甲烷水合物的热力学性质

【摘要】：利用密度泛函理论对甲烷水合物的两种构型(51262和512)进行了热力学性质的理论研究。在B3LYP/6-31G**的水平下对甲烷水合物进行全优化、热力学性质的计算以及势能曲线的扫描。通过计算得知,笼内有一个甲烷分子的构型可以在自然界中稳定存在。热力学性质分析表明,51262笼中有一个甲烷分子比512笼中有一个甲烷分子更稳定,甲烷水合物的最佳保存热力学条件为190K、200 MPa。频率分析得知,在51262笼中,甲烷分子碳氢键的伸缩振动强度比在512笼中弱,这与键长的趋势相一致。通过扫描势能曲线发现,甲烷分子在512笼中的行为是受限的,这与甲烷分子碳氢键的伸缩振动频率相一致。 【作者单位】： 大连工业大学机械工程与自动化学院;
【关键词】： 甲烷水合物 热力学性质 密度泛函理论
【基金】：辽宁省教育厅一般项目(L2013214)
【分类号】：O641;O623.11
【正文快照】： 0引言甲烷水合物是由甲烷和水在一定的温度和压力条件下生成的一种非化学计量型笼型晶体[1]。其中水分子(主体分子)之间通过氢键相互作用构成晶穴,天然气分子(客体分子)填充于晶穴中,主客体之间存在范德华作用力。气体水合物的晶体结构有SI、SII和SH三类[2]。SI型甲烷水合物的

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