Tuning the Composition of Guest Molecules in Clathrate Hydrates: NMR Identification and Its Significance to Gas Storage
Notice bibliographique
Résumé
Gas hydrates represent an attractive way of storing large quantities of gas such as methane and carbon dioxide, although to date there has been little effort to optimize the storage capacity and to understand the trade-offs between storage conditions and storage capacity. In this work, we present estimates for gas storage based on the ideal structures, and show how these must be modified given the little data available on hydrate composition. We then examine the hypothesis based on solid-solution theory for clathrate hydrates as to how storage capacity may be improved for structure II hydrates, and test the hypothesis for a structure II hydrate of THF and methane, paying special attention to the synthetic approach used. Phase equilibrium data are used to map the region of stability of the double hydrate in P-T space as a function of the concentration of THF. In situ high-pressure NMR experiments were used to measure the kinetics of reaction between frozen THF solutions and methane gas, and (13)C MAS NMR experiments were used to measure the distribution of the guests over the cage sites. As known from previous work, at high concentrations of THF, methane only occupies the small cages in structure II hydrate, and in accordance with the hypothesis posed, we confirm that methane can be introduced into the large cage of structure II hydrate by lowering the concentration of THF to below 1.0 mol %. We note that in some preparations the cage occupancies appear to fluctuate with time and are not necessarily homogeneous over the sample. Although the tuning mechanism is generally valid, the composition and homogeneity of the product vary with the details of the synthetic procedure. The best results, those obtained from the gas-liquid reaction, are in good agreement with thermodynamic predictions; those obtained for the gas-solid reaction do not agree nearly as well.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».