Interferometric observation of salt concentration distribution in liquid phase around THF clathrate hydrate during directional growth.

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  • 一方向凝固中のＴＨＦハイドレート近傍における液相塩分濃度分布の光干渉測定
  • 1ホウコウ ギョウコ チュウ ノ THF ハイドレート キンボウ ニ オケル エキソウ エンブン ノウド ブンプ ノ ヒカリ カンショウ ソクテイ

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一方向凝固法によるテトラヒドロフラン(THF)クラスレートハイドレートの成長実験を行った.成長界面近傍の液相における非平衡溶質濃度分布を光干渉法によりその場観察した.THFハイドレートの化学量論組成(THF-17H2O)と異なる濃度の溶液からの成長では,成長界面近傍でTHF分子が過剰となり排除される様子や,逆にTHF分子が不足し濃度が減少する様子が可視化された.この結果から,光干渉法はハイドレート生成の素過程である物質拡散を明確に捉えた.次に,塩分の混入がハイドレートの生成に与える影響を調べるため,3重量%のNaClを含む化学量論組成のTHF水溶液からの一方向凝固実験を行った.塩分濃度は成長界面近傍で時間とともに増大し,界面からの距離の増加とともに指数関数的に減衰しバルク濃度となった.つまり,高濃度の塩水膜がハイドレート成長界面を被い,結果としてハイドレートの生成は大きく阻害されることが分かった.最後に,一方向凝固実験の光干渉測定は,非平衡下でのハイドレート研究に非常に有効であることが分かった.

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