乙炔钙高压下的聚合与晶化

【作者】 郑海燕； 王丽娟； 李阔； 杨悠悠； 汪雅洁； 吴嘉嘉； 董校； 王春海； C.A.Tulk； J.Molaison； I.N.Ivanov； M.Feygenson； 杨文革； M.Guthrie； 赵予生； 毛河光； 靳长青；

【机构】 北京高压科学研究中心； 卡耐基研究院地球物理实验室； 中粮集团营养与健康研究院； 安捷伦(中国)有限公司； 杜伦大学化学系英； 散裂中子源； 纳米材料科学中心橡树岭国家实验室； HPSynC卡耐基研究院地球物理实验室； 南方科技大学物理系； 中国科学院物理研究所； 量子物质科学协同创新中心；

【摘要】 高压下不饱和化合物倾向于形成更为饱和的结构,其原子倾向于与更多的原子接触成键,因此常常出现常压下不可能形成的化合物。理论预测表明CaC₂在高压下可以形成聚乙炔钙、聚并苯钙、石墨烯钙等多种结构,其中每个碳原子均带有一个负电荷。这意味着乙炔钙需要克服相当大的静电斥力才能够形成上述结构。通过金刚石对顶砧压机高压原位实验、巴黎爱丁堡压机高压原位、离位实验以及激光加热原位高温高压实验,运用原位拉曼、红外、阻抗、X射线衍射、中子衍射,离位中子对分布函数、高分辨质谱等实验手段和密度泛函理论、分子动力学等理论手段,我们系统地研究了乙炔钙在高压下从晶态到非晶态的相变与其中的化学变化过程,尤其是非晶态相的短程结构;研究了非晶态在高温高压下的晶化。我们确认了乙炔钙在常温高压下聚合生成链状与环状结构,在高温高压下则晶化成为聚乙炔钙、聚并苯钙结构。同时我们发现聚合过程伴随有电导率7个数量级以上的升高。更多还原