[发明专利]一种碳纳米管复合水凝胶促进甲烷水合物快速生成的方法

权利要求书

1.一种碳纳米管复合水凝胶促进甲烷水合物快速生成的方法，其特征在于，工艺过程包括制备碳纳米管复合水凝胶和生成甲烷水合物共两个步骤；原理是：羟基化多壁碳纳米管在合成水凝胶时充分均匀的分散在水凝胶中，在甲烷水合物合成过程中，发挥碳纳米管单体的高传热性能；碳纳米管复合水凝胶吸水后仍然保持固体形态，具有的比表面积，能够增加甲烷气体分子和水分子的接触面积，提高传质速率，使甲烷水合物能够快速生成。

2.根据权利要求1所述的碳纳米管复合水凝胶促进甲烷水合物快速生成的方法，其特征在于，制备碳纳米管复合水凝胶的具体过程为：

将丙烯酸水溶液置于三口烧瓶中，加入氢氧化钠水溶液进行中和，将三口烧瓶放入油浴锅中，升温至设定温度并保持，上端放置磁力搅拌器，保持恒定转速，搅拌；

依次向三口烧瓶中加入丙烯酰胺和N,N-亚甲基双丙烯酰胺，持续搅拌至充分溶解；

将超声处理的羟基化多壁碳纳米管水溶液倒入三口烧瓶中，继续搅拌；

将过硫酸铵水溶液作为引发剂逐滴滴入三口烧瓶中，待三口烧瓶中出现固体，停止搅拌，取出固体，用去离子水洗涤，烘干，粉碎，得到颗粒状碳纳米管水凝胶。

3.根据权利要求2所述的碳纳米管复合水凝胶促进甲烷水合物快速生成的方法，其特征在于，丙烯酸、氢氧化钠、丙烯酰胺、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、羟基化多壁碳纳米管、过硫酸铵以及蒸馏水构成制备碳纳米管水凝胶的聚合反应体系。

4.根据权利要求3所述的碳纳米管复合水凝胶促进甲烷水合物快速生成的方法，其特征在于，聚合反应体系中，丙烯酸的摩尔浓度为12mol L^-1。

5.根据权利要求3所述的碳纳米管复合水凝胶促进甲烷水合物快速生成的方法，其特征在于，聚合反应体系中，氢氧化钠与丙烯酸的中和度为80％。

6.根据权利要求5所述的碳纳米管复合水凝胶促进甲烷水合物快速生成的方法，其特征在于，聚合反应体系中，丙烯酰胺的摩尔浓度为12mol L^-1。

7.根据权利要求3所述的碳纳米管复合水凝胶促进甲烷水合物快速生成的方法，其特征在于，聚合反应体系中，MBA的浓度为2g L^-1。

8.根据权利要求3所述的碳纳米管复合水凝胶促进甲烷水合物快速生成的方法，其特征在于，聚合反应体系中，羟基化多壁碳纳米管的浓度为1g L^-1。

9.根据权利要求3所述的碳纳米管复合水凝胶促进甲烷水合物快速生成的方法，其特征在于，APS的浓度为6g L^-1。

10.根据权利要求1所述的碳纳米管复合水凝胶促进甲烷水合物快速生成的方法，其特征在于，生成甲烷水合物的具体工艺过程为：

将制得的颗粒状碳纳米管复合水凝胶与水混合，静置，待碳纳米管水凝胶颗粒充分吸收水分后，使含水量达到99.01％，吸水倍数为100倍，放入高压反应釜中，密封，放入1℃的水浴中降温；

待高压反应釜温度降到设定温度且不再变化时，打开甲烷气瓶对高压反应釜进行充气，充气到设定压力后，关闭甲烷气瓶，水合物反应开始进行并生成甲烷水合物，期间对高压反应釜的温度和压力进行连续监测。