Нуклеация гидрата метана из воды и растворов малоновой кислоты в стеклянных ячейках с различной гидрофильностью поверхности

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

В работе исследована нуклеация гидрата метана из чистой воды и 2 мас. % раствора малоновой кислоты. Эксперименты проводились в стеклянных ампулах с обычной либо увеличенной гидрофильностью поверхности. Для увеличения гидрофильности поверхности использовались обработка хромовой смесью с последующим кипячением в воде. Показано, что более быстрая нуклеация (меньшие индукционные периоды) имеют место на более гидрофобных стенках. Если вместо чистой воды берется 2 мас. % раствор малоновой кислоты, индукционные периоды для большей части образцов существенно увеличиваются, причем этот эффект более выражен для гидрофилизированных стенок ампул. В работе обсуждаются возможные причины этих изменений. Визуальные наблюдения показали, что как минимум в большинстве случаев нуклеация гидрата в стеклянных ячейках в растворах малоновой кислоты происходит на поверхности контакта раствор — стекло, а не на трехфазной линии контакта раствор — стекло — газ.

About the authors

А. К. Сагидуллин

Институт неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН; Казанский федеральный университет

Author for correspondence.
Email: sagidullin@niic.nsc.ru
Russian Federation, Новосибирск; Казань

Т. П. Адамова

Институт неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН

Email: adamova@niic.nsc.ru
Russian Federation, Новосибирск

Т. В. Басова

Институт неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН

Email: basova@niic.nsc.ru
Russian Federation, Новосибирск

А. С. Стопорев

Институт неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН; Казанский федеральный университет

Email: stopor89@bk.ru
Russian Federation, Новосибирск; Казань

А. Ю. Манаков

Институт неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН; Казанский федеральный университет

Email: manakov@niic.nsc.ru
Russian Federation, Новосибирск; Казань

References

  1. Manakov A.Y., Stoporev A.S. // Russ.Chem.ReV. 2021. V. 90. No 5. P. 566.
  2. Liu L.P., Sun Z., Zhang L., Wu N. et al. // Acta Geol.Sin. Engl. 2019. V. 93. No 3. P. 731.
  3. Veluswamy H.P., Kumar A., Seo Y., Lee J.D. et al. // Appl.Energy. 2018. V. 216. P. 262.
  4. Xu C.-G., Yu Y.-S., Xie W.-J., Xia X.-M. et al. // Ibid. 2019. V. 255. 113791.
  5. Сергеева М.С., Петухов А.Н., Шаблыкин Д.Н., Степанова Е.А. и др. // Журн. физ. химии. 2022. T. 96. № 1. C. 39. (Sergeeva M.S., Petukhov A.N., Shablykin D.N., Stepanova E.A. et al. // Russ. J. Phys. Chem. 2022. V. 96. P. 54. https://doi.org/10.1134/S0036024422010216)
  6. Mali G.A., Chapoy A., Tohidi B. // J. Chem. Thermodyn. 2018. V. 117. P. 91.
  7. Kashchiev D., Firoozabadi A. // J.Cryst.Growth. 2002. V. 243. No 3–4. P. 476.
  8. Kashchiev D., Firoozabadi A. // Ibid. 2003. V .250. No 3–4. P. 499.
  9. Metaxas P.J., Lim V.W.S., Booth C. et al. // Fuel. 2019. V. 252. P. 448.
  10. Lim V.W.S., Barwood M.T.J., Metaxas P.J. et al. // Chem. Eng. J. 2022. V. 443. 136359.
  11. Barwood M.T.J., Metaxas P.J., Lim V.W.S. et al. // Chem. Eng. J. 2022. V. 450. 137895.
  12. Shestakov V., Sagidullin A., Stoporev A., Grachev E. et al. // J. Mol. Liq. 2020. V. 318. 114018.
  13. Shestakov V.A., Kosyakov V.I., Manakov A.Y. et al. // Petrol. Sci. Tech. 2019. V. 37. No 5. P. 513.
  14. Maeda N. // Energy Procedia. 2019. V. 158. P. 5928.
  15. Maeda N. Nucleation of gas hydrates, Springer Nature, Switzerland AG, 2020, 197 P.
  16. Maeda N., Shen X. // Fuel. 2019. V. 253. P. 1597.
  17. Maeda N. // Fluid Phase Equilibr. 2016. V. 413. P. 142.
  18. Adamova T.P., Stoporev A.S., Manakov A.Y. // Cryst. Growth Des. 2018. V. 18. No 11. P. 6713.
  19. Yu W., Maeda N. // Energy Fuels. 2023. V. 37. No 5. P. 3760.
  20. Jeong K., Metaxas P.J., Helberg A. et al. // Chem. Eng. J. 2022. V. 433. 133494.
  21. Kar A., Acharya P.V., Bhati A. et al. // ACS Sust. Chem. Eng. 2021. V. 9. No 33. P. 11137.
  22. Nesterov A.N., Reshetnikov A.M., Manakov A.Yu. et al. // J. Mol. Liq. 2015. V. 204. P. 118.
  23. Khurana M., Yin Z., Linga P. // ACS Sust. Chem. Eng. 2017. V. 5. No 12. P. 11176.
  24. Warrier P., Khan M.N., Srivastava V., Maupin C.M. et al. // J. Chem. Phys. 2016. V. 145. No 21. 211705.
  25. Stoporev A.S., Adamova T.P., Manakov A.Y. // Cryst. Growth Des. 2020. V. 20. No 3. P. 1927.
  26. Stoporev A.S., Manakov A.Yu., Altunina L.K. et al. // Can. J. Chem. 2015. V. 93. No 8. P. 882.
  27. Cras J.J., Rowe-Taitt C.A., Nivens D.A., Ligler F.S. // Biosensors & Bioelectronics. 1999. V. 14. P. 683.
  28. Suzuki T., Konishi J., Yamamoto K. et al. // J. Non-Cryst. Solids. 2013. V. 382. P. 66.
  29. Gaweł B.A., Ulvensøen A., Łukaszuk K et al. // RSC AdV. 2020. V. 10. P. 29018.
  30. Li H., Wang L. // Fuel. 2015. V. 140. P. 440.
  31. Baek S., Min J., Ahn Y.-H., Cha M. et al. // Energy Fuels. 2019. V. 33. No 1. P. 523.
  32. Filarsky F., Schmuck C., Schultz H.J. // Chemie Ingenieur Technik. 2018. V. 91. No 1–2. P. 85.
  33. Perfeldt C.M., Sharifi H., von Solms N., Englezos P. // J. Nat. Gas Sci. Eng. 2015. V. 27. P. 852.
  34. Strukov D.A., Adamova T.P., Manakov A.Y. // Cryst. Growth Des. 2023. V. 23. No 1. P. 354.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences