已入深夜,您辛苦了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整的填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!祝你早点完成任务,早点休息,好梦!

Reduced phase stability and faster formation/dissociation kinetics in confined methane hydrate

成核 笼状水合物 水合物 化学物理 甲烷 化学 亚稳态 离解(化学) 分子动力学 动力学 多孔介质 热力学 材料科学 多孔性 物理化学 计算化学 有机化学 物理 量子力学
作者
Dongliang Jin,Benoît Coasne
出处
期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America [Proceedings of the National Academy of Sciences]
卷期号:118 (16) 被引量:25
标识
DOI:10.1073/pnas.2024025118
摘要

The mechanisms involved in the formation/dissociation of methane hydrate confined at the nanometer scale are unraveled using advanced molecular modeling techniques combined with a mesoscale thermodynamic approach. Using atom-scale simulations probing coexistence upon confinement and free energy calculations, phase stability of confined methane hydrate is shown to be restricted to a narrower temperature and pressure domain than its bulk counterpart. The melting point depression at a given pressure, which is consistent with available experimental data, is shown to be quantitatively described using the Gibbs-Thomson formalism if used with accurate estimates for the pore/liquid and pore/hydrate interfacial tensions. The metastability barrier upon hydrate formation and dissociation is found to decrease upon confinement, therefore providing a molecular-scale picture for the faster kinetics observed in experiments on confined gas hydrates. By considering different formation mechanisms-bulk homogeneous nucleation, external surface nucleation, and confined nucleation within the porosity-we identify a cross-over in the nucleation process; the critical nucleus formed in the pore corresponds either to a hemispherical cap or to a bridge nucleus depending on temperature, contact angle, and pore size. Using the classical nucleation theory, for both mechanisms, the typical induction time is shown to scale with the pore volume to surface ratio and hence the pore size. These findings for the critical nucleus and nucleation rate associated with such complex transitions provide a means to rationalize and predict methane hydrate formation in any porous media from simple thermodynamic data.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
1秒前
aa发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
2秒前
Splaink完成签到 ,获得积分10
5秒前
kalala发布了新的文献求助10
6秒前
甜甜寒香发布了新的文献求助10
7秒前
aa完成签到,获得积分10
10秒前
搜集达人应助xlk2222采纳,获得10
14秒前
14秒前
无私映菱发布了新的文献求助50
16秒前
16秒前
17秒前
Alan完成签到 ,获得积分10
17秒前
20秒前
研友_8YKmvn发布了新的文献求助10
20秒前
完美梨愁完成签到 ,获得积分10
20秒前
傲娇淇发布了新的文献求助10
21秒前
21秒前
22秒前
22秒前
默默发布了新的文献求助10
23秒前
天降完成签到,获得积分10
23秒前
lala发布了新的文献求助10
24秒前
上邪完成签到 ,获得积分10
25秒前
研友_8YKmvn完成签到,获得积分10
25秒前
26秒前
26秒前
酷波er应助傲娇淇采纳,获得10
26秒前
micomico完成签到 ,获得积分10
27秒前
27秒前
默默完成签到,获得积分10
27秒前
天降发布了新的文献求助10
29秒前
30秒前
www完成签到 ,获得积分10
30秒前
SciGPT应助llz采纳,获得10
31秒前
蘇蘇发布了新的文献求助10
32秒前
懒羊羊发布了新的文献求助10
33秒前
lala完成签到,获得积分10
34秒前
37秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2000
Bayesian Models of Cognition:Reverse Engineering the Mind 888
Essentials of thematic analysis 700
A Dissection Guide & Atlas to the Rabbit 600
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 568
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 500
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3125967
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2776233
关于积分的说明 7729471
捐赠科研通 2431595
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1292160
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 622548
版权声明 600392