热点关注:  
放射性同位素 粒子加速器 辐照杀菌 无损检测 高新核材 辐射成像 放射诊疗 辐射育种 食品辐照保鲜 废水辐照 X射线 中广核技 中国同辐

技术装备 > 核分析技术 > 正文

我国科学家发现一种新型氢水合物的形成过程以及结构性质

X射线衍射 氢水化合物
发布:2020-12-30 11:26:17     来源:中国新闻网

记者29日从中科院合肥物质科学研究院获悉,该院固体物理所计算物理与量子材料研究部极端环境量子物质中心团队利用金刚石对顶砧高压实验技术,结合原位拉曼光谱实验技术、原位X射线衍射实验技术以及第一性原理,计算研究了一种新型氢水合物的形成过程以及结构性质。研究成果发表在国际著名期刊《物理学评论快报》上。

固态水分子由于氢键的存在倾向于形成三维框架结构。在自然或人造的极端条件下,水分子很可能与其他气体小分子发生缔合,从而产生各种各样的构型和结构。纯水在低于400万大气压以及77K—300K的温度压力区间,以存在至少3种非晶相及16种晶相而闻名,具有非常复杂的相图。这种结构的多样性也适用于不同的水合物。气体分子可以通过范德华力与水的笼型结构的相互作用,形成稳定的气体水合物,使得水本身也成为一种具有潜力的储气/气体分离的材料,例如在深海沉积物等中存在大量的天然气水合物。而氢水合物在行星的形成和演化中则起着至关重要的作用。

研究表明,在120万大气压和298K温度下,纯氢与纯水形成一种新型水合物,水合物中氧原子亚晶格的排布与纯水的固体相中氧原子相同,而水合物中氢分子位于氧原子构成的六环形空腔中,整个水合物的空间对称性满足三角R3c或R-3c空间群(质子有序或无序),其分子式组成为(H2O)·6H2。

拉曼光谱和理论计算揭示了本研究揭示的新相C1'中的氢无序性质,其不同于众所周知的有序相C1,这种新结构在压力升高或温度降低后会转变为C1相。它也可以被看作是有序冰的无序结构,与其他所有已发现的有序冰结构均不同,是一种新型无序冰结构。

推荐阅读

科学家使用X射线衍射技术发现一种新型的分子结

来自曼彻斯特大学的一个团队采用了3x3交织的分子网格作为中间和关键结构-他们在Diamond的I19光束线上使用单晶X射线衍射技术解决了这个关键结构。 2020-12-18

揭示微吸收:为什么XRD中的荧光抑制作用有害无益

当样品在X射线衍射(XRD)实验过程中发荧光时,定量结果中产生的误差可能使实验毫无意义。在用铜X射线管对含铁的样品进行测量时,荧光尤其常见。 2021-01-06

借助同步辐射X射线衍射技术对半水合氨样品进行研究

科研人员通过拉曼光谱探测,结合同步辐射X射线衍射技术以及第一性原理计算,对超过120万大气压的半水合氨样品进行了研究,相当于天王星 海王星约9870 8085公里深处压力。 2021-01-19

巴西全新同步辐射光源天狼星使用普发真空产品

天狼星 (Sirius) 不仅是夜空中最亮的恒星,也是巴西这座全新同步辐射光源的名字。它是世界上最早建成的一批第四代同步辐射光源之一,也是巴西有史以来建造的最复杂的科研设施——一座进行尖端科学研究以及为健康、农业、能源和环境等领域的全球问题寻找解决方案的战略基础设施。 2021-02-23

X射线衍射研究:美洲驼的小抗体可能是对抗COVID-19的高效武器

研究人员正在使用先进光子源(Advanced Photon Source, APS)的超亮x射线,帮助将自然产生的羊驼抗体转化为可能有效的抗SARS-CoV-2病毒的疗法。 2021-03-15
阅读排行榜