天然气水合物谱学特性的研究

天然气水合物是由水和小气体分子在低温、高压条件下形成的非化学计量性笼型结晶化合物,具有分布广泛、能量密度高、埋藏浅、洁净等特点,有望成为未来理想的新能源。由于水合物样品成分复杂,需要建立相应的谱学手段对其进行系统地分析。基于此,探讨3种常见的谱学手段(X射线衍射、拉曼光谱、核磁共振普)研究天然气水合物的基本物理化学特性。     

气体水合物稳定性相图的研究进展

天然气水合物在我国未来的能源战略中将占有重要地位,相关的基础研究具有重要性和紧迫性。无论是自然界的水合物矿藏还是实验室合成的水合物样品,水合物的形成和稳定存在都需要特定的压强(P)和温度(T)条件,因此,确定气体水合物的相稳定性与相边界,构建不同组分的水-气体混合物的温压(P-T)相图,一直是水合物研究的核心问题,特别是对于水合物材料的合成、水合物矿藏的开采和运输具有重要意义。基于此,从实验和理论方面介绍气体水合物相图的研究进展。     

气体水合物形成条件的第一性原理热力学研究

天然气水合物在我国未来的能源战略中将占有重要地位,相关的基础研究具有重要性和紧迫性。水合物的研究涉及石油化工、材料科学、能源科学、凝聚态物理、物理化学等多个学科,是一个典型的交叉学科研究领域。在当前的气体水合物研究中,固相水合物的相稳定性是共通的关键科学问题。拟在第一性原理水平上,通过对分子间相互作用的精确描述,对典型的甲烷水合物建立化学势相图,进而获得水合物稳定存在的温度、压强热力学条件,建立天然气水合物成藏的微观物理图像。     

二氧化碳置换法开采天然气水合物的研究现状

天然气水合物在开采过程中形态会发生变化，从固态变为液态和气态，即发生相变。因此，水合物的开采原理主要是围绕改变水合物稳定存在的条件(温度和压力为主要因素),促使水合物分解，从而产生天然气。目前，天然气水合物开采技术主要有注热法、降压法、化学试剂法和二氧化碳置换法。其中，二氧化碳置换法开采天然气水合物具有十分重要的现实意义。这种方法可以弥补传统开采方法的不足，并有望成为未来工业化天然气水合物开采的主要技术之一。