碎形式与爆炸破碎机理相符。 展开更多

关键词 纳米团聚体粉末 等离子喷涂 数值模拟 温度场 应力场 破碎机理

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等离子喷涂中纳米团聚体粉末温度场数值模拟 被引量：1

3

作者 王东生 田宗军 +3 位作者 张少伍 曲光 沈理达 黄因慧 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期50-54,115,共5页

在纳米粒子排布方式理想化假设及热物性参数换算基础上,对纳米团聚体Al2O3-13%TiO2粉末等离子喷涂过程中的温度场进行数值模拟,分析粉末直径、喷涂距离及喷嘴出口处等离子焰流温度对粉末熔化状态的影响,并通过试验研究粉末在喷涂过程中... 在纳米粒子排布方式理想化假设及热物性参数换算基础上,对纳米团聚体Al2O3-13%TiO2粉末等离子喷涂过程中的温度场进行数值模拟,分析粉末直径、喷涂距离及喷嘴出口处等离子焰流温度对粉末熔化状态的影响,并通过试验研究粉末在喷涂过程中的熔化特性.结果表明,要想获得适当且比较均匀的熔化状态,粉末粒度大小范围不宜分布过宽,同时要有合适的喷涂距离以及喷嘴出口温度.在等离子喷涂过程中,粉末中温度低于1 840℃的区域纳米粒子将得到保留,温度介于1 840~2 045℃的区域TiO纳米粒子将选择性熔化,而温度高于2 045℃的区域纳米粒子将完全熔化. 展开更多

关键词 等离子喷涂 纳米团聚体粉末 温度场 数值模拟

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TiO_2纳米团聚体的制备及在太阳电池中的应用 被引量：1

4

作者 苏燕 赵颖 +7 位作者 蔡宁 孙建 魏长春 远存达 李媛 纪伟伟 杨瑞霞 熊绍珍 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期128-132,共5页

利用钛酸四丁酯水解反应,结合溶胶-凝胶与水热处理法制备了TiO2纳米团聚体。以该团聚体制备染料敏化太阳电池的光阳极,不但可以保持纳米粉体高比表面积的优点,同时可以提高对太阳光的散射率,简化电池制备工艺。本文研究了水解pH值对粉... 利用钛酸四丁酯水解反应,结合溶胶-凝胶与水热处理法制备了TiO2纳米团聚体。以该团聚体制备染料敏化太阳电池的光阳极,不但可以保持纳米粉体高比表面积的优点,同时可以提高对太阳光的散射率,简化电池制备工艺。本文研究了水解pH值对粉体物理性质、电池效率的影响规律。结果表明,水解的pH值对TiO2纳米粒子的尺寸、分布以及染料敏化太阳电池光阳极的显微形貌、电池光电特性都有很大影响。当pH值为1时,制备的电池效率最高达到5.77%(Jsc=15.04 mA/cm2,Voc=0.73 V,FF=0.53)。 展开更多

关键词 PH值 散射率 TiO2纳米团聚体

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低硅铝比纳米团聚体ZSM-5的合成工艺研究 被引量：1

5

作者 常洋 李孝国 +2 位作者 侯章贵 米晓彤 尉琳琳 《无机盐工业》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期92-95,共4页

纳米团聚体ZSM-5因具有较高的活性及水热稳定性而被广泛用于催化剂的制备。以水玻璃为硅源、硫酸铝为铝源、正丁胺为模板剂,合成低硅铝比纳米团聚体ZSM-5分子筛。考察了钠硅比、陈化时间、晶种添加量等因素对合成分子筛形貌和晶粒尺寸... 纳米团聚体ZSM-5因具有较高的活性及水热稳定性而被广泛用于催化剂的制备。以水玻璃为硅源、硫酸铝为铝源、正丁胺为模板剂,合成低硅铝比纳米团聚体ZSM-5分子筛。考察了钠硅比、陈化时间、晶种添加量等因素对合成分子筛形貌和晶粒尺寸的影响。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、氮气物理吸附、透射电镜(TEM)和X射线荧光光谱仪(XRF)等手段对样品进行了物性分析。结果表明:钠硅比(氧化钠与二氧化硅物质的量比)大于0.11可以合成出结晶度较好的ZSM-5分子筛,当钠硅比大于0.13时ZSM-5晶粒增大;延长陈化时间有助于降低分子筛的晶粒尺寸,提高晶粒尺寸的均一度,陈化12 h时晶体的平均尺寸约为160 nm;晶种添加量为3%~4%(按总二氧化硅质量计算)时,对样品晶粒尺寸及均匀度的影响较小。 展开更多

