CN114160099B - 嗅源承载材料及制备方法，嗅源制备方法和嗅源制备系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及犬训练设备技术领域，特别是涉及一种嗅源承载材料及制备方法，嗅源制备方法和嗅源制备系统。该嗅源承载材料的基本组分由片状的微米级氧化石墨烯及负载在所述氧化石墨烯上的纳米级磁性二氧化硅微球组成，其中，一片氧化石墨烯上负载有多个磁性二氧化硅微球，所述磁性二氧化硅微球修饰有二甲基硅氧烷聚合物。本发明可以避免直接使用爆炸物或毒品进行警犬训练所导致的危险性以及不便。并且，本发明提供的嗅源可以被快速清理，从而保证了训练场地的高效利用。
Description
技术领域
本发明涉及犬训练设备技术领域，特别是涉及一种嗅源承载材料及制备方法，嗅源制备方法和嗅源制备系统。
背景技术
犬类由于嗅觉敏锐，在搜索爆炸物、缉毒等许多方面起着难以替代的作用。警犬通过训练，可对特定的爆炸物或毒品嗅源气味特征产生记忆并做出特定反应。以往警犬(探爆犬、缉毒犬)训练通常用少量的爆炸物或毒品作为嗅源。由于爆炸物和毒品的种类繁多，有些爆炸物(如三聚过氧丙酮TATP)并不稳定，有些毒品(如芬太尼类)毒性很强。直接使用这些爆炸物或毒品作为嗅源进行训练会有很大的风险。另外，对爆炸物和毒品的管理制度较为严格，取用会有许多不便，进而造成警犬训练不便。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点和存在的问题，本发明的目的在于提供一种嗅源承载材料及制备方法，嗅源制备方法和嗅源制备系统，以实现了可以吸附气味源物质，作为安全嗅源，从而可以在无需直接将爆炸物或毒品嗅源作为嗅源的情况下，实现警犬的训练。
第一方面，提供了一种警犬训练用嗅源承载材料，该承载材料的基本组分由片状的微米级氧化石墨烯及负载在所述氧化石墨烯上的纳米级磁性二氧化硅微球组成，其中，一片氧化石墨烯上负载有多个磁性二氧化硅微球，所述磁性二氧化硅微球修饰有二甲基硅氧烷聚合物。
在一些实施例中，所述磁性二氧化硅微球为包覆有二氧化硅的Fe3O4。
第二方面，提供了如第一方面所述的嗅源承载材料的制备方法，包括步骤：
(1)将0.5-3.5重量份的六水合三氯化铁溶解至30-80体积份的乙二醇溶液中，加入0.1-0.9重量份的氧化石墨烯，搅拌，再加入1-6重量份的强碱弱酸盐，超声分散后，得到第一混合液；
(2)将第一混合液倾倒至反应釜，并放入烘箱在180-220℃下反应8-12小时，之后冷却至室温，然后进行磁性分离、清洗、烘干，得到由氧化石墨烯及氧化石墨烯负载的磁性微球组成的片状夹心纳米材料；
(3)将1重量份的片状夹心纳米材料分散在200体积份的乙醇中，超声处理后，再加入50体积份的水，搅拌，得到第二混合液；
(4)往所述第二混合液中加入2-4体积份浓度为30％的氨水后，加热到45℃，并维持20分钟，然后，再加入3.5-5.5体积份的正硅酸四乙酯和1.5-2.5体积份的硅烷偶联剂，搅拌，以完成磁性微球的二氧化硅包覆和双键的修饰，得到第一材料；
(5)将1重量份的第一材料分散在200体积份的乙醇或乙腈中，再加入0.05-0.08重量份的油相引发剂和3-10重量份的二甲基硅醇，在不活泼气体气氛下，进行原子转移自由基聚合反应，以制备所述嗅源承载材料；
其中，在上述步骤中，当重量份的单位为克时，体积份的单位为毫升。
在一些实施例中，所述强碱弱酸盐为醋酸钠和/或柠檬酸钠；所述反应釜由聚四氟乙烯制备而成；所述油相引发剂为过氧化苯甲酰。
在一些实施例中，在所述步骤(1)中，将0.65重量份的六水合三氯化铁溶解至30体积份的乙二醇溶液中，加入0.12重量份的氧化石墨烯，搅拌，再加入3.2重量份的醋酸钠，超声分散30分钟后，得到第一混合液；
