Effect of Glucose on CH4 Hydrate Formation in Clay Nanopores and Bulk Solution: Insights from Microsecond Molecular Dynamics Simulations

水合物 笼状水合物 化学 吸附 化学工程 纳米孔 分子 分子动力学 甲烷 成核 无机化学 纳米技术 材料科学 有机化学 计算化学 工程类
作者
Fengyi Mi,Zhongjin He,Guosheng Jiang,Fulong Ning
出处
期刊:ACS Sustainable Chemistry & Engineering [American Chemical Society]
卷期号:12 (11): 4644-4654 被引量:8
标识
DOI:10.1021/acssuschemeng.3c08280
摘要

A microscopic insight into the formation and growth of CH4 hydrate in glucose solution is vital to understand the accumulation of natural gas hydrate resources and develop hydrate-based technologies. Herein, microsecond MD simulations have been performed to investigate the formation and growth of CH4 hydrate in glucose solution inside and outside of the montmorillonite nanopore to examine the effects of glucose concentration and salt ions. Simulation results indicate that glucose molecules inhibit the growth and formation of CH4 hydrate by controlling the size of the CH4 nanobubbles. Specifically, glucose molecules adsorb H2O and Na+ and repel CH4, thus greatly promoting nanobubble formation and inhibiting hydrate formation. Glucose molecules adsorbed on nanobubble surfaces hinder nanobubble decomposition and inhibit hydrate growth. The higher the glucose concentration, the more unfavorable the hydrate formation. Furthermore, ions and glucose can construct abnormal cages and can also adsorb on hydrate surfaces by forming hydrogen bonds with the water in hydrate solids. These ions and glucose will pose challenges to the subsequent solid–liquid separation in hydrate-based applications. These molecular insights are of scientific and engineering significance to sustainable chemistry related to exploitation of natural gas hydrate and hydrate-based technologies, e.g., seawater desalination and juice concentration.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
lee完成签到 ,获得积分10
刚刚
lys发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
PF完成签到,获得积分10
1秒前
森诺完成签到 ,获得积分10
1秒前
lomon99发布了新的文献求助10
1秒前
空白完成签到,获得积分10
1秒前
Nice完成签到 ,获得积分10
1秒前
自然的芷蝶应助秋秋采纳,获得20
2秒前
dggg发布了新的文献求助10
2秒前
Strawberry应助小雨采纳,获得10
2秒前
英姑应助大橘爱睡觉采纳,获得10
3秒前
自信的水杯完成签到 ,获得积分10
3秒前
大大怪完成签到,获得积分10
3秒前
星辰大海应助追忆采纳,获得10
3秒前
Mask完成签到,获得积分20
3秒前
Mayday完成签到,获得积分10
3秒前
赘婿应助二龙湖采纳,获得10
4秒前
4秒前
飘逸的书萱应助呱呱泡蛙采纳,获得10
5秒前
爱笑的忆霜关注了科研通微信公众号
5秒前
chenhui发布了新的文献求助30
5秒前
哎呦喂完成签到 ,获得积分10
6秒前
Lily完成签到 ,获得积分10
6秒前
发篇四区就收手完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
jjj完成签到,获得积分10
7秒前
科研通AI6.3应助dailj采纳,获得10
7秒前
Peyton Why发布了新的文献求助10
7秒前
无奈醉柳发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
molihuakai应助无忧采纳,获得10
9秒前
JY发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
LJH完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
归一完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
12秒前
12秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
晶种分解过程与铝酸钠溶液混合强度关系的探讨 8888
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6421451
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8240508
关于积分的说明 17513073
捐赠科研通 5475321
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2892394
邀请新用户注册赠送积分活动 1868805
关于科研通互助平台的介绍 1706218