水饱和度与盐浓度耦合作用对甲烷水合物(Methane Hydrate)形成动力学的影响机制研究

研究人员针对天然气水合物(NGH)存储运输中成核随机性强、诱导期不稳定的问题，通过多因素耦合实验揭示了水饱和度(70%最优)与盐浓度(存在最佳促进区间)对甲烷水合物形成动力学的影响规律，为优化天然气水合物工业化制备提供了关键参数依据。

　　

这项研究深入探索了复杂体系中水饱和度(S_w)与盐浓度对甲烷水合物(Methane Hydrate)形成动力学的影响。实验发现，随着水饱和度从低到高变化，水合物成核的诱导期呈现先缩短后延长的"U型曲线"，其中70%水饱和度时诱导期最短且分布最集中。更有趣的是，盐浓度对成核的影响存在"双面性"——低浓度时促进成核，高浓度则转为抑制，且在70%水饱和度体系中这种促进作用最为显著。

通过监测成核过程的随机性特征，研究者首次揭示了水饱和度与盐浓度存在协同调控机制：水饱和度通过改变气-水接触界面面积影响成核位点数量，而盐离子则通过改变水分子氢键网络结构干扰成核能垒。该发现不仅解释了现有研究中盐浓度作用存在争议的原因，更为天然气水合物(NGH)工业化生产中的相平衡调控提供了新思路——通过精准匹配水饱和度与盐浓度的"黄金组合"，可实现诱导期缩短37%且重复性提升2倍以上。