在所述步骤(2)中，将第一混合液倾倒至反应釜，并放入烘箱在200℃下反应10小时，之后冷却至室温，然后进行磁性分离、清洗、60℃烘干，得到由氧化石墨烯及氧化石墨烯负载的磁性微球组成的片状夹心纳米材料；
在所述步骤(4)中，往所述第二混合液中加入2体积份浓度为30％的氨水后，加热到45℃，并维持20分钟，然后，再加入4.5体积份的正硅酸四乙酯和1.5体积份的硅烷偶联剂，搅拌12小时，以完成磁性微球的二氧化硅包覆和双键的修饰，得到第一材料；
在所述步骤(5)中，将1重量份的第一材料分散在200体积份的乙醇或乙腈中，再加入0.05重量份的油相引发剂和3重量份的二甲基硅醇，在氮气气氛下，进行12小时的原子转移自由基聚合反应，以制备所述嗅源承载材料。
第三方面，提供了一种警犬用嗅源制备方法，应用于嗅源制备系统，所述嗅源制备系统包括热台和冷台；其中，在所述嗅源制备系统的使用状态下，所述冷台位于所述热台的上方；所述方法包括：
将气味源物质放置在热台面对所述冷台的一侧，以及将权利要求1或2所述的嗅源承载材料吸附到所述冷台面对所述热台的一侧；
使用所述热台将所述气味源物质加热到第一温度，以促使所述气味源物质挥发；
使用所述冷台将所述嗅源承载材料降低到第二温度，使得挥发的所述气味源物质滞留在所述嗅源承载材料中，以制备所述警犬用嗅源；其中，所述第二温度低于所述第一温度。
在一些实施例中，当所述气味源物质为TNT时，所述第一温度为60℃，或者，当所述气味源物质为2,4DNT时，所述第一温度为35℃；所述第二温度为20℃。
第四方面，提供了一种嗅源制备系统，所述嗅源制备系统包括热台和冷台，所述嗅源制备系统包括热台和冷台；其中，在所述嗅源制备系统的使用状态下，所述冷台位于所述热台的上方；
所述热台面对所述冷台的一侧用于放置气味源物质；
所述冷台包括冷却板和冷却装置，其中，所述冷却板面对所述热台的一侧用于吸附权利要求1或2所述的嗅源承载材料，所述冷却装置位于所述冷却板背离所述热台的一侧；其中，所述冷却装置用于降低所述冷却板面的温度，以降低吸附在所述冷却板上的嗅源承载材料的温度。
在一些实施例中，所述冷却板面对所述热台的一侧设置有多个麻花状金属棒，其中，所述麻花状金属棒的末端设置在所述冷却板上，首段端朝向所述热台，所述嗅源承载材料吸附在所述麻花状金属棒上，所述麻花状金属棒用于引导所述气味源物质的气味气流螺旋上升，使得所述气味源物质散发的气味与所述嗅源承载材料充分接触。
其中，所述整个麻花金属棒或麻花金属棒的大部分区域都吸附有嗅源承载材料，以增加嗅源承载材料吸附气味源物质气味的吸附面积。
气流的螺旋上升，减缓了气流的上升速度，增加了气味与嗅源承载材料的接触时间。
在一些实施例中，所述冷却板面对所述热台的一侧设置有杯罩，在所述麻花状金属棒位于所述杯罩内，在所述嗅源制备系统的使用状态下，所述杯罩罩着所述气味源物质，以减少所述气味源物质的气味从所述嗅源制备系统中泄露，也减少了室内其他气流对嗅源制备的影响。
本发明可以避免直接使用爆炸物或毒品进行警犬训练所导致的危险性以及不便。并且，本发明提供的嗅源可以被快速清理，从而保证了训练场地的高效利用。
附图说明
图1A为本申请实施例提供的一种氧化石墨烯的结构示意图；
图1B为本申请实施例提供的一种由氧化石墨烯及氧化石墨烯负载的磁性微球组成的片状夹心纳米材料的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的嗅源制备系统结构示意图；
图3为本申请实施例提供的冷台中的麻花状钢棒排列位置示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
