多孔介質(zhì)中甲烷水合物形成與分解的實(shí)驗(yàn)研究的任務(wù)書(shū)

多孔介質(zhì)中甲烷水合物形成與分解的實(shí)驗(yàn)研究的任務(wù)書(shū)任務(wù)書(shū)題目：多孔介質(zhì)中甲烷水合物形成與分解的實(shí)驗(yàn)研究研究背景及意義：甲烷水合物是一種大量集聚甲烷分子與水分子相結(jié)合形成的晶體，并且在低于0℃和超過(guò)10MPa的壓強(qiáng)下穩(wěn)定存在。水合物的產(chǎn)生有廣泛的地質(zhì)、工程和生物學(xué)應(yīng)用，它是一種重要而有前景的能源資源，可用于替代化石能源。多孔介質(zhì)是制備和儲(chǔ)存水合物的理想載體，因?yàn)樗鼈兙哂懈弑缺砻娣e和孔隙度，大大提高了水合物的產(chǎn)生和存儲(chǔ)效率。然而，在多孔介質(zhì)中水合物的形成和分解機(jī)制還不完全清楚，需要進(jìn)一步研究。研究任務(wù)：本研究的主要目的是通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究多孔介質(zhì)中甲烷水合物的形成和分解機(jī)制。具體任務(wù)如下：1.確定多孔介質(zhì)的制備方法和物理化學(xué)特性，包括孔徑大小和分布、比表面積以及孔隙度等。2.設(shè)計(jì)不同多孔介質(zhì)的實(shí)驗(yàn)條件，包括變溫、變壓、流量和反應(yīng)時(shí)間等變量參數(shù)。3.采用X射線衍射儀、絡(luò)合滴定法、熱解吸附法等物理化學(xué)分析技術(shù)測(cè)定多孔介質(zhì)中甲烷水合物的形成率、熱力學(xué)參數(shù)（如反應(yīng)熱、反應(yīng)速率等）。4.研究多孔介質(zhì)中水合物的分解機(jī)理，確定不同條件下水合物分解的動(dòng)力學(xué)參數(shù)、熱力學(xué)過(guò)程，比較觀察不同多孔介質(zhì)對(duì)水合物穩(wěn)定性的影響。5.最后，將水合物分解后釋放出的甲烷采用質(zhì)譜儀等分析技術(shù)進(jìn)行分析。預(yù)期成果：1.確立多孔介質(zhì)中甲烷水合物形成的主要機(jī)制和影響因素。2.探究不同多孔介質(zhì)對(duì)水合物形成和分解的影響機(jī)理，建立數(shù)學(xué)模型和計(jì)算方法。3.提出水合物形成和分解的優(yōu)化條件。4.在提高水合物產(chǎn)生和利用效率的同時(shí)，為壓力容器防爆等領(lǐng)域提供實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。研究計(jì)劃：本研究時(shí)間為一年。其中，前期將花費(fèi)3個(gè)月時(shí)間，完成多孔介質(zhì)的制備和性質(zhì)表征，確定實(shí)驗(yàn)條件和目標(biāo)含量等。中期將重點(diǎn)進(jìn)行水合物形成和分解的實(shí)驗(yàn)，包括各種條件下的采樣、測(cè)量等操作。后期將主要分析和比較結(jié)果，并撰寫(xiě)研究報(bào)告和論文。預(yù)算：本研究的預(yù)算包括實(shí)驗(yàn)器材、材料、實(shí)驗(yàn)用品及各種測(cè)試儀器的購(gòu)買(mǎi)和使用費(fèi)用、實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)地租賃費(fèi)用、科研人員工資及差旅費(fèi)等，約為200萬(wàn)。其中，設(shè)備購(gòu)買(mǎi)費(fèi)用約100萬(wàn)，實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)地租賃費(fèi)用約10萬(wàn)，科研人員工資及差旅費(fèi)約80萬(wàn)，其余材料及耗材費(fèi)等約為10萬(wàn)。參考文獻(xiàn)：1.Ghazanfari,A.;etal,Simulationofthekineticbehaviorformethanehydratedissociationinporousmedia,JournalofNaturalGasScienceandEngineering2019,71,103914.2.Kim,J.J.;etal,MethaneHydrateFormationinPorousMedia:EffectofGraffitiandRockCharacteristicsontheKineticsofCrystalGrowth,JournalofNanoparticleResearch2019,21(7),150.3.Sun,Y.;etal,Formationofmethanehydrateinporousmediabyreducingtheparticlesizeofgoethite:Apreliminaryex