碳纳米管与纳米颗粒弱键相互作用的软X射线谱学研究

碳纳米管与纳米颗粒的复合体系具有多种独特的性能，可用于气体灵敏探测器及高效催化剂等多种应用过程，本项目拟通过同步辐射软X射线谱学方法，结合空间分辨的扫描透射显微术与原位气/液环境实验，排除杂质干扰，探索不同类型的碳纳米管与纳米颗粒间的弱键相互作用及其动态变化过程，在理论计算的基础上深入分析其内在作用机制。本项目将系统分析各种碳纳米管与不同尺度、不同类型的纳米颗粒之间的电荷转移，明确相互作用的位点，总结各种弱键相互作用的特点与规律，为碳纳米管与纳米颗粒复合体系在各种应用过程中的微观机理提供实验依据。本项目的实现还将发展一套行之有效的探测纳米体系基元间相互作用的方法，为纳米体系自组装机理研究提供解决方案。

碳纳米管与纳米颗粒的复合体系具有独特的性能，可用于气体灵敏探测器及高效催化剂等多种应用过程，本项目通过同步辐射软X射线谱学方法，结合空间分辨的扫描透射显微术，探索了不同类型的碳纳米管与纳米颗粒间的弱键相互作用，揭示了应用过程中碳纳米管与纳米颗粒复合体系的协同效应。我们制备了各种碳纳米管与纳米颗粒的复合物，首次发现碳纳米管在生长过程中金属催化剂随纳米材料生长而产生的迁移，为燃料电池应用过程里碳纳米材料中痕量金属的存在提供了直接实验证据，同时讨论了催化剂纳米颗粒与碳纳米管之间的相互作用；我们在单体层次上揭示了碳纳米材料与多种纳米颗粒间的界面相互作用，发现碳纳米材料特有的电荷缓冲能力是体系性能提高的主因，可以为催化剂设计提供新思路。本项目的研究有助于深入了解碳纳米材料在各种应用过程中的微观电子结构。