须知，本说明书所附图中所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
本发明提供了一种嗅源承载材料，其自身无味，不影响警犬对气味性物质的识别。并且该材料具有较多的空隙，可以吸附气味性物质，用于制备安全嗅源。其中，吸附了气味性物质的嗅源承载材料可以称为安全嗅源或者说替代嗅源。其中，使用该替代嗅源或者说安全嗅源进行警犬训练，从而避免了直接使用爆炸物或毒品进行警犬训练所导致的危险性以及不便。并且，该替代嗅源或者说安全嗅源可以被快速清理，从而保证了训练场地的高效利用。
本发明实施例还提供了一种嗅源制备系统，可以使得嗅源承载材料吸附气味性物质，以制备安全嗅源。
接下来，在不同实施例中，对本发明的方案进行具体说明。
实施例1，预处理原料和器具。
可以选用金属器具(例如铝制器具)来制备以及容纳嗅源承载材料。可以将参与制备嗅源承载材料的金属器具均用乙酸乙酯和丙酮浸泡一小时，然后用磨料擦除表面涂层(如果有的话，例如有的器具表面可能有银粉涂层等)。然后用戊烷浸泡半小时。接着用150℃烤箱烘3小时。预处理的目的是去除器具上涂层等气味杂质。
将高纯度聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane，PDMS)150℃烘3小时，以去除其中所含的可挥发性杂质。
实施例2，嗅源承载材料制备。
将0.5-3.5g六水合三氯化铁溶解至30mL-80mL的乙二醇溶液中，加入0.1g-0.9g氧化石墨烯(Graphite Oxide，GO)(结构如图1A所示)，搅拌1-2小时至均匀后，再加入1-6g醋酸钠，超声分散30分钟后，将上述混合液倾倒至由聚四氟乙烯制备的反应釜，并放入烘箱在200℃下反应10小时。冷却至室温后，磁性分离并用去离子清洗，60℃下烘干，得到由氧化石墨烯及氧化石墨烯负载的磁性微球组成的片状夹心纳米材料(GO/Fe3O4)。该片状夹心纳米材料的结构如图1B所示。
其中，通过调节六水合三氯化铁、醋酸钠的比例可合成出不同粒径大小的磁性微球；可以通过控制加入氧化石墨烯的量来控制氧化石墨烯层上沉积的磁性微球的数目，达到调控材料磁性能的目的。另外，醋酸钠可以使用柠檬酸钠代替。
通过溶胶凝胶法，将1g上述合成的GO/Fe3O4超声波处理中分散在200mL乙醇中，超声波处理5分钟后，加入50mL水，再搅拌30分钟后，向溶液中加入2mL-4mL氨水(浓度为30％)，温度设定为45℃，加热20分钟，然后加入3.5mL-5.5mL正硅酸四乙酯(Tetraethylorthosilicate，TEOS)和1.5mL-2.5mL硅烷偶联剂(MPS)，再搅拌12h，完成磁性颗粒表面二氧化硅的包覆和双键的修饰，得到GO/Fe3O4@SiO2@MPS材料。可以通过硅烷偶联剂与乙醇、酸的比例以及温度调节来控制表面双键的数目。
将上述1g GO/Fe3O4@SiO2@MPS材料分散在200ml乙醇或者乙腈中，加入油相引发剂过氧化苯甲酰50mg-80mg以及二甲基硅醇3g-10g，在氮气气氛下通过原子转移自由基聚合反应12小时，完成石墨烯负载磁性二氧化硅微球表面修饰聚二甲基硅氧烷(PDMS)聚合物。其中，过氧化苯甲酰和二甲基硅醇通过聚合反应生成PDMS。可以通过单体的加入量控制其热敏层的密度与厚度。通过上述方法可制备和调控出结构不同的GO/Fe3O4@SiO2@MPS@PDMS复合材料。其中，GO/Fe3O4@SiO2@MPS@PDMS复合材料由片状的微米级氧化石墨烯及负载在氧化石墨烯上的纳米级磁性二氧化硅微球组成，其中，一片氧化石墨烯上负载有多个磁性二氧化硅微球，所述磁性二氧化硅微球修饰有二甲基硅氧烷聚合物。磁性二氧化硅微球为包覆有二氧化硅的Fe3O4。
