碳原子因鍵合方式的不同會(huì)形成不同維度的碳骨架化合物,當(dāng)碳原子與少量金屬元素結(jié)合在一起,又會(huì)形成各種帶有金屬獨(dú)特性質(zhì)的金屬多碳化物。壓力作為熱力學(xué)中的一個(gè)基本變量,可以影響材料的微觀結(jié)構(gòu)、原子間距、電子自旋態(tài)等。高壓可以使不飽和碳碳鍵之間發(fā)生聚合,形成飽和度更高的碳骨架化合物。在本文中,我們主要研究了單乙炔鈉（NaC2H）、二茂鎂（Mg（C5H5）2）、Gd@C82等幾種不同類(lèi)型的不飽和金屬多碳化物。主要通過(guò)原位拉曼光譜、原位紅外光譜、原位X射線(xiàn)衍射、原位交流阻抗譜和離位氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀等分析測(cè)試手段,研究其在高壓下的相變、高壓結(jié)構(gòu)、電輸運(yùn)性能、聚合壓力、反應(yīng)閾值（聚合時(shí)的分子間原子距離）以及聚合產(chǎn)物等。金屬乙炔鹽的壓力誘導(dǎo)聚合（Pressure Induced Polymerization,PIP）是一種新穎的方法,用于合成具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)和性能的金屬碳骨架材料。然而,雙取代乙炔鹽的聚合壓力多為25 GPa甚至更高,如此高的壓力限制了大規(guī)模的合成。因此,我們選用只帶一個(gè)電荷的單取代乙炔鈉進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)單乙炔鈉在7GPa時(shí)發(fā)生了相變,并在14GPa時(shí)聚合,這是迄今為止所報(bào)道的乙炔化物聚合... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)工程物理研究院北京市

【文章頁(yè)數(shù)】：78 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２．（ａ＞Ｃａ２Ｃ的熱力學(xué)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)

?不飽和金屬多碳化物的高壓反應(yīng)研宄???現(xiàn)隨著碳含量的增加，碳原子的連接程度也在增加。如高壓下ＬｉＣ６會(huì)轉(zhuǎn)變成三維的納米泡??結(jié)構(gòu)、二維的金剛石帶狀結(jié)構(gòu)以及三維的金剛石網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)１Ｗ。??１腦??圖１．２．（ａ＞Ｃａ２Ｃ的熱力學(xué)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。（ｂ）Ｃａ３Ｃ２低壓下的亞穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)。（ｃ）Ｃａ３Ｃ２高壓下的熱力學(xué)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。??（ｄ）ＣａＣ的熱力學(xué)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。（ｅ）ＣａＣ高壓下的熱力學(xué)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。（ｆ）Ｃａ２Ｃ３在２８ＧＰａ時(shí)的結(jié)構(gòu)［１８］。??卜４?８隱麵??—Ｓ?—■＾一?卜?〇?〇?°?〇?°??６?〇?〇?〇?〇?〇?ｃ?］?＾?＾??＊?〇〇?〇〇?〇?〇？－？？?〇?ｏｏ?＜ｘｊ??ｉｒｂ?．Ｃ?ｖ?Ｏ?Ｏ?Ｃ?＾??ａ）?Ｌｉ２Ｃ２，?Ｃｍｃｍ，?４０?ＧＰａ?ｂ）?Ｌｉ２Ｃ３，?Ｃｍｃｍ，?４０?ＧＰａ??〇〇?ＣＫ？—〇？?００－００??＾?＾?＾?ｂ?．．?ｏ?？？？－？？?〇?６??，?００－００?ＯＯ—？？??ｃ＾ｂ?〇ｏ－＾ｃ?０?〇？?：：〇〇〇〇?ｃ?〇〇?〇?Ｃ．??ａ?〇?〇?〇?〇?〇？－＜？？?〇？?Ｏ?００－００?〇?〇?〇〇－０？??ｃ）?Ｌｉ２Ｃ２，／ｍｍ２，?４０?ＧＰａ?ｄ）?Ｕ３Ｃ４，?Ｉｍｍｍ，?４０?ＧＰａ??圖１．３．預(yù)測(cè)得到的鋰－碳二元體系在４０?ＧＰａ時(shí)的含碳納米帶結(jié)構(gòu)［１９］。??５??

，我們課題組運(yùn)用??高分辨氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分析了退壓產(chǎn)物與水發(fā)生反應(yīng)的氣體與液體產(chǎn)物。發(fā)現(xiàn)除??了?乙炔外，還有?Ｃ３Ｈ４，?Ｃ５Ｈ６，?Ｃ５Ｈ４，?Ｃ６Ｈ８，?Ｃ６Ｈ６，?Ｃ６Ｈ４，?Ｃ８Ｈ７，?（：１２托２，?Ｃｉ２Ｈｈ），Ｃ１２Ｈｉ４等鏈狀、環(huán)??狀烯烴，第一次證實(shí)了乙炔鹽在高壓下的聚合反應(yīng)。進(jìn)一步定量地分析產(chǎn)物中苯與乙炔的??相對(duì)含量，證明實(shí)驗(yàn)條件下乙炔鈣不可逆聚合轉(zhuǎn)化率不低于１１％。該結(jié)果也被分子動(dòng)力學(xué)??模擬進(jìn)一步證實(shí)：３０ＧＰａ乙炔鈣聚合得到鏈狀和帶狀兩種結(jié)構(gòu)模型（圖１．４）?［２＼??３?＊?？?ｂ?，??：?＞?：ｒｒ＾ｉ??廣?ｊ?Ｌ??ｘ?Ｉ?．?？?／？??廣」ｚ?ＣＤ：，：?：？??圖１．４．分子動(dòng)力學(xué)方法模擬得到的ＣａＣ２在３０?ＧＰａ下的（ａ）鏈狀，（ｂ）帶狀結(jié)構(gòu)。為了清楚起見(jiàn)，此處省??略了鈣離子［２３］。??６??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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