关键词 纳米ZSM-5团聚体 钠硅比 陈化时间 晶种

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多级孔ZSM-5纳米晶团聚体分子筛的合成与优化研究 被引量：1

6

作者 邹杨杨 朱鹏 +4 位作者 吕晓欢 聂海伟 刘海鸥 张雄福 刘国东 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期171-176,共6页

采用纳米粒子自组装策略,选择传统微孔模板剂四丙基氢氧化铵(TPAOH)为单一模板剂和廉价的硅溶胶为硅源,合成了多级孔ZSM-5纳米晶团聚体分子筛。考察了硅铝摩尔比和体系Na^(+)摩尔分数对纳米晶团聚体ZSM-5分子筛形貌的影响,并追踪了不同... 采用纳米粒子自组装策略,选择传统微孔模板剂四丙基氢氧化铵(TPAOH)为单一模板剂和廉价的硅溶胶为硅源,合成了多级孔ZSM-5纳米晶团聚体分子筛。考察了硅铝摩尔比和体系Na^(+)摩尔分数对纳米晶团聚体ZSM-5分子筛形貌的影响,并追踪了不同晶化时间下纳米晶团聚体的形成过程,最后利用XRD､SEM和氮气吸附/脱附等表征手段对所合成分子筛的性质进行分析。结果表明,低硅铝摩尔比有利于纳米晶团聚体分子筛的形成,同时合成体系中的Na^(+)对团聚体的形成具有重要作用。经优化调控后,小试可合成固体收率达94.2%的ZSM-5纳米晶团聚体分子筛,经3 L合成釜进行40倍的放大合成可成功获得高结晶度､高产率的产品。 展开更多

关键词 ZSM-5分子筛 多级孔分子筛 纳米团聚体 分子筛合成

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全结晶纳米ZSM-5分子筛团聚体的合成及在甲苯甲基化中的应用

7

作者 李永恒 米晓彤 张培培 《无机盐工业》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期135-140,共6页

高效催化剂的开发是甲苯甲醇烷基化制对二甲苯工业化应用的主要挑战之一。以纳米ZSM-5分子筛团聚体为前体,以硅溶胶为黏合剂,采用液相转晶的方式合成了全结晶纳米ZSM-5团聚体。结果表明:硅溶胶挤条后的成型分子筛SolZ_(150)的表面无定型... 高效催化剂的开发是甲苯甲醇烷基化制对二甲苯工业化应用的主要挑战之一。以纳米ZSM-5分子筛团聚体为前体,以硅溶胶为黏合剂,采用液相转晶的方式合成了全结晶纳米ZSM-5团聚体。结果表明:硅溶胶挤条后的成型分子筛SolZ_(150)的表面无定型SiO_(2)物种在重结晶过程中转变为晶相结构;成型后的分子筛HCZ_(150)形成了丰富且均一的二元孔道结构,孔径分布分别集中在1.3 nm和10 nm左右,总比表面积和外比表面积分别为260 m^(2)/g和72 m^(2)/g。甲苯甲醇烷基化评价结果表明:全结晶ZSM-5分子筛HCZ_(150)对二甲苯选择性达到70%,远高于以拟薄水铝石作为黏结剂挤条的SBZ_(150);经P_(2)O_5改性制备的催化剂P/HCZ_(150)对二甲苯选择性达90%,且反应24 h后催化剂活性未下降,表明丰富的孔道结构及活性中心的易接近性使得催化剂具有良好的稳定性。该研究为甲苯甲基化催化剂的制备提供了一条新的途径,对该技术的工业化应用具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 全结晶分子筛 纳米ZSM-5团聚体 甲苯甲醇烷基化 对二甲苯