实施例3，嗅源承载材料制备。
将0.65g六水合三氯化铁溶解至30mL的乙二醇溶液中，加入0.12g氧化石墨烯(Graphite Oxide，GO)，搅拌1-2小时至均匀后，再加入3.2g醋酸钠，超声分散30分钟后，将上述混合液倾倒至由聚四氟乙烯制备的反应釜，并放入烘箱在200℃下反应10小时。冷却至室温后，磁性分离并用去离子清洗，60℃下烘干，得到由氧化石墨烯及氧化石墨烯负载的磁性微球组成的片状夹心纳米材料(GO/Fe3O4)。该片状夹心纳米材料的结构如图1B所示。
其中，通过调节六水合三氯化铁、醋酸钠的比例可合成出不同粒径大小的磁性微球；可以通过控制加入氧化石墨烯的量来控制氧化石墨烯层上沉积的磁性微球的数目，达到调控材料磁性能的目的。另外，醋酸钠可以使用柠檬酸钠代替。
通过溶胶凝胶法，将1g上述合成的GO/Fe3O4超声波处理中分散在200mL乙醇中，超声波处理5分钟后，加入50mL水，再搅拌30分钟后，向溶液中加入2mL氨水(浓度为30％)，温度设定为45℃，加热20分钟，然后加入4.5mL正硅酸四乙酯(Tetraethyl orthosilicate，TEOS)和1.5mL硅烷偶联剂(MPS)，再搅拌12h，完成磁性颗粒表面二氧化硅的包覆和双键的修饰，得到GO/Fe3O4@SiO2@MPS材料。可以通过硅烷偶联剂与乙醇、酸的比例以及温度调节来控制表面双键的数目。
将上述1g GO/Fe3O4@SiO2@MPS材料分散在200ml乙醇或者乙腈中，加入油相引发剂过氧化苯甲酰50mg以及二甲基硅醇3g，在氮气气氛下通过原子转移自由基聚合反应12小时，完成石墨烯负载磁性二氧化硅微球表面修饰聚二甲基硅氧烷(PDMS)聚合物。其中，过氧化苯甲酰和二甲基硅醇通过聚合反应生成PDMS。可以通过单体的加入量控制其热敏层的密度与厚度。通过上述方法可制备和调控出结构不同的GO/Fe3O4@SiO2@MPS@PDMS复合材料。其中，GO/Fe3O4@SiO2@MPS@PDMS复合材料由片状的微米级氧化石墨烯及负载在氧化石墨烯上的纳米级磁性二氧化硅微球组成，其中，一片氧化石墨烯上负载有多个磁性二氧化硅微球，所述磁性二氧化硅微球修饰有二甲基硅氧烷聚合物。磁性二氧化硅微球为包覆有二氧化硅的Fe3O4。
上文介绍了嗅源承载材料及制备方法。接下来，介绍嗅源制备过程和嗅源制备系统。
实施例4，嗅源制备系统。
参阅图2，本申请实施例提供了一种嗅源制备系统，该嗅源制备系统包括热台和冷台，在所述嗅源制备系统的使用状态下，所述冷台位于所述热台的上方。
如图2所示，热台面对所述冷台的一侧用于放置气味源物质。具体而言，可以将气味源物质放置在承载器皿中，将承载器皿放置到热台面对冷台的一侧。其中，承载器皿经过了实施例1的器具预处理过程。热台温度将根据不同的气味源物质而进行调节。通常温度高则气味散发速度快，所以较易挥发的物质热台温度可调低一点，而对稳定不易挥发的物质，热台温度可调高一点，但不可超出一定限度造成嗅源物质性状改变。例如，TNT稳定且不易挥发，可用60℃加热(若超过82℃将导致其熔解分层等现象)。再例如，2,4DNT较易挥发，使用35℃加热即可。
如图2所示，冷台包括支架、冷却板和冷却装置，其中，冷却装置可以为液冷冷却装置，可以设置在冷却板背离热台的一侧，冷却装置具体可以包括冷头、软管、散热器。其中，软管中含有冷媒，冷媒在冷头和散热器之间往返移动，其中，在冷头，冷媒吸热，然后被移动至散热器散热，不断循环。示例性的，冷媒可以为冷却水。
