本发明专利技术涉及海洋碳封存技术领域，尤其涉及一种黄腐酸作为强化液态CO2形成水合物添加剂的应用。所述黄腐酸使用时，黄腐酸的质量浓度为0.01～0.15％；所述黄腐酸对南海海水中液态CO2形成水合物具有明显的促进效果。本发明专利技术的环保型添加剂能够显著地增强CO2分子和水分子之间相互作用，从而缩短了CO2水合物成核时诱导时间和加快水合物生长速率。导时间和加快水合物生长速率。导时间和加快水合物生长速率。
【技术实现步骤摘要】
黄腐酸作为强化液态二氧化碳形成水合物添加剂的应用
[0001]本专利技术涉及海洋碳封存
，尤其涉及一种黄腐酸作为强化液态二氧化碳形成水合物添加剂的应用。
技术介绍
[0002]CO2水合物在南海水深大于300m的海底沉积物中形成，从而形成一个致密的水合物盖层，通过深海海底处置几乎完全隔离大量CO2是可能的。气体水合物是在适当的温度和压力条件下由水分子组成的非化学计量固体化合物。水合物晶格由水分子通过氢键形成，通常一种具有合适大小的客体分子(CO2)可以装入一个笼中并稳定结构。
[0003]科研者发现在海洋碳封存过程中CO2以液态的形式存在，与水会存在液液界面，从而水合物成核诱导时间长和生长速率缓慢，且沉积物孔隙中南海海水会进一步限制水合物的成核和生长。因此为了解决这个问题，需要添加添加剂去强化液态CO2形成水合物。
[0004]目前最常用热力学添加剂有四氢呋喃(THF)、正丁基溴化铵(TBAB)和环戊烷(CP)等，这些添加剂能缓和水合物形成时需要的温度和压力条件。动力学添加剂有十二烷基硫酸钠(SDS)，十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和氨基酸等，这些添加剂能缩短水合物成核的诱导时间和提高水合物生长速率。但这些热力学和动力学添加剂目前仅在实验室使用，且被应用在气态CO2，对于液态CO2，这些添加剂是否具有相同的效果还需要探究。除了氨基酸外，现有的常用添加剂还需要加入海底沉积物，会对海洋环境造成危害。
[0005]因此，如何提供一种便宜易获取、天然且高效环保型强化海水中液态CO2形成水合物的添加剂，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的在于提供一种黄腐酸作为强化液态CO2形成水合物添加剂的应用。
[0007]优选的，所述黄腐酸使用时，黄腐酸的质量浓度为0.01～0.15％。
[0008]优选的，包括以下步骤：将添加剂加入到水中强化水与液态CO2进行水合反应，即得到CO2水合物。
[0009]优选的，所述液态CO2和水的摩尔比为1:2～4。
[0010]优选的，所述水合反应的温度为2～6℃，水合的时间为30min～150min。
[0011]经由上述技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0012]黄腐酸广泛存在于泥煤、风化煤和褐煤等物质中，能够较容易从自然界中获取，其作为无公害的绿色生物活性物质为机体提供所需的营养物质，在一些富含有机物水体中也存在一定量的黄腐酸。黄腐酸由亲水基团以及疏水基团构成，所述亲水基团包括羟基、酚羟基和氨基，能显著增强液态CO2和水相互作用，从而促进水合物形成。
[0013]本专利技术利用自然界广泛存在的绿色生物活性物质黄腐酸进一步加快海水或泥质粉砂沉积物中CO2水合物成核和生长。
[0014]本专利技术添加剂用量少且更高效，比一般动力学添加剂对南海海水中液态CO2形成
水合物的促进效果更明显。
附图说明
[0015]图1为对比例1液态CO2形成水合物过程图。
[0016]图2为实施例1液态CO2形成水合物过程图。
[0017]图3为实施例2液态CO2形成水合物过程图。
[0018]图4为实施例3液态CO2形成水合物过程图。
[0019]图5为实施例4液态CO2形成水合物过程图。
[0020]图6为实施例5液态CO2形成水合物过程图。
具体实施方式
[0021]本专利技术提供了黄腐酸作为强化液态CO2形成水合物添加剂的应用。
