时不到lh，比相同实验条件下用纯水合成甲烷水合物的时间明显缩短，而且储气量接近理想储气量。
[0028]实施例2
[0029]制备十二烷基硫酸钠(SDS)凝胶干水，其中SDS质量分数为0.05%，结冷胶质量分数为10%，疏水性气相纳米二氧化硅质量分数为7.5%。称取20.0Og凝胶干水放入有效容积为300cm3高压反应釜中，对反应釜及其连接管线抽真空，使真空度达到0.0lMPa以下。然后通入甲烷气体，调节反应釜温度1°C，压力6MPa，进行恒容反应。温度和压力恒定Smin后，釜内温度开始上升，压力明显降低，甲烷水合物开始生成，再经历25min后，釜内温度、压力趋于稳定，甲烷水合物生成结束。从甲烷水合物开始生成到水合反应结束，整个过程用时0.5h左右，比相同实验条件下用纯水合成甲烷水合物的时间明显缩短，而且储气量接近理想储气量。
[0030]实施例3
[0031]制备十二烷基硫酸钠(SDS)凝胶干水，其中SDS质量分数为0.10%，结冷胶质量分数为10 %，疏水性气相纳米二氧化硅质量分数为10 % O称取20.0Og凝胶干水放入有效容积为300cm3高压反应釜中，对反应釜及其连接管线抽真空，使真空度达到0.0lMPa以下。然后通入甲烷气体，调节反应釜温度1°C，压力6MPa，进行恒容反应。温度和压力恒定ISmin后，釜内温度开始上升，压力明显降低，甲烷水合物开始生成，再经历33min后，釜内温度、压力趋于稳定，甲烷水合物生成结束。从甲烷水合物开始生成到水合反应结束，整个过程用时不到lh，比相同实验条件下用纯水合成甲烷水合物的时间明显缩短，而且储气量接近理想储气量。
[0032]实施例4
[0033]制备十二烷基硫酸钠(SDS)凝胶干水，其中SDS质量分数为0.03%，结冷胶质量分数为10%，疏水性气相纳米二氧化硅质量分数为5%。称取20.0Og凝胶干水放入有效容积为300cm3高压反应釜中，对反应釜及其连接管线抽真空，使真空度达到0.0lMPa以下。然后通入二氧化碳气体，调节反应釜温度1°C，压力3MPa，进行恒容反应。温度和压力恒定12min后，釜内温度开始上升，压力明显降低，二氧化碳水合物开始生成，再经历28min后，釜内温度、压力趋于稳定，二氧化碳水合物生成结束。从二氧化碳水合物开始生成到水合反应结束，整个过程用时不到lh，比相同实验条件下用纯水合成二氧化碳水合物的时间明显缩短，而且储气量接近理想储气量。
[0034]实施例5
[0035]制备十二烷基硫酸钠(SDS)凝胶干水，其中SDS质量分数为0.05%，结冷胶质量分数为10%，疏水性气相纳米二氧化硅质量分数为7.5%。称取20.0Og凝胶干水放入有效容积为300cm3高压反应釜中，对反应釜及其连接管线抽真空，使真空度达到0.0lMPa以下。然后通入二氧化碳气体，调节反应釜温度1°C，压力3MPa，进行恒容反应。温度和压力恒定6min后，釜内温度开始上升，压力明显降低，二氧化碳水合物开始生成，再经历23min后，釜内温度、压力趋于稳定，二氧化碳水合物生成结束。从二氧化碳水合物开始生成到水合反应结束，整个过程用时不到0.5h，比相同实验条件下用纯水合成二氧化碳水合物的时间明显缩短，而且储气量接近理想储气量。
[0036]实施例6
[0037]制备十二烷基硫酸钠(SDS)凝胶干水，其中SDS质量分数为0.10%，结冷胶质量分数为10%，疏水性气相纳米二氧化硅质量分数为10%。称取20.0Og凝胶干水放入有效容积为300cm3高压反应釜中，对反应釜及其连接管线抽真空，使真空度达到0.0lMPa以下。然后通入二氧化碳气体，调节反应釜温度1°C，压力3MPa，进行恒容反应。温度和压力恒定10min后，釜内温度开始上升，压力明显降低，二氧化碳水合物开始生成，再经历25min后，釜内温度、压力趋于稳定，二氧化碳水合物生成结束。从二氧化碳水合物开始生成到水合反应结束，整个过程用时0.5h左右，比相同实验条件下用纯水合成二氧化碳水合物的时间明显缩短，而且储气量接近理想储气量。
