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二氧化碳CO2是空气中常见的化合物,它也是我们生活中必不可少的并且与我们生活紧密相关的一种化合物。同时,CO2也是地球碳循环如全球生态系统碳循环、海-气通量、岩溶过程中的碳循环的最重要的组成部分。二氧化碳的过分排放导致了温室效应,现今开始关注并采取手段措施来控制温室效应。国内外的研究工作可以分为以下几种:二氧化碳的源头控制、二氧化碳的封存、吸收和利用空气中的二氧化碳。由于吸收、处理问题是在高压下将二氧化碳注入到深煤层。所以二氧化碳高压条件下的的结构相变就成为了研究的关键和热点。实验研究共发现了二氧化碳固体存在八个相态。二氧化碳CO2Ⅰ到VII(Cmca)相,其中还有一个二氧化碳不确定相,称之为α-CO2。这些相态的发现是在温度和压强共同的作用下完成的,并且已经得到了科学家的广泛认同。现在研究人员也在试图寻找之后的相态,但必须在高温高压的条件下才有可能完成。由于实验条件的限制,这也是一项艰巨的工作。本文是在高压条件下,对二氧化碳的晶体结构进行测试计算,并得到相变的过程以及相变的压强。在上海交通大学魏冬青教授的课题组中运用MS软件完成的:首先,利用MS (Materials studio)中的CASTEP模块,采用第一性原理平面波赝势的方法进行计算。测试十几个二氧化碳的晶体结构,并通过进行比较,最后确定了本论文中的五个二氧化碳的晶体结构,即为Pa3,Pbcn,P41212,P4m-2, I42dc。其中Pa3、Pbcn是已经确定的Ⅰ相和Ⅲ相。对这五个晶体结构进行了截断能、交换-关联函数、赝势以及K点的测试。确定了在本次计算中的截断能为420eV,交换关联函数取LDA,赝势为超软赝势(Ultrasoft)。其次,对Pa3,Pbcn,P41212, P4m-2, I42dc进行K点测试,得到五个结构的K点分别是6×6×6、6×4×6、7×7×5、8×8×6、5×5×6。最后,对已经测试结束的五个结构进行焓值的计算,再计算五个结构中每个原子的平均焓值。由于计算数值较大且很接近,本文中计算其余四个结构相对于P41212的相对焓。由Origin8.0得出图形进行比较,得到结构相变的压强即结构相变点。得到Pa3、Pbcn、P41212、 P4m-2、 I42dc这五个二氧化碳晶体结构的相变点大约为:5Gpa,7.8Gpa,16Gpa,72.3Gp。