硅石狭缝型孔隙中甲烷水合物成核机理的分子动力学模拟研究

项目名称： 硅石狭缝型孔隙中甲烷水合物成核机理的分子动力学模拟研究

项目编号： No.21403198

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 王芳芳

作者单位： 浙江师范大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 天然气水合物在地球上蕴藏量极大，是一种潜在的新型能源。对气体水合物成核机理的研究具有重要的科学意义和现实意义。近年来，国际上几个研究小组基于对甲烷水合物在甲烷水溶液中的自发成核和生长过程的分子模拟提出了甲烷水合物的成核机理，然而对甲烷水合物在多孔介质中的成核机理的分子模拟研究文献中尚未见报道。本课题拟使用高水平从头计算结果并结合实验数据，开发适用于硅石孔隙中甲烷水合物计算机模拟的可靠力场，并将该力场应用到甲烷水合物在硅石狭缝型孔隙中成核过程的分子动力学模拟中。我们将研究天然气水合物在硅石孔隙中的成核机理及硅石表面对天然气水合物成核的影响，并通过改变硅石孔隙尺寸分析得到成核速率、诱导时间等随孔隙尺寸的变化规律。本课题的研究对于认识自然界沉积物中天然气水合物的形成机制有着重要的科学意义。

中文关键词： 甲烷水合物；金属团簇；反应机理；密度泛函理论；分子动力学模拟

英文摘要： Huge amounts of methane are stored around the world in the form of methane hydrates，which represent a large energy reserve for humanity. A thorough understanding of the mechanism of gas hydrate nucleation is of great interest both scientifically and pract

英文关键词： methane hydrate；metal cluster；reaction mechanism；density functional theory；molecular dynamic simulation