乙炔/乙烯/乙烷水合物分子动力学模拟：结构与热力学特性及其应用价值研究

本研究通过分子动力学模拟探讨了C2H2、C2H4和C2H6与CH4形成的I型二元笼形水合物在不同温压条件下的结构特性与热力学行为。研究团队采用SPC/E、TIP4P/ice、TIP4P/2005和TIP4PQ/2005水模型，系统分析了晶格参数、径向分布函数、等压热膨胀及等温压缩率。结果显示，TIP4PQ/2005模型在低温条件下与实验值高度吻合，为天然气水合物开发与储运技术提供了重要理论依据。

　　

通过分子动力学模拟（MD Simulations）方法，研究人员对乙炔（C₂H₂）、乙烯（C₂H₄）和乙烷（C₂H₆）与甲烷（CH₄）共同形成的一型二元笼形水合物（structure I binary clathrate hydrates）进行了系统性研究。该工作聚焦于结构特性与热力学行为，包括等压热膨胀（isobaric thermal expansion）、径向分布函数（radial distribution functions）以及等温压缩率（isothermal compressibility）。

研究团队采用了多种经典水分子模型——SPC/E、TIP4P/ice、TIP4P/2005与TIP4PQ/2005——来计算晶格参数及其随温度与压力的变化规律。值得注意的是，使用TIP4PQ/2005模型并引入恒定与可变校正后，模拟结果在低温条件下与实验数据高度吻合。热膨胀分析进一步表明，TIP4PQ/2005所获结果与既往实验吻合良好，凸显了该模型在复杂水合物系统模拟中的可靠性与适用性。

这些发现不仅深化了对气体水合物微观结构与热响应行为的理解，也为天然气水合物在能源储存、运输及温室气体封存等领域的应用提供了关键理论支撑。