甲烷水合物的笼占有率：同步辐射 X 射线衍射与拉曼光谱结果
化学物理
2018-03-07 v1 其他凝聚态物理
摘要
准确掌握甲烷的笼占有率对于理解气体水合物的物理化学性质、估算水合物矿藏中天然气的实际储量以及描述气体交换过程至关重要。本文报道了在不同压力与温度下由冰-气体系形成的合成 CH4-H2O 与 CH4-D2O 水合物的绝对笼占有率、笼占有率比及水合数。结果来自高分辨率同步辐射 X 射线粉末衍射图谱的 Rietveld 精修与拉曼光谱测量。发现氘代水合物中甲烷在小笼的占有率略高于氢代形式，可能源于二者晶格常数的差异。小笼中 CH4 占有率在 3.5 MPa 形成压力下与 CSMGem 的预测吻合较好，但随着形成压力升高，偏差增大至 11%。虽不能排除预测模型存在某些不足，但所观测差异很可能源于高压下达到真实平衡的实验困难。由水-气体系形成的合成与天然 CH4 水合物的实验测定大笼对小笼占有率比，始终高于 CSMGem 计算结果。将讨论造成这些差异的可能原因。
引用
@article{arxiv.1803.02244,
title = {Cage occupancies of methane hydrates: Results from synchrotron X-ray diffraction and Raman spectroscopy},
author = {Junfeng Qin and Christiane D. Hartmann and Werner F. Kuhs},
journal= {arXiv preprint arXiv:1803.02244},
year = {2018}
}
备注
Unpublished contribution to the 8th International Conference on Gas Hydrates (ICGH-8), Beijing, China, 28 July - 1 August 2015 (was only available to the conference participants)