Kinetic Inhibitor of Hydrate Crystallization

化学 水合物 笼状水合物 磺酸盐 溶剂化 动能 结晶 分子动力学 结晶学 无机化学 分子 计算化学 有机化学 物理 量子力学
作者
Mark T. Storr,Paul C. Taylor,Jean-Pierre Monfort,P. Mark Rodger
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:126 (5): 1569-1576 被引量:150
标识
DOI:10.1021/ja035243g
摘要

We present the results of a combined theoretical/experimental study into a new class of kinetic inhibitor of gas hydrate formation. The inhibitors are based on quaternary ammonium zwitterions, and were identified from a computational screen. Molecular dynamics simulations were used to characterize the effect of the inhibitor on the interface between a type II hydrate and natural gas. These simulations show that the inhibitor is bifunctional, with the hydrophobic end being compatible with the water structure present at the hydrate interface, while the negatively charged functional group promotes a long ranged water structure that is inconsistent with the hydrate phase; the sulfonate-induced structure was found to propagate strongly over several solvation shells. The compound was subsequently synthesized and used in an experimental study of both THF and ethane hydrate formation, and was shown to have an activity that was comparable with an existing commercial kinetic inhibitor: PVP.
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