分子动力学模拟研究ZIF-8颗粒对甲烷水合物形成过程的影响

摘要：

为了揭示ZIF-8 颗粒对甲烷水合物形成过程的微观影响机理,通过分子动力学模拟方法研究了有/无ZIF-8 颗粒体系中的甲烷水合物成核及生长过程.结果表明:ZIF-8 颗粒的加入会影响甲烷水合物的成核及生长动力学,加速或减缓水合物的成核及生长过程.ZIF-8 不同的加入量对水合物形成动力学亦有着不同的影响作用.其中,加入少量的ZIF-8 颗粒可在不降低水溶液中甲烷过饱和度的情况下,通过加速甲烷分子在水溶液中的运移及水分子的组装行为,促进水合物前驱体及闭合笼状结构的形成,推动水合物的快速成核及生长.当加入的ZIF-8 颗粒达到一定浓度时会在短时间内吸引更多的甲烷分子从水溶液中逃离出来并在其表面聚集成纳米气泡,致使水溶液中的甲烷浓度降低、水合物形成驱动力下降,最终导致水合物的形成过程被明显地抑制.

关键词：甲烷水合物、ZIF-8、分子动力学模拟、形成动力学

所属期刊栏目：23

分类号：TE821(石油、天然气储存与运输)

资助基金：中国石油大学北京克拉玛依校区科研启动基金;新疆维吾尔自治区天池英才引进计划;国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2023-09-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：10298-10306