[0022]在本专利技术中，所述黄腐酸使用时，黄腐酸的质量浓度为0.01～0.15％，优选为0.02～0.12％，进一步优选为0.05～0.08％；
[0023]本专利技术还提供了一种上述应用的应用方法，包括以下步骤：将添加剂加入到水中强化水与液态CO2反应，即得到CO2水合物。
[0024]在本专利技术中，所述液态CO2和水的摩尔比为1:2～4，优选为1:2.5～3.5，进一步优选为1:2.8～3.2。
[0025]在本专利技术中，与液态CO2混合的水优选为海水。
[0026]在本专利技术中，所述水合反应的温度为2～6℃，优选为2～4℃，进一步优选为2～3℃，水合反应的时间为30～150min，优选为35～145min，进一步优选为35～44min。
[0027]下面结合实施例对本专利技术提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本专利技术保护范围的限定。
[0028]在本专利技术下述实施例及对比例中，反应在高压可视反应釜中进行，以模拟海底环境；所用水皆为南海海水。
[0029]对比例1
[0030]本对比例为南海海水中液态CO2形成水合物的形成情况。
[0031](1)向可视高压反应釜(有效体积85mL)里加入25mL南海海水；
[0032](2)在2℃实验温度下，向高压反应釜注入4MPa的CO2，形成液态CO2，使液态CO2与海水的摩尔比为1：3；
[0033](3)在注入液态CO2以后，通过可视窗观察水合物形成过程。
[0034]如图1所示，注入液态CO2后20min时在液态CO2和液态水界面CO2水合物成核并形成一层水合物膜，但在150min以内未观察到水合物生长。
[0035]实施例1
[0036](1)将0.015g黄腐酸和49.985g南海海水在25℃搅拌10min得到水溶液；
[0037](2)向可视高压反应釜(有效体积85mL)里加入25mL上述水溶液；
[0038](3)在2℃实验温度下，向高压反应釜注入4MPa的CO2，形成液态CO2，使液态CO2与海水的摩尔比为1：3；
[0039](4)在注入液态CO2以后，通过可视窗观察水合物形成过程。
[0040]如图2所示，注入液态CO2后5.5min时在液态CO2和液态水界面CO2水合物成核并形成一层水合物膜，然后在125.0min后水合物开始迅速生长，最后在145min时水基本已经被消耗完全，并逐渐达到稳定状态。
[0041]实施例2
[0042](1)将0.025g黄腐酸和49.975g南海海水在27℃搅拌15min得到水溶液；
[0043](2)向可视高压反应釜(有效体积85mL)里加入25mL上述水溶液；
[0044](3)在2℃实验温度下，向高压反应釜注入4MPa的CO2，形成液态CO2，使液态CO2与海水的摩尔比为1：3；
[0045](4)在注入液态CO2以后，通过可视窗观察水合物形成过程。
[0046]如图3所示，注入液态CO2后4.5min时在液态CO2和液态水界面CO2水合物成核并形成一层水合物膜，然后在14min后水合物开始迅速生长，最后在44min时水基本已经被消耗完全，并逐渐达到稳定状态。
[0047]实施例3
[0048](1)将0.04g黄腐酸和49.96g南海海水在28℃搅拌17.0min得到本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.黄腐酸作为强化液态CO2形成水合物添加剂的应用。2.根据权利要求1所述的黄腐酸作为强化液态CO2形成水合物添加剂的应用，其特征在于，所述黄腐酸使用时，黄腐酸的质量浓度为0.01～0.15％。3.权利要求1或2所述应用的应用方法，其特征在于，包括以下步骤：将添加剂加入...
【专利技术属性】
技术研发人员：樊栓狮，刘发平，郎雪梅，王燕鸿，李刚，
申请(专利权)人：华南理工大学珠海现代产业创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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