[实用新型]一种显微可视化高温高压拉曼反应舱

说明书

本实用新型涉及一种显微可视化高温高压拉曼反应舱，上釜盖与釜体密封连接，上釜盖上开设有通孔，通孔内容置有蓝宝石玻璃；釜体内开设有贯穿的、与通孔连通内腔，内腔中放置有至少一个隔板，隔板外表面与内腔内壁之间留有间隙，隔板上放有用于混合的固体，隔板下方的内腔中容置有蓝宝石玻璃，并通过安装于釜体上的玻璃压板支撑固定；釜体上分别设有与内腔相连通的进液口、进气口及出口，上釜盖顶部在通孔外围设有上盖降温水套，上盖降温水套分别设有与冷却水源相连的进、出水口；釜体内部安装有用于对反应舱加热的加热模具。本实用新型实现了三相在高温高压条件下的相互反应，使反应舱内压强和温度的监测变得简单和更准确，拆装方便。

技术领域

本实用新型涉及模拟高温高压环境的反应装置，具体地说是一种显微可视化高温高压拉曼反应舱。

背景技术

高温高压模拟舱是一种用于模拟高温高压环境的常用反应装置，是研究深部流体—岩石，热液流体—岩石—气体相互作用的重要设备之一。共聚焦显微激光拉曼光谱技术作为一种简便、无损、快速、无接触的光谱检测技术，常被应用到微区观察、化学反应的连续、实时监测。显微可视化高温高压拉曼反应舱则是将高温高压模拟舱与共聚焦显微激光拉曼光谱技术相结合的新型高温高压反应模拟装置。在实时监测高温高压实验时，主要通过舱体上预留的蓝宝石窗口对舱体内部的反应物进行微区观察和拉曼光谱的实时分析。基于显微可视化高温高压拉曼反应舱，可以实时监测流体—岩石相互作用、流体—气体—岩石三相相互作用的微观过程，从而加深对深海热液流体活动、地球深部物质循环的认识。与此同时，由于需要满足高温条件，显微可视化高温高压装置面临更多的挑战，需要考虑新的加热方式和降温等更多的问题；但目前相应的设备较少，无法实现微区监测的流体—岩石—气体相互作用观测。

现有的可视化反应舱通常在其舱体上设计一个蓝宝石或者石英玻璃窗口，然后用遥测式拉曼探头进行光谱采集，实现激发光与回收信号的传递，但是无法实现微区观察。为了实现共聚焦显微激光拉曼光谱技术在高温高压下的实时监测，需要设计出能够实现微区观察的可视化高温高压反应舱。热液金刚石压腔与共聚焦显微拉曼光谱技术可以有效结合起来，进行微区观察和拉曼光谱分析，能够很好地模拟高温高压环境。人工合成毛细管包裹体系统以毛细管为反应装置，能够有效进行天然气水合物、水的相态、混合气体等地质流体的高温高压实验，实现微区观察和拉曼光谱采集与分析。

热液金刚石压腔有效满足了高温高压的要求，但是内部容积较小，能够容纳进行实验的反应物及产物量较少，这对部分产率较低的实验十分不利；而且内部需要进行压强计算和校准，存在一定的误差，压强越大，误差也相对较大，在100MPa内应用范围相对较少。另一方面，热液金刚石压腔由于靠金刚石顶砧对顶增加压强，无法进行气体—流体—固体三相的相互作用，也限制了它的使用范围。在进行新的实验时，需要很小心地进行拆卸，电阻丝很容易受损，而导致无法使用，影响实验进程。人工合成毛细管包裹体系统相对复杂，样品准备时间较长，需要精细操作，成本较高。再有，无法在毛细管里进行固体—流体的相互作用实验，从而无法深入了解地质流体对围岩的影响。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种显微可视化高温高压拉曼反应舱，解决现有技术中金刚石压腔容积较小、拆卸麻烦、无法同时进行三相反应的难题。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

本实用新型包括上釜盖、釜体、玻璃压板、蓝宝石玻璃、隔板及加热模具，其中上釜盖与釜体密封连接，该上釜盖上开设有通孔，所述通孔内容置有蓝宝石玻璃；所述釜体内开设有贯穿的内腔，该内腔与所述通孔连通，所述内腔中放置有至少一个隔板，该隔板外表面与内腔内壁之间留有供气体或液体经过的间隙，所述隔板上放有用于混合的固体，所述隔板下方的内腔中容置有蓝宝石玻璃，该隔板下方的蓝宝石玻璃通过安装于所述釜体上的玻璃压板支撑固定；所述釜体上分别设有与内腔相连通的进液口、进气口及出口，所述上釜盖上在所述通孔外围设有上盖降温水套，该上盖降温水套分别设有与冷却水源相连的进、出水口；所述釜体内部安装有用于对反应舱加热的加热模具。