第八届青年地学论坛

海底水合物法封存二氧化碳是一种极具潜力的碳封存技术。本文模拟海底高压低温环境，采用恒温恒容法系统地研究了四氢呋喃（THF）、十二烷基硫酸钠（SDS）及氨基酸溶液体系浓度，搅拌状态，离子矿化度对二氧化碳水合物生长速率的影响。同时，采用CCD相机原位捕获的方式系统地研究了上述体系对二氧化碳水合物生成诱导时间及外观形貌的影响，旨在探究氨基酸促进二氧化碳快速矿化的机理。动力学实验结果表明，SDS对二氧化碳水合物的生长速率几乎不起促进作用；浓度为0.05wt%的L-甲硫氨酸及1wt%的L-色氨酸对二氧化碳水合物具有显著的促进效果；但THF未能和L-甲硫氨酸起到协同促进作用；开启磁力搅拌并没有促进二氧化碳水合物的最终生成量，但极大得缩短了反应的诱导时间；此外，盐离子的存在会大幅抑制二氧化碳水合物的生成速率，但随着L-甲硫氨酸浓度升高，抑制作用减弱。形态学实验结果表明L-甲硫氨酸与L-色氨酸体系中生成的水合物膜具有多孔结构和良好的润湿性，使水合物后续的生长展现出强烈的毛细现象。实验结果可为海底水合物法封存二氧化碳诱导时间较长，生长速率缓慢等技术难题提供一定的理论指导。