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低場核磁共振在研究四氫呋喃水合物形成過程中的應用

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  摘 要 目前關于含四氫呋喃(THF)水合物形成過程的研究多采用間接法,由于這些方法都不是直接測量反應物或生成物的量,其研究結果受實驗環境、儀器精度以及計算誤差的影響較大。為此,突破傳統的檢測技術手段,采用低場核磁共振技術研究了19% THF 水溶液從室溫開始到水合物形成過程中試樣的T2 時間(氫核橫向弛豫時間)分布和核磁總信號量隨溫度的變化,以探討THF 水合物形成過程的特征。實驗結果表明:T2 分布和核磁總信號量均與溫度有較好的相關性,說明THF 水合物的生成與溫度密切相關。根據核磁總信號的變化將THF 水合物的整個生成過程劃分為4 個階段:初始期、誘導期、加速生長期和穩定期:在誘導期階段的物質組成具有隨機性,有水合物簇出現,但這些水合物簇不穩定,隨機的分解和長大,導致此階段的核磁總信號有一定的波動。當經過誘導期后,水合物簇尺寸達到晶核臨界尺寸,水合物開始大量生成。且隨著水合物的生成,THF 溶液逐漸消耗,生成速度逐漸變慢,直到達到穩定期。

 關鍵詞 天然氣水合物 四氫呋喃 低場核磁共振 T2 弛豫時間 核磁總信號 溫度 水合物簇

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