冷却板可以为金属板。示例性的，冷却板可以为铝板，铝板的厚度为5-10mm左右。冷却板面对热台的一面，即下部，包括多个麻花状金属棒构成的阵列。麻花状金属棒阵列中的金属棒的排列如图3所示，其特点是任何一个金属棒轴心到相邻金属棒轴心的距离相等。麻花状金属棒的末端设置在冷却板上，首段端朝向热台。在一个例子中，金属棒直径为10mm。金属棒也可以设计为其他直径，只是需要注意过小的金属棒本身热容量也小，首端容易受到热台的温度影响。
嗅源承载材料吸附在整个麻花状金属棒上或者麻花金属棒的大部分区域上。麻花状金属棒具有为具有铁磁性的金属棒，例如钢棒、镍棒等。如上所述，嗅源承载材料具有磁性，可以通过磁力吸附到麻花状钢棒上。
麻花状金属棒加工成麻花状的目的是引导上升螺旋气流，降低气流流速，增加接触时间和接触面积。气流螺旋上升有利于与吸附在麻花状金属棒末端的嗅源承载材料充分接触，从而滞留在嗅源承载材料中。
麻花状金属棒阵列的制造是通过先在冷却板上打孔，安装经过处理的麻花状金属棒的末端后用银焊条钎焊在冷却板上。麻花状金属棒全部安装完成后将焊接面加工平整，以方便安装冷却装置。在其他实施例中，还可以采用热装或冷装工艺将麻花状金属棒安装到冷却板上。其中，热装工艺是通过加热将冷却板上的孔洞变大，然后插入金属棒，空洞冷却厚，锁紧金属棒。冷装工艺是冷却金属棒，使金属棒尺寸变小，然后插入到孔洞中，金属棒恢复温度后，孔洞锁紧金属棒。热装工艺和冷装工艺具有可以参考现有技术介绍，在此不再赘述。
继续参阅图2，冷台在面对热台的一侧还设置由杯罩，麻花状金属棒位于所述杯罩内，在嗅源制备系统的使用状态下，该杯罩罩着承载有气味源物质的器皿，以减少室内气流对气味转移的影响，进而以减少气味源物质的气味从嗅源制备系统中泄露。杯罩通过机械方法固定到冷却板上。
在使用如图2所示的嗅源制备系统时，调节冷台的支架，使得承载有气味源物质的器皿被杯罩罩住，但杯罩不接触热台，以留有足够的间隙，让空气通过。并且金属棒列阵的首端降入到承载有气味源物质的器皿中以获得更强的气味浓度，但不与承载气味源物质或器皿接触。热台加热，促使气味散发。散发的气味沿着麻花状金属棒螺旋上升，从而与嗅源承载材料接触。由于冷台控制了嗅源承载材料的温度，使得嗅源承载材料保持较低的温度(低于热台的加热气味源物质的温度)，当散发出的气味接触到温度较低的嗅源承载材料时，会滞留在嗅源承载材料中，从而可以制备得到安全嗅源。
其中，需要说明的是，散发过程并不改变气味源物质的性质。具体而言，散发的气味中的气味小分子的性质和气味源物质中分子的性质是相同的。
实施例5，制备替代TNT的安全嗅源。
将TNT作为气味源物质，在制备安全嗅源时，将TNT放入到承载器皿中，承载器皿放置到热台。调节冷台的支架，使得承载有气味源物质的器皿被杯罩罩住，但杯罩不接触热台，以留有足够的间隙，让空气通过。并且金属棒列阵的首端降入到承载有气味源物质的器皿中。热台加热到60℃，促使TNT气味散发。散发的TNT气味沿着麻花状金属棒螺旋上升，从而与嗅源承载材料接触。冷台控制嗅源承载材料的温度为20℃，当散发的TNT气味接触到温度较低的嗅源承载材料时，会滞留在嗅源承载材料中。
上述过程持续25天，从而可以制备得到可以替代TNT的安全嗅源。
然后将制备的安全嗅源放入经过除味处理(参考实施例1的器具预处理)的多孔盒中，得到阳性盒子。并准备多个空白多孔盒，作为阴性对照。带入5只拉布拉多成年犬进行识别，都迅速的识别出目标阳性盒子。
实施例6，制备替代2,4DNT的安全嗅源。
将2,4DNT作为气味源物质，在制备安全嗅源时，将2,4DNT放入到承载器皿中，承载器皿放置到热台。调节冷台的支架，使得承载有气味源物质的器皿被杯罩罩住，但杯罩不接触热台，以留有足够的间隙，让空气通过。并且金属棒列阵的首端降入到承载有气味源物质的器皿中。热台加热到35℃，促使2,4DNT气味散发。散发的2,4DNT气味沿着麻花状金属棒螺旋上升，从而与嗅源承载材料接触。冷台控制了嗅源承载材料的温度为20℃，当散发的2,4DNT气味接触到温度较低的嗅源承载材料时，会滞留在嗅源承载材料中。
