气体分子对甲烷水合物稳定性的影响

【摘要】：通过B3LYP方法,在6-31G(d,p)水平下,分别优化了结构I型甲烷水合物十二面体和十四面体晶穴结构.结果表明,CH4分子使晶穴的相互作用能降低,增强了晶穴的稳定性.计算了晶穴中甲烷分子C—H键的对称伸缩振动频率,计算结果与实验值相符合.研究发现CH4分子影响晶穴中氧原子的电荷分布,从而增强了氢键的稳定性.通过分子动力学方法研究水合物晶胞中气体分子的占有率对水合物稳定性的影响,进一步说明气体分子对水合物晶穴稳定性的重要作用. 【作者单位】： 中国科学院过程工程研究所多相反应重点实验室 中国科学院过程工程研究所多相反应重点实验室 中国科学院过程工程研究所多相反应重点实验室 中国科学院过程工程研究所多相反应重点实验室
【关键词】： 甲烷水合物 量子化学 C—H伸缩振动频率 分子动力学模拟 气体水合物稳定性 相互作用能 对称伸缩振动频率 占有率 气体分子 电荷分布
【基金】：国家自然科学基金创新群体(20221603)资助项目
【分类号】：O621.2
【正文快照】： 气体水合物(常简称为水合物)是一种非化学计量型的笼型包合物[1].H2O分子(主体分子)间因氢键相互作用形成主体晶格,气体分子(客体分子)填充于H2O分子构成的晶穴,通过范德华力与H2O分子稳定结合.目前,已知的水合物的主要晶体结构类型有I型、II型和H型[2-5].其中,结构I型(SI)水

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