纳米颗粒团聚物流化特性的数值研究

基于气固两相流体动力学理论,建立气体纳米颗粒团聚物两相流动双流体模型。模型中采用了Jung&Gidaspow(2002)测量的固相应力模量和王垚等(2001)提出的聚团曳力系数计算模型。对纳米颗粒团聚物的流化过程进行了数值模拟,得到纳米颗粒团聚物的流化特性。模拟得出的床层膨胀比与文献中实验的结果较为接近。

纳米粒子堆垛模型及其热喷涂传热数值分析

将纳米粒子团聚大颗粒进行抽象处理,提出以理想堆垛结构为假设的纳米团聚颗粒模型。以ANSYS有限元软件为平台,模拟Al2O3-13%TiO2(质量分数)团聚纳米颗粒在热喷涂环境下的传热过程,分析传热时间、团聚颗粒直径和孔隙率等对传热的影响,并分析团聚颗粒在热喷涂传热后的组织结构差异。结果表明:在一定传热条件下,纳米团聚颗粒可以保持部分纳米粒子或长大为亚微米晶形态,且团聚颗粒直径越大,这类组织就越容易形成,而团聚颗粒孔隙率在0.48以下时,对组织形态的影响较弱。

纳米塑料加工用微混合器的研究进展

针对纳米塑料加工过程中颗粒易团聚的问题,从纳米颗粒本身的特性进行分析;以层流与对流2方面说明微混合器的基本混合原理;对典型微混合器的设计方法、设计原理及应用场合进行了介绍,其中微静态混合器的设计主要考虑改变流道的形状,而微动态混合器的设计主要是借用各种外界能源的作用;提及微流动研究领域的热点之一——混沌混合,对引发混沌现象的几种微混合器从结构和原理上进行了分析。

农产品中脱氧雪腐镰刀菌烯醇的表面增强拉曼检测

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。