上述过程持续7天，从而可以制备得到可以替代2,4DNT的安全嗅源。
然后将制备的安全嗅源放入经过除味处理(参考实施例1的器具预处理)的多孔盒中，得到阳性盒子。并准备多个空白多孔盒，作为阴性对照。带入5只拉布拉多成年犬进行识别，都迅速的识别出目标阳性盒子。
实施例7，制备替代2,6DNT的安全嗅源。
将2,6DNT作为气味源物质，在制备安全嗅源时，将2,6DNT放入到承载器皿中，承载器皿放置到热台。调节冷台的支架，使得承载有气味源物质的器皿被杯罩罩住，但杯罩不接触热台，以留有足够的间隙，让空气通过。并且金属棒列阵的首端降入到承载有气味源物质的器皿中。热台加热到35℃，促使2,6DNT气味散发。散发的2,6DNT气味沿着麻花状金属棒螺旋上升，从而与嗅源承载材料接触。冷台控制了嗅源承载材料的温度为20℃，当散发的2,6DNT气味接触到温度较低的嗅源承载材料时，会滞留在嗅源承载材料中。
上述过程持续7天，从而可以制备得到可以替代2,6DNT的安全嗅源。
然后将制备的安全嗅源放入经过除味处理(参考实施例1的器具预处理)的多孔盒中，得到阳性盒子。并准备多个空白多孔盒，作为阴性对照。带入5只拉布拉多成年犬进行识别，都迅速的识别出目标阳性盒子。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (9)
1.一种警犬训练用嗅源承载材料，其特征在于，基本组分由片状的微米级氧化石墨烯及负载在所述氧化石墨烯上的纳米级磁性二氧化硅微球组成，其中，一片氧化石墨烯上负载有多个磁性二氧化硅微球，所述磁性二氧化硅微球修饰有二甲基硅氧烷聚合物；
所述嗅源承载材料的制备方法，包括步骤：
(1)将0.5-3.5重量份的六水合三氯化铁溶解至30-80体积份的乙二醇溶液中，加入0.1-0.9重量份的氧化石墨烯，搅拌，再加入1-6重量份的强碱弱酸盐，超声分散后，得到第一混合液；
(2)将第一混合液倾倒至反应釜，并放入烘箱在180-220℃下反应8-12小时，之后冷却至室温，然后进行磁性分离、清洗、烘干，得到由氧化石墨烯及氧化石墨烯负载的磁性微球组成的片状夹心纳米材料；
(3)将1重量份的片状夹心纳米材料分散在200体积份的乙醇中，超声处理后，再加入50体积份的水，搅拌，得到第二混合液；
(4)往所述第二混合液中加入2-4体积份浓度为30％的氨水后，加热到45℃，并维持20分钟，然后，再加入3.5-5.5体积份的正硅酸四乙酯和1.5-2.5体积份的硅烷偶联剂，搅拌，以完成磁性微球的二氧化硅包覆和双键的修饰，得到第一材料；
(5)将1重量份的第一材料分散在200体积份的乙醇或乙腈中，再加入0.05-0.08重量份的油相引发剂和3-10重量份的二甲基硅醇，在不活泼气体气氛下，进行原子转移自由基聚合反应，以制备所述嗅源承载材料；
其中，在上述步骤中，当重量份的单位为克时，体积份的单位为毫升。
2.根据权利要求1所述的嗅源承载材料，其特征在于，所述磁性二氧化硅微球为包覆有二氧化硅的Fe3O4。
3.如权利要求1或2所述的嗅源承载材料的制备方法，其特征在于，其特征在于，
所述强碱弱酸盐为醋酸钠和/或柠檬酸钠；
所述反应釜由聚四氟乙烯制备而成；
所述油相引发剂为过氧化苯甲酰。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