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纳米锆酸镧团聚体特性及等离子涂层性能的研究 被引量：2

8

作者 赵晓东 谢建刚 +1 位作者 曾克里 于月光 《有色金属（冶炼部分）》 CAS 北大核心 2008年第S1期34-37,共4页

采用喷雾干燥法制备了纳米锆酸镧团聚体粉末,采用大气等离子喷涂制备了纳米锆酸镧涂层,并用扫描电镜和XRD对涂层的微观组织结构进行了研究。结果表明:喷雾干燥法制备的纳米La_2Zr_2O_7团聚体,粒度接近正态分布,流动性好,松装密度较大。... 采用喷雾干燥法制备了纳米锆酸镧团聚体粉末,采用大气等离子喷涂制备了纳米锆酸镧涂层,并用扫描电镜和XRD对涂层的微观组织结构进行了研究。结果表明:喷雾干燥法制备的纳米La_2Zr_2O_7团聚体,粒度接近正态分布,流动性好,松装密度较大。采用大气等离子喷涂制备纳米锆酸镧涂层中存在一定量的孔隙和微裂纹,利于隔热。纳米锆酸镧热障涂层在1473K烧蚀8h后的相结构稳定。 展开更多

关键词 锆酸镧 纳米团聚体 等离子喷涂 热障涂层

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晶种和模板剂协同构建纳米ZSM-5团聚体

9

作者 米晓彤 李孝国 +4 位作者 常洋 张永坤 李永恒 曹辉 侯章贵 《无机盐工业》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期130-135,共6页

使用白炭黑和水玻璃作为硅源、Silicate-1纳米微晶作为晶核、四丙基溴化铵(TPABr)作为结构导向剂,合成了具有多元孔道的纳米ZSM-5聚集体,其中晶体和颗粒尺寸的可调范围分别为30~300nm和400nm~1.2µm。根据表征结果推测得出纳米ZSM-... 使用白炭黑和水玻璃作为硅源、Silicate-1纳米微晶作为晶核、四丙基溴化铵(TPABr)作为结构导向剂,合成了具有多元孔道的纳米ZSM-5聚集体,其中晶体和颗粒尺寸的可调范围分别为30~300nm和400nm~1.2µm。根据表征结果推测得出纳米ZSM-5团聚体形成过程中Silicate-1和TPABr之间存在协同效应,碱性环境下晶种表面具有丰富的负电荷,部分TPA+会吸附在晶种表面以补偿表面负电荷。由此,TPABr诱导形成的晶体可以围绕晶种表面迅速生长,从而形成纳米团聚体。在此过程中,晶体和颗粒的尺寸可以分别通过控制TPABr和晶种含量来灵活调节。该合成纳米ZSM-5聚集体的方法具有灵活、方便的特点,适用于大规模工业化生产。 展开更多

关键词 晶种 ZSM-5 协同作用 多元孔道 纳米团聚体

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三元孔道结构纳米ZSM-5分子筛团聚体的合成 被引量：2

10

作者 李孝国 米晓彤 侯章贵 《无机盐工业》 CAS CSCD 北大核心 2020年第12期104-108,共5页

采用正丁胺和ZSM-5晶种双模板体系水热合成了一系列ZSM-5分子筛,考察了晶种、正丁胺添加量和晶化条件对分子筛物理化学性能、孔道结构和形貌的影响。对所得分子筛分别进行X射线衍射(XRD)、氮气吸-脱附、扫描电子显微镜(SEM)表征分析。... 采用正丁胺和ZSM-5晶种双模板体系水热合成了一系列ZSM-5分子筛,考察了晶种、正丁胺添加量和晶化条件对分子筛物理化学性能、孔道结构和形貌的影响。对所得分子筛分别进行X射线衍射(XRD)、氮气吸-脱附、扫描电子显微镜(SEM)表征分析。结果表明:分子筛为三元孔道结构的纳米ZSM-5分子筛团聚体,正丁胺和晶种在合成过程中具有协同作用。在正丁胺与二氧化硅物质的量比为0.26、晶种添加量为3%(质量分数)、在120℃晶化24 h后再在170℃晶化48 h条件下合成的分子筛总比表面积和外比表面积分别为364 m^2/g和59 m^2/g。 展开更多

关键词 纳米ZSM-5分子筛团聚体 正丁胺 晶种 协同作用

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等离子喷涂纳米复合陶瓷涂层的组织结构及其形成机理 被引量：26

11

作者 王东生 田宗军 +2 位作者 沈理达 刘志东 黄因慧 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期77-83,共7页

