《用正電子束研究分離膜的微納結構及其選擇滲透機理》是依託武漢大學，由何春清擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：用正電子束研究分離膜的微納結構及其選擇滲透機理
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：何春清
- 依託單位：武漢大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
高分子分離膜具有小分子/離子選擇性滲透功能，在水處理、清潔能源等領域有廣泛套用前景，其微結構與性能關係是迫切的研究課題之一。慢正電子束是研究高分子薄膜非常有用的靈敏工具。本項目擬完善正電子微束功能並開展高分子分離膜的正電子湮沒研究：（1）利用正電子束研究高分子膜微結構，確立其微結構與功能的關係；（2）加工氣氛樣品靶室，使正電子微束透過SiN薄膜窗入射到氣氛下薄膜樣品中，開展氣氛下分離膜的微結構研究；（3）加工簡易脈衝集束器，利用捕獲阱中正電子能量分散小的特點，將其斬波引出並進行脈衝集束、加速聚焦於樣品靶上，獲得能量可調的脈衝正電子微束；（4）組裝基於脈衝束的正電子壽命譜儀，開展真空和氣氛下高分子分離膜的正電子湮沒壽命測量，研究分離膜自由體積特性影響其選擇性滲透功能的機理。功能完善的正電子束有易集束、束斑小、可掃描、可氣氛下測量等特點，是研究薄膜、微樣的獨特平台，也可開展多正電子物理等前沿研究。
結題摘要
高分子分離膜具有小分子/離子選擇性滲透功能，在水處理、清潔能源等領域有廣泛套用前景，其微結構與性能關係是迫切的研究課題之一。正電子湮沒壽命譜儀是研究高分子薄膜非常有用的靈敏工具。本項目加工氣氛樣品室，利用正電子湮沒壽命譜、電化學工作站等研究了多種高分子分離膜微結構表征，並初步確立其微結構與功能的關係。結果表明：質子分離膜的自由體積變化與質子水通道的形成密切相關；正電子湮沒參數可以有效表征質子分離膜的微結構在不同濕度下的變化，從而解明影響質子導電率微觀機理；同時研究了影響不同摻雜膜的質子導電微觀機理。而反滲透膜的水、鹽選擇性滲透功能不僅僅與平均自由體積大小有關，自由體積分布更是決定鹽滲透機理的關鍵因素。相關分離膜研究有待進一步深入開展。