在所述步骤(1)中，将0.65重量份的六水合三氯化铁溶解至30体积份的乙二醇溶液中，加入0.12重量份的氧化石墨烯，搅拌，再加入3.2重量份的醋酸钠，超声分散30分钟后，得到第一混合液；
在所述步骤(2)中，将第一混合液倾倒至反应釜，并放入烘箱在200℃下反应10小时，之后冷却至室温，然后进行磁性分离、清洗、60℃烘干，得到由氧化石墨烯及氧化石墨烯负载的磁性微球组成的片状夹心纳米材料；
在所述步骤(4)中，往所述第二混合液中加入2体积份浓度为30％的氨水后，加热到45℃，并维持20分钟，然后，再加入4.5体积份的正硅酸四乙酯和1.5体积份的硅烷偶联剂，搅拌12小时，以完成磁性微球的二氧化硅包覆和双键的修饰，得到第一材料；
在所述步骤(5)中，将1重量份的第一材料分散在200体积份的乙醇或乙腈中，再加入0.05重量份的油相引发剂和3重量份的二甲基硅醇，在氮气气氛下，进行12小时的原子转移自由基聚合反应，以制备所述嗅源承载材料。
5.一种警犬用嗅源制备方法，其特征在于，应用于嗅源制备系统，所述嗅源制备系统包括热台和冷台；其中，在所述嗅源制备系统的使用状态下，所述冷台位于所述热台的上方；所述方法包括：
将气味源物质放置在热台面对所述冷台的一侧，以及将权利要求1或2所述的嗅源承载材料吸附到所述冷台面对所述热台的一侧；
使用所述热台将所述气味源物质加热到第一温度，以促使所述气味源物质挥发；
使用所述冷台将所述嗅源承载材料降低到第二温度，使得挥发的所述气味源物质滞留在所述嗅源承载材料中，以制备所述警犬用嗅源；其中，所述第二温度低于所述第一温度。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，
当所述气味源物质为TNT时，所述第一温度为60℃，或者，当所述气味源物质为2,4DNT时，所述第一温度为35℃；
所述第二温度为20℃。
7.一种嗅源制备系统，其特征在于，所述嗅源制备系统包括热台和冷台，所述嗅源制备系统包括热台和冷台；其中，在所述嗅源制备系统的使用状态下，所述冷台位于所述热台的上方；
所述热台面对所述冷台的一侧用于放置气味源物质；
所述冷台包括冷却板和冷却装置，其中，所述冷却板面对所述热台的一侧用于吸附权利要求1或2所述的嗅源承载材料，所述冷却装置位于所述冷却板背离所述热台的一侧；其中，所述冷却装置用于降低所述冷却板面的温度，以降低吸附在所述冷却板上的嗅源承载材料的温度。
8.根据权利要求7所述的嗅源制备系统，其特征在于，所述冷却板面对所述热台的一侧设置有多个麻花状金属棒，其中，所述麻花状金属棒的末端设置在所述冷却板上，首段端朝向所述热台，所述嗅源承载材料吸附在所述麻花状金属棒上，所述麻花状金属棒用于引导所述气味源物质的气味气流螺旋上升，使得所述气味源物质散发的气味与所述嗅源承载材料充分接触。
9.根据权利要求8所述的嗅源制备系统，其特征在于，所述冷却板面对所述热台的一侧设置有杯罩，在所述麻花状金属棒位于所述杯罩内，在所述嗅源制备系统的使用状态下，所述杯罩罩着所述气味源物质，以减少所述气味源物质的气味从所述嗅源制备系统中泄露。
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Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 《聚二甲基硅氧烷／SiO：杂化材料的制备与性能研究》;王世敏 等;《材料科学与工程学报》;第21卷(第2期);全文 * |
| Fe_3O_4磁性纳米粒子-氧化石墨烯复合材料的可控制备及结构与性能表征;张D;陈彪;杨祖培;张智军;;物理化学学报(05);全文 * |
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