采用光谱技术研究[C4mim][BF4]的传压和测压性能

摘要：

金刚石压腔是一种在实验室被频繁使用的高压产生装置,它在高压领域占据着重要地位.当金刚石压腔内传压介质只能提供非静水压环境时,利用传统的红宝石荧光光谱测压方法将很难准确测量样品压强,这也是目前超高压实验面临的普遍困难.若有一种兼具"传压"和"测压"双重功能的物质,根据"相邻位置、相近压强"原则,将能够解决在非静水压环境中测不准样品压强问题.显然,探寻兼具"传压"和"测压"双重功能的物质是一项非常重要的工作.本文将红宝石微粒与离子液体[C4 mim][BF4]装入金刚石压腔,然后利用金刚石压腔压缩[C4 mim][BF4]使其提供高压环境,同时采集红宝石的荧光光谱及其附近[C4 mim][BF4]的拉曼光谱.通过分析红宝石特征荧光峰R1的峰位,得到了[C4 mim][BF4]在加压过程中提供的一系列高压环境的压强值.通过分析红宝石特征荧光峰R1的峰宽,发现[C4mim][BF4]在0～6.26和6.26～21.43 GPa两个压强范围内可分别提供静水压环境和准静水压环境,表明[C4 mim][BF4]在0～21.43 GPa范围内可以作为传压介质使用.此外,还发现[C4 mim][BF4]在0～2.28,2.28～6.26,6.26～14.39和14.39～21.43 GPa四个压强范围内分别为"液相Ⅰ"、"液相Ⅱ"、"非晶相Ⅰ"和"非晶相Ⅱ".通过分析[C4 mim][BF4]中特征拉曼峰ν(B-F)和ν(ring)的峰位,发现在[C4 mim][BF4]四个相态内ν(B-F)和ν(ring)的峰位随压强增加均满足线性变化关系,并给出了相应的压强与峰位关系函数,这些函数是[C4 mim][BF4]用作压标物质的重要依据.综上所述,[C4 mim][BF4]不仅具有"传压"功能,同时还具有"测压"功能,可同时用作"传压介质"和"压标物质".研究结果为在非静水压环境中准确测量样品压强提供了重要依据,也为超高压条件下样品压强测量不准确问题提供了新的解决思路.

关键词：荧光光谱、拉曼光谱、金刚石压腔、离子液体、传压介质、压标物质

所属期刊栏目：42

分类号：O433.4(光学)

资助基金：河南省重点研发与推广专项;国家自然科学基金

在线出版日期：2022-06-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：1674-1678