2009 年第 67 卷 第 18 期, 2149～2154
化 学 学 报
ACTA CHIMICA SINICA
Vol. 67, 2009 No. 18, 2149～2154
研究论文
过氧化氢水溶液作用下甲烷水合物分解特性的分子动力学模拟研究
万丽华 a,b 颜克凤 a,c
b
李小森*,a,c
黄宁生 a
广州 510640) 广州 510640)
唐良广 a
(a 中国科学院广州能源研究所
广州天然气水合物中心 北京 100039)
( 中国科学院研究生院
(c 中国科学院可再生能源与天然气水合物重点实验室 摘要
采用分子动力学模拟方法研究过氧化氢水(HP)溶液作用下结构 I 型(SI)甲烷水合物晶体分解特性. 系统分析甲烷
水合物在过氧化氢水溶液作用下由晶态向液态转变过程的机理, 对比相同摩尔浓度乙二醇(EG)溶液作用下甲烷水合物 分解变化规律, 得出 HP 与水合物热力学抑制剂 EG 一样对甲烷水合物分解具有促进作用, 为 HP 溶液促进甲烷水合物 分解实验研究提供参考. 关键词 气体水合物; 分解; 过氧化氢溶液; 分子动力学模拟
Molecular Dynamics Simulation on Characteristics of Decomposition of Methane Hydrate in the Presence of Hydrogen Peroxide Solution
Wan, Lihuaa,b Yan, Kefenga,c Li, Xiaosen*,a,c Huang, Ningshenga
Tang, Liangguanga
(a Center for Gas Hydrate Research, Guangzhou Institute of Energy Conversion, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510640) b ( China Graduate School of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100039) (c Key Laboratory of Renewable Energy and Gas Hydrate, Chinese Academy of Science, Guangzhou 510640)
Abstract In this work, the characteristics of the decomposition of methane hydrate Structure I (SI) in the presence of hydrogen peroxide solution is investigated using the molecular dynamics simulation. The mechanism of the transformation process from the solid hydrate to the liquid is analyzed with the effect of hydrogen peroxide (HP) solution. In addition, the effect of ethylene glycol (EG) with the same molar concentration with HP on the methane hydrate dissociation is also studied. The results illustrate that both HP and EG promote well the hydrate dissociation. The work provides the important reference value for the experimental investigation into the promotion effect of HP on the hydrate dissociation. Keywords gas hydrate; dissociation; hydrogen peroxide solution; molecular dynamics simulation
天然气水合物是一种类冰包络型化合物, 其中水分 子(主体分子)之间通过氢键相互作用构成晶穴, 天然气 分子(客体分子)填充于晶穴中, 主客体分子之间存在范 德华相互作用. 目前, 在永久冻土地带和大陆架边缘发 现数量巨大的天然气水合物, 对能源危机的缓解具有重 要意义.

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