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多学科中心正电子研究平台对外开放运行取得新进展
2016-10-19|文章来源:多学科中心 |【
 

  20169月,英国皇家学会著名化学工程类期刊 Energy Environ. Sci. (IF: 25.427) 在线发表了天津大学姜忠义教授课题组在氧化石墨烯薄膜研究方面取得的最新进展,即通过模仿AQP中的多级结构和纳米通道的复杂物理化学微环境,在石墨烯薄膜中构建出高渗透性和选择性纳米通道(Shaofei Wang, Yingzhen Wu, Ning Zhang, Guanwei He, Qingping Xin, Xingyu Wu, Xingzhong Cao, Michael D. Guiver*, Zhongyi Jiang*, Energy Environ. Sci., 2016, 9, 3107. http://pubs.rsc.org /-/content /articlehtml/2016/ee/c6ee01984f)。 

  全球CO2排放量的持续增加导致全球变暖,并引发严重的环境问题。薄膜基气体分离技术结合高强度二维纳米材料石墨烯可实现CO2气体的良好选择透过性,但目前对于协同控制层间纳米通道的物理化学微环境,如间隙宽度、界面化学和水含量等缺乏实际和有效方法。该研究基于CO2在生物膜上的高效跨膜运输特性,设计出一种类似生物膜物理化学微环境的合成膜,并在石墨烯薄膜中构建出高渗透性和选择性的纳米通道,从而实现CO2的高效运输和分离。研究人员利用正电子湮没谱学技术对于纳米级甚至亚原子尺度开空间缺陷的敏感性,特别是慢正电子束流技术对于薄膜材料表面微观缺陷以及深度区域甄别的优势,实现了复合薄膜不同功能区域微环境的有效甄别,合理地解释了不同薄膜选择渗透差异性的微观机制。 

    近年来,中科院高能所正电子研究平台在新型功能材料微结构表征中得到了广泛的应用,特别是慢正电子束流技术的发展和新型多参数符合测量技术的实现,为新型功能材料和功能薄膜材料微观结构及其微环境的表征提供了一种有效的核分析方法,从微观的角度开展功能材料结构与物性内在机制的分析和解释。目前,研究平台与来自国内外60多个研究团队的近300名用户开展了合作研究,已在JACSPRLPRBAPLGreen Chem.JMCJ CatalysisCCPCCPChem. Mater.ACS Appl. Mater. InterfacesActa MaterialiaNuclear Fusion等多个学科的顶级期刊上发表论文数十篇。


 
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