【摘要】：摘要:本文運(yùn)用第一性原理方法計(jì)算了sI, sII和sH型三種類型水合物的幾何結(jié)構(gòu)、彈性模量、彈性系數(shù)、聲學(xué)性質(zhì)和部分熱學(xué)性質(zhì).彈性常數(shù)的計(jì)算是通過擬合吉布斯自由能對拉格朗日張量的系數(shù)而得到的,體彈模量、剪切模量、楊氏模量和泊松比是通過彈性系數(shù)而推導(dǎo)出來的,并且與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)符合的較好.還利用Birch-Murnaghan方程擬合計(jì)算了立方結(jié)構(gòu)sI, sII型水合物的體彈模量和體彈模量的一階導(dǎo)數(shù),其體彈模量無論相對于實(shí)驗(yàn)值,還是相對于本文中運(yùn)用彈性常數(shù)得到的理論值都稍微偏小,但是差別不是很大,屬于可以接受的范圍.還計(jì)算了這三種體系的彈性波波速,包括橫波和縱波波速,也很接近實(shí)驗(yàn)值.基于Debye模型,還計(jì)算了立方結(jié)構(gòu)sI, sII型水合物的熱容量、線性熱膨脹系數(shù)、Grüneisen系數(shù)和Debye溫度等熱力學(xué)參量.
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：P744.4
【圖文】：

圖 1.2 天然氣水合物在全球的分布情況Fig.1.2 Distribution of natural gas clathrateshydrates in earth.天然氣水合物的一些重要屬性決定了其在工業(yè)和環(huán)境領(lǐng)域中具有重要意義：首先，天然氣水合物是一種潛在的新型清潔能源，儲量巨大、埋藏淺、能量密度美國和前蘇聯(lián)專家的估計(jì)，其資源量可以滿足人類 1000 年的需求[4].且溫室效應(yīng)相當(dāng)于同等摩爾數(shù)CO223 [4 5 6]. Dickens[7]充當(dāng)了全球碳循環(huán)和氣候循環(huán)的貯藏器，由此人們想到，2封存到海底以替量的甲烷氣體，將會對地球的氣候變化產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響[4, 8].高、分布廣，1m3固體天然氣水合物含有 160m3在標(biāo)準(zhǔn)溫壓條件下的天然氣，據(jù)第二，由于蘊(yùn)含在自然界中大量的甲烷氣體是一種特殊的潛在的溫室氣體，的 倍 ， ， 認(rèn)為甲烷水合物把CO換甲烷來解決全球氣候變暖問題和能源問題. 但是如果開采控制不當(dāng)，釋放出大第三，在評估海岸地質(zhì)結(jié)構(gòu)安全性上，以及了解它對氣候變化的具體影響等

1.2子被“禁閉”在以氫鍵結(jié)合水分紀(jì) 30 年代，人們的科學(xué)好奇心在于難溶水的圖 1.3 海底天然氣水合物探測方法示意圖Fig.1. 3 Sketch for detecting natural gas clathrates hydrates in sea floor.天然氣水合物的研究背景及最新進(jìn)展目前，我們已經(jīng)知道天然氣水合物是客體小分子網(wǎng)絡(luò)中而形成的非化學(xué)計(jì)量的晶態(tài)化合物. 典型的氣體小分子包括甲分子、乙烷分子、丙烷分子和二氧化碳分子. 天然氣水合物的研究階段從發(fā)展進(jìn)度來講，一般分為三個(gè)階段[1]：第一階段，從 19 世紀(jì)初到 20 世小分子氣體竟然可以和水合成出固體的天然氣水合物晶體. 1811年，Davy第一次把氣體水合物載入了文獻(xiàn)[1], 據(jù)報(bào)道，發(fā)現(xiàn)溶入了氯酸鹽氣體的水溶液純的水更容易結(jié)晶化，而形成固態(tài)冰. 經(jīng)過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)溶于水的經(jīng)過干燥的氣體

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 張麗;朱元強(qiáng);;天然氣水合物的計(jì)算模擬研究進(jìn)展[J];廣州化工;2013年16期

本文編號：2718910