以Al2O3-13%TiO2(质量分数)团聚体复合陶瓷粉末为材料,采用等离子喷涂工艺在TiAl合金表面制备纳米结构陶瓷涂层。用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析粉末和涂层形貌、微观结构及相组成,讨论涂层的微观组织形成机理。结果表明:纳米... 以Al2O3-13%TiO2(质量分数)团聚体复合陶瓷粉末为材料,采用等离子喷涂工艺在TiAl合金表面制备纳米结构陶瓷涂层。用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析粉末和涂层形貌、微观结构及相组成,讨论涂层的微观组织形成机理。结果表明:纳米结构复合陶瓷涂层由部分熔化区以及与常规等离子喷涂类似的片层状完全熔化区组成;根据组织结构的不同,部分熔化区又分为液相烧结区(亚微米A12O3粒子镶嵌在TiO2基质相的三维网状或骨骼状结构)和固相烧结区(经过一定程度长大但仍保持在纳米尺度的残留纳米粒子);等离子喷涂使部分α-A12O3以及全部θ-A12O3转变为亚稳态γ-A12O3;纳米结构复合陶瓷涂层中的完全熔化区、液相烧结区及固相烧结区分别由等离子喷涂过程中纳米团聚体粉末中温度高于A12O3熔点、介于TiO2熔点到A12O3熔点之间以及低于TiO2熔点区域沉积获得,纳米结构涂层中不同部分熔化组织源于复合陶瓷粉末中A12O3与TiO2之间的熔点差异。 展开更多

关键词 Al_2O_3-13%TiO_2纳米复合陶瓷涂层 等离子喷涂 纳米团聚体粉末 形成机理

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等离子喷涂过程中纳米粒子生长分析

12

作者 王东生 田宗军 +3 位作者 王泾文 段宗银 沈理达 黄因慧 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期21-24,29,共5页

为了研究等离子喷涂过程中纳米粒子的生长情况,从而为喷涂工艺参数优化提供参考,在B rook晶粒生长经典理论基础上,计算了等离子喷涂纳米ZrO2-7%Y2O3粉末过程中纳米粒子尺寸变化,分析了不同温度历程及纳米粒子初始尺寸对其生长的影响.同... 为了研究等离子喷涂过程中纳米粒子的生长情况,从而为喷涂工艺参数优化提供参考,在B rook晶粒生长经典理论基础上,计算了等离子喷涂纳米ZrO2-7%Y2O3粉末过程中纳米粒子尺寸变化,分析了不同温度历程及纳米粒子初始尺寸对其生长的影响.同时,对纳米团聚体粉末进行等离子喷涂试验.结果表明,纳米结构涂层是由一定比例完全熔化区和部分熔化区组成的特殊的两相结构,其中部分熔化区由经过一定长大但仍保持在纳米尺度的纳米粒子组成.试验结果较好的验证了计算结果,表明基于B rook理论的晶粒生长理论对了解纳米粒子在等离子喷涂过程中的生长有一定的理论指导意义. 展开更多

关键词 等离子喷涂 纳米团聚体粉末 纳米粒子生长

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激光多层熔覆制备厚陶瓷涂层 被引量：17

13

作者 王东生 田宗军 +3 位作者 王泾文 段宗银 沈理达 黄因慧 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期57-60,116,共4页

研究了压片预置式激光多层熔覆纳米团聚体Al2O3-13%TiO2粉末制备厚陶瓷涂层,试验中通过保温箱对试样进行预热和缓冷处理、引入超声振动及对熔池温度闭环控制等措施来控制熔覆层的裂纹.结果表明,厚陶瓷涂层各层之间无明显界面,过渡缓和自... 研究了压片预置式激光多层熔覆纳米团聚体Al2O3-13%TiO2粉末制备厚陶瓷涂层,试验中通过保温箱对试样进行预热和缓冷处理、引入超声振动及对熔池温度闭环控制等措施来控制熔覆层的裂纹.结果表明,厚陶瓷涂层各层之间无明显界面,过渡缓和自然,涂层内部致密、连续、基本无孔隙及贯穿性大裂纹等缺陷;涂层由等轴晶的完全熔化区和残留纳米颗粒的部分熔化区组成,而且涂层中的裂纹基本集中于部分熔化区;另外由于经历激光的多次加热,下部区域的晶粒组织要大于上部区域,而由于保温箱的缘故,整个涂层晶粒偏大. 展开更多

关键词 激光熔覆 多层熔覆 压片预置 纳米团聚体粉末 厚陶瓷涂层

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MgO用量对其改性ZSM-5结构及其催化甲醇转化制丙烯、丁烯反应性能的影响 被引量：1

