温度对甲烷水合物分解影响的分子动力学模拟

周广刚; 孙晓亮; 卢贵武

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摘要

甲烷水合物是含有高纯度甲烷和水,可有效缓解能源危机的重要战略资源。甲烷水合物的分解动力学研究涉及水合物的开采和水合物技术的应用,一直是各国学者所关注的焦点。本文采用分子动力学模拟的方法对s I型甲烷水合物的分解动力学过程进行研究,分析讨论了温度对s I型甲烷水合物分解过程中的微观结构以及分解速率的影响。以s I型甲烷水合物作为研究对象,研究了温度对水分子的序参数以及径向分布函数的影响,结果表明在水合物分解过程中,水分子由最初的长程有序向长程无序近程有序结构演化,由密度较低的晶型结构向密度较高的液态水转变。从270 K开始不断升高体系温度至295 K,甲烷分子的碳-碳原子的径向分布函数第一峰的峰值呈升高趋势,表明温度越高,甲烷逃逸出笼子的速率越快。研究发现在分解动力学演化过程中,水分子的AOP序参数从0开始逐渐升高,最终趋于稳定在0.8附近。温度越高,分解过程的AOP曲线越陡,甲烷水合物分解越快。

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来源
《人工晶体学报》 |2017年第8期|1608-1613|共6页
作者
周广刚; 孙晓亮; 卢贵武;
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作者单位

中国石油大学(北京)理学院;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类晶体的热学性质;
关键词
sI型甲烷水合物; 分解速率; 分子动力学;

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