高压下两种典型杂环化合物的相变研究

论文摘要

相是指在没有外力作用下,物理、化学性质完全相同、成分相同的均匀物质的聚集态。当外界的约束条件,如压强、温度等变化超过一定阈值,物质从一个相转变为另一个相的过程称为相变[1]。相变过程也就是物质结构发生突然变化的过程,相变对研究物质的结构变化有着重要的意义,物质发生相变可能会产生新的现象或者新的物质,为人们研究物质内部结构提供帮助。压力是物质发生相变的重要手段之一。在压力条件的作用下,物质的结构会发生变化,从而对物质的性质产生影响。本论文主要以杂环化合物为主要研究对象。重点研究的是2,2’-联吡啶和1,4-二氧六环在高压条件下的变化,研究方法是对物质施加压力。我们采用金刚石对顶砧（DAC）实验技术作为一种施压方法来研究高压下物质的结构变化,通过高压手段能够改变分子结构﹑分子之间的相互作用,是研究分子在极端条件下的有效手段。本论文主要是研究了2,2’-联吡啶和1,4-二氧六环在高压下的相稳定性,2,2’-联吡啶和1,4-二氧六环均为杂环化合物,其中2,2’-联吡啶为含氮杂环化合物,1,4-二氧六环为含氧杂环化合物。我们通过原位高压拉曼光谱测量2,2’-联吡啶在高压条件下拉曼光谱的变化情况,经过数据整理,我们可以得出结论。2,2’-联吡啶的拉曼光谱实验最高的压强达到15GPa,通过分析拉曼光谱结合对结构在高压下的理论模拟结果,发现2,2’-联吡啶的高压拉曼光谱没有发生突变的现象,表明高压过程中没有发生明显的相变。在加压过程中,大多数拉曼峰随着压力的增加而想高波数方向移动。从拉曼频率-压力关系来看,所有的振动频率均随压力线性上升。随后,我们对1,4-二氧六环进行了高压拉曼实验,测量了1,4-二氧六环在高压条件下的拉曼光谱变化情况,在加压过程中,通过分析高压拉曼光谱发现,随着压力的增加,拉曼光谱谱线的峰向高波数方向移动。物质在压强大约为0.5GPa的时候发生了相变,此相变为1,4-二氧六环液体变为固体的相变,在压强大约为5GPa和9GPa左右的时候也发生了相变,我们认为发生这种现象可能与分子结构变化有关。通过研究两种典型杂环化合物2,2’-联吡啶和1,4-二氧六环的高压拉曼光谱,我们可以知道物质在高压条件下结构的变化情况,并得出了一定的结论。我们可以通过高压拉曼光谱方法对其它杂环化合物进行详细的研究,进一步分析高压条件下不同的杂环化合物是否会发生相变以及物质的结构变化情况对相稳定性产生的影响。高压拉曼光谱技术对物质的研究提供了很大的帮助,杂环化合物还有很多可以研究的方向等待我们的研究。

论文目录

摘要

abstract

第一章绪论

1.1 杂环化合物

1.1.1 杂环化合物简介

1.1.2 氢键的简介

1.2 高压科学简介及其研究的意义

1.2.1 高压科学的简介

1.2.2 研究的意义

1.3 本论文的研究目的和内容

第二章金刚石对顶砧（DAC）实验技术及拉曼光谱

2.1 金刚石对顶砧（DAC）实验技术

2.1.1 金刚石对顶砧（DAC）的简介

2.1.2 密封垫片和压力定标

2.2 拉曼光谱

2.2.1 拉曼光谱概述

2.2.2 拉曼光谱的优势及应用

第三章 2,2'-联吡啶高压下相对稳定性的研究

3.1 2 ,2'-联吡啶的研究背景

3.2 2 ,2’-联吡啶的实验部分

3.2.1 实验过程

3.2.2 2 ,2’-联吡啶常压结构性质

3.2.3 2 ,2’-联吡啶不同压强下的拉曼光谱图

3.2.4 不同压力下2,2’-联吡啶的晶格参数和键距

3.3 小结

第四章 1,4-二氧六环高压下的研究

4.1 研究背景

4.2 实验过程

4.3 不同压力下1,4-二氧六环的拉曼光谱研究

4.4 小结

第五章总结与展望

5.1 论文总结

5.2 研究展望

参考文献

致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 赵月

导师: 周密

关键词: 高压,拉曼,联吡啶,二氧六环,相变

来源: 吉林大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 物理学,化学

单位: 吉林大学

分类号: O433;O626

总页数: 48

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高压下两种典型杂环化合物的相变研究

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