13C固体核磁共振法测定CH4-THF二元水合物的微观结构特征

摘要：

认识天然气水合物的微观结构特征对于研究其形成机理和储运技术具有重要的意义.为此,采用13C固体核磁共振(SSNMR)技术分析了四氢呋喃(THF)水合物和CH4-THF二元水合物的笼型结构特征,确定了后者的结构类型和客体分子分布特征,并获得了后者客体分子的笼占有率和水合指数.实验结果表明:①纯THF水合物的2个共振谱峰的化学位移分别为δ68.3和δ26.1,其THF分子填充在Ⅱ型水合物大笼(5”64)中;②CH4-THF二元水合物和纯THF水合物一样,同为Ⅱ型结构,其THF分子仅填充在大笼(51264)中,笼占有率为0.994 8,而CH4分子仅占据小笼(512),笼占有率较低,仅为0.482 5;③由于CH4分子填充率较低,二元水合物的水合指数为8.67,明显大于理想值(5.67),水合物储气量较小;④CH4-THF二元水合物中客体分子笼占有率的大小与水合物的生成条件(温度、压力)及制备方法(反应状态、时间等)有关,改变水合物的形成条件,在一定程度上可以调节笼型水合物客体分子的笼占有率,从而提高水合物的储气密度.

关键词：CH4-THF二元水合物、13C固体核磁共振、化学位移、结构特征、客体分布、笼占有率、水合指数、生成条件

所属期刊栏目：35

分类号：TE8;TE6

资助基金：国家自然科学基金“祁连山冻土区天然气水合物微观结构特征及其动态聚散规律研究”41302034;国土资源部公益性行业科研专项经费项目“天然气水合物实验测试技术研究”201111026

在线出版日期：2015-04-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：135-140