纳米颗粒/介孔复合材料是当前国际材料研究的新领域,是新一代催化、分离科学、光电子器件的基础,正电子双多普勒关联技术是国际正电子领域最新技术,该技术可以对元素进行指纹鉴别。该技术是研究纳米颗粒/介孔复合体的最佳手段之一,国际上尚为初期工作。本课题用双多普勒展宽关联技术结合慢正电子束和变温技术研究纳米介孔复合体的微结构,对嵌入介孔固体中的纳米颗粒具有极高的灵敏度,可以进行纳米颗粒及周围化学环境的进行鉴别,可以获得纳米颗粒与介孔的电子动量分布,以及随温度的演化过程,纳米颗粒与介孔的结合状况等等,最终可实现正电子技术对纳米颗粒/介孔复合材料的指纹鉴别,为制备新型纳米介孔复合体提供重要的依据。
本项基金研究工作是利用正电子湮灭技术研究介孔材料和纳米材料的微结构。通过该项目的资助,该研究工作取得了以下三项主要成果(1)建立与完善了数字化双多普勒测量系统,并用该系统对20多种元素进行电子动量分布研究,与理论计算的动量分布符合较好, 发展了用多普勒展宽来获得电子动量分布的新方法。 (2)用正电子湮灭技术对介孔材料和纳米介孔材料进行了系统的研究,测量了镍掺杂介孔氧化硅、规则介孔氧化铝介孔模板、氧化铝介孔模板与硫化锌(ZnS)纳米材料、多孔MgO材料等正电子湮灭的S参数、寿命谱,得到介孔大小、介孔密度、介孔深度、介孔填充纳米颗粒或纳米丝后的正电子湮灭变化规律,由此获得了这些介孔材料的微结构的信息。(3)发展了正电子寿命计算方法,并独立编写了正电子湮灭寿命计算程序,对碳纳米管系列材料的正电子湮灭寿命进行了理论计算,对碳同素异形体金刚石、石墨、C60这三种碳元素的同素异形体的正电子理论计算,与实验结果相符合。