14

作者 桑宇 缪平 +4 位作者 邢爱华 张妮妮 袁德林 孙琦 吴玉龙 《天然气化工—C1化学与化工》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期1-8,13,共9页

低温水热晶化法制备了SiO_2/Al_2O_3物质的量比为100的纳米ZSM-5分子筛团聚体,采用MgO对其进行改性。考察了MgO用量对ZSM-5分子筛物化性能的影响,并研究了改性前后分子筛在530℃、水热处理17h后物化性能变化对其催化甲醇转化制丙烯与丁... 低温水热晶化法制备了SiO_2/Al_2O_3物质的量比为100的纳米ZSM-5分子筛团聚体,采用MgO对其进行改性。考察了MgO用量对ZSM-5分子筛物化性能的影响,并研究了改性前后分子筛在530℃、水热处理17h后物化性能变化对其催化甲醇转化制丙烯与丁烯反应性能的影响。在产品中体相Mg/Al物质的量比为0.05~0.14的范围内,MgO高度分散在ZSM-5分子筛中。镁改性后ZSM-5分子筛的SiO_2/Al_2O_3物质的量比基本不变,随着MgO用量的增加,ZSM-5分子筛负载的MgO量越高,但与向体系中加入的MgO偏差越大。镁改性样品的结构参数变化主要体现在外比表面积和介孔体积略有增加。NH_3-TPD结果表明,未改性的ZSM-5,弱酸及强酸所占的比例都接近50%,MgO改性后,弱酸性位点所占比例增加,强酸性位点所占比例减少。吡啶红外结果表明,与未改性样品相比,改性后样品的弱、中等、强L酸量均有所增加。Mg/Al物质的量比为0.07样品具有较多的中等强度B酸中心,其丙烯与丁烯选择性最高;未改性ZSM-5分子筛具有较多中等以上强B酸位及较高B/L,其寿命最长。 展开更多

关键词 纳米ZSM-5分子筛团聚体 MgO量 甲醇 丙烯 丁烯

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农产品中脱氧雪腐镰刀菌烯醇的表面增强拉曼检测 被引量：4

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作者 陈明明 苏毕航 +2 位作者 黄建立 付凤富 董永强 《色谱》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期1039-1046,共8页

利用便携式拉曼光谱仪建立了一个快速筛查与检测谷物中真菌毒素脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)的表面增强拉曼散射(SERS)方法。首先利用实验室前期开发的方法制备了具有高活性的水凝胶SERS芯片。该SERS芯片是将预先制备的高SERS活性的单层碳基... 利用便携式拉曼光谱仪建立了一个快速筛查与检测谷物中真菌毒素脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)的表面增强拉曼散射(SERS)方法。首先利用实验室前期开发的方法制备了具有高活性的水凝胶SERS芯片。该SERS芯片是将预先制备的高SERS活性的单层碳基点(CDs)包裹的银纳米颗粒团聚体(a-AgNPs/CDs)与聚乙烯醇(PVA)水溶液混合均匀后,再利用循环冷冻-解冻的物理交联法制备而成的。实验优化了影响水凝胶SERS芯片对DON的SERS响应的实验条件,包括溶剂、浸泡温度和浸泡时间。在最佳的SERS检测条件下(溶剂为水-乙醇(1∶1, v/v),浸泡温度为40℃,浸泡时间为5 min), DON的线性响应范围为1~10 000μg/kg(相关系数(R~2)=0.996 7),检出限(LOD)为0.14μg/kg,表明该SERS基底具有较高的灵敏度。得益于水凝胶特殊的孔径结构,实际样品基质中常见的糖、蛋白质、油脂、色素等干扰物质都被阻隔在水凝胶外。因此,在复杂样品检测中仅需要简单的提取,而不需要复杂的分离处理。将该方法用于小麦粉中DON的检测,所得回收率为97.3%~103%,相对标准偏差为4.2%~5.0%。实验结果表明所建立的检测DON的SERS方法具有响应范围宽、灵敏度高、重复性好、响应迅速、操作简单、抗干扰能力强等优点,这说明本实验室所构建的水凝胶SERS芯片在粮食中生物毒素的快速筛查与检测方面具有良好的应用潜力。 展开更多

关键词 表面增强拉曼散射 单层碳基点 银纳米颗粒团聚体 水凝胶 脱氧雪腐镰刀菌烯醇

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