[0038]本发明的表面活性剂凝胶干水，通过引入凝胶，完成了对表面活性剂干溶液的结构改性，使干溶液微滴具有凝胶支撑结构，克服干溶液水合储气结束后微滴凝聚的问题，提高材料的重复使用性。表面活性剂凝胶干水颗粒在用于水合储气时，可提供很大的气-液接触面积，而且每个颗粒内都含有表面活性剂，能够在水合物生长过程中进一步强化气-液接触，双重促进气体水合物生成，对提高储气量也有显著效果，主要表现在水合温度、压力稳定后几分钟之内，气体水合物就开始生成，在水合物开始生成阶段，压力急剧下降，之后又在数十分钟内水合反应就结束，系统温度、压力再次趋于稳定，而且储气量接近理想储气量；同时凝胶的支撑作用能够增加材料的可逆储气性，使稳定循环储气次数在10次以上。
[0039]本发明通过将一定质量比的低浓度表面活性剂溶液、食品凝胶与强疏水性固体粒子在高强度搅拌器中高速剪切分散而成的一种具有表面活性的高分散态富水凝胶颗粒，具有造价低、制备使用方便的的特点。利用本材料储存二氧化碳、硫化氢、氢气、氮气、氧气、烷烃类气体例如甲烷、稀有气体以及它们的混合气等，大大提高了水合速率、储气量和可逆储气次数，为全球能源气储运和二氧化碳减排工作提供了崭新的技术支持。
【主权项】
1.一种用于可逆水合储气的凝胶干水，包括:0.01%?0.50%重量含量的表面活性剂；5%?25%重量含量的食品凝胶；3%?20%重量含量的疏水性固体粒子；以及，余量为水。2.根据权利要求1所述的凝胶干水，其中表面活性剂的重量含量为0.03%?0.10%，食品凝胶的重量含量为8%?12%，疏水性固体粒子的重量含量为4%?8%。3.根据权利要求1或2所述的凝胶干水，其中表面活性剂选自阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂；食品凝胶选自结冷胶、黄原胶、拉卡胶和琼脂；以及疏水性固体粒子选自二氧化硅、二氧化钛、三氧化二钛、氧化铝、氧化锌、碳酸钙、蒙脱土、硅藻土、粉煤灰、沸石、滑石和云母。4.根据权利要求3所述的凝胶干水，其中表面活性剂为十二烷基硫酸钠；食品凝胶为结冷胶或黄原胶；以及疏水性固体粒子为疏水性纳米二氧化硅或二氧化钛。5.一种凝胶干水的制备方法，包括: 提供表面活性剂水溶液、食品凝胶和疏水性固体粒子； 将表面活性剂水溶液、食品凝胶和疏水性固体粒子放入搅拌器中进行混合搅拌；以及 控制搅拌器的转速为12000?20000rpm，并且搅拌时间为15?120s，直至制得颗粒尺寸在30?120 μ m之间且比表面积在0.05?0.2m2.g4之间的凝胶干水， 在所得凝胶干水中，表面活性剂的重量含量为0.03%?0.10%，食品凝胶的重量含量为8%?12%，以及疏水性固体粒子的重量含量为4%?8%。6.根据权利要求5所述的方法，其中表面活性剂为十二烷基硫酸钠；食品凝胶为结冷胶或黄原胶；以及疏水性固体粒子为疏水性纳米二氧化硅或二氧化钛。
【专利摘要】快速可逆水合储气的表面活性剂凝胶干水，包括：0.01％～0.50％重量含量的表面活性剂；5％～25％重量含量的食品凝胶；3％～20％重量含量的疏水性固体粒子；以及，余量为水。本发明的凝胶干水具有制备工艺简单、性能稳定(凝胶干水可以常温保存6个月以上)、循环使用性高以及无污染的优点，有很好的储气前景。
【IPC分类】B01J3/00, C10L3/08
【公开号】CN104923128
【申请号】CN201510256369
【发明人】杨亮, 杨梦 , 谢育博, 刘道平, 崔国民
【申请人】上海理工大学
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年5月19日