甲烷碳同位素分布数理模型的探讨

对天然气甲烷碳同位素及源岩成岩演化的研究表明,甲烷碳同位素值与源岩中沉积有机质的埋深存在统计学上的线性关系。本文以成岩反应动力学、同位素瑞利分馏理论为基础,探讨了甲烷碳同位素值演化的内在规律,建立起一个数理模型来描述甲烷碳同位素值的演化规律,并用辽河盆地的实际资料对该模型进行了标定,获得了良好的效果。     

不妙！海底甲烷冒出来了

最新探索发现，东西伯利亚海正充溢甲烷气体。这很可能是一个令人不安的信号，因为它意味着全球变暖正在融化海底永冻层，让已被锁闭很久的典型温室气体——甲烷喷薄而出。假如这些来自北极海洋的甲烷的释放继续加速，就可能造成严重的气候后果。     

海王星上的"钻石雨"

你见过天空飘落"钻石雨"的奇观吗?2000年,美国加利福尼亚大学一个研究小组提出了一种假说,他们在实验中发现,如果把甲烷放置于一个密封的容器内,用激光来增压加热,形成一个类似海王星的内部环境,那么甲烷中的氯原子会首先游离出来,碳原子则彼此紧密结合.     

卫星遥感中国对流层中高层大气甲烷的时空分布特征

利用美国Aqua 卫星的AIRS 遥感资料, 分析了2003~2008 年中国地区对流层中高层大气甲烷的时空分布特征. 研究发现, AIRS观测结果与近地面观测资料变化趋势一致, 与地基遥感的误差在1.5%以内. 受近地层自然排放与人为活动的共同影响, 中国对流层甲烷在垂直分布上呈现典型的变化趋势: 随着高度的增加甲烷浓度下降. 甲烷在我国东部和北部地区具有明显的双峰季节变化特征, 最高值存在夏季, 次高值出现在冬季, 与近地面观测结果一致, 而南部地区冬季没有显著增加的人为来源, 西部地区人为活动稀少, 因此在南部和西部地区的甲烷高值只出现在自然源排放强烈的夏季. 中国地区的对流层中高层的甲烷与北半球的几个主要地区变化趋势一致, 均在2007 年之前保持相对稳定, 在2007 年后有一个明显的增长, 但是中国的增长速度较其他地区更为显著, 其中2006~2008 年期间的增长速率与我国近地面观测结果相近.     

电晕诱导介质阻挡放电/催化剂协同作用下甲烷的部分氧化水蒸气重整制氢

研究大气压较低温度(低于600℃)条件下电晕诱导介质阻挡放电反应器内甲烷的部分氧化水蒸气重整制氢. 反应器内电晕诱导颗粒的存在使介质阻挡放电可以在大间隙(10 mm)、低电压条件下均匀发生. 分析了输入功率、氧气/甲烷摩尔比以及预热温度对甲烷转化率和氢气选择性的影响. 实验结果表明: 输入功率在27~50 W之间时输入功率的增加明显促进甲烷转化率升高, 但当输入功率大于50 W 时, 功率的增加对甲烷转化的促进作用相对较弱; 氧气/甲烷摩尔比既影响甲烷转化率, 又影响氢气选择性, 在本文实验条件下, 氧气/甲烷摩尔比为0.6 时, 氢气的选择性最高能达到112%; 电晕诱导介质阻挡放电和催化剂协同作用下的甲烷转化率接近热力学平衡时的甲烷转化率.     

甲烷均相转化研究进展

在绿色、经济的反应条件下实现甲烷的直接转化一直是化工能源领域面临的重大挑战之一.在过去的10年中,有机合成化学家们相继发展了多种甲烷均相转化方法,为利用丰富的甲烷作为化工原料来合成高附加值的化工产品提供了新的转化途径.本文从反应作用机制方面总结了近年来甲烷均相转化领域的研究进展,包括过渡金属和主族金属参与的,以及光促进的甲烷均相转化等.在这些研究进展中,过渡金属催化的甲烷转化方法占据主要,涌现了对甲烷碳氢键进行亲电活化、氧化加成和卡宾插入等多种不同活化机制.引人注意的是,光催化模式利用清洁的光能为反应提供能量,为甲烷的均相转化提供了一种更加绿色可持续的化学转化方案.文末对发展更多高效的光促甲烷转化反应及其应用前景进行了展望.     

南海北部神狐海域冷泉碳酸盐烟囱的甘油醚类生物标志化合物及其碳同位素组成

在现代冷泉体系中, 甲烷缺氧氧化(AOM)是海洋沉积物中甲烷消耗的主要途径.AOM 以微生物, 即甲烷氧化古细菌和硫酸盐还原细菌为媒介氧化甲烷, 并还原硫酸根,同时促进冷泉碳酸盐岩的形成. 东沙海区冷泉碳酸盐岩中的生物标志化合物为烃类和醚类异戊二烯. 与东沙海区不同的是, 神狐海区同时存在甲烷缺氧氧化古细菌相关和硫酸盐还原细菌相关的两大类生物标志化合物. 在样品中发现了3 种AOM标志化合物: 含双植烷链的甘油醚(archaeol)、非类异戊二烯结构的二烷基甘油醚(DAGE 1f)和单环二植基甘油二醚(单环MDGD). 这些化合物具有强烈亏损的δ¹³C值(δ¹³C值在-15‰ ~ -104‰之间),明显低于一般海相沉积物中脂类的δ¹³C值, 充分表明其生物成因的甲烷来源. 神狐海区烟囱状的冷泉碳酸盐岩同时反映了该海区曾经发生过持续的富甲烷流体的喷流活动, 推测天然气水合物的分解可能是该海区烃类活动的一个重要原因.     

大西洋洋中脊Logatchev热液场水柱中甲烷羽状流的探测

利用吹扫捕集法在“大洋一号”船上现场探测到Logatchev热液场水柱上方及附近存在明显的甲烷羽状流. 测定结果显示, 热液区海水甲烷背景含量为1.05~1.68 nmol/L, 明显高于大西洋深海平原正常海水甲烷背景值(0.4~0.5 nmol/L), 表明热液系统是海水溶解甲烷的重要来源之一; 在垂直剖面上, 甲烷含量最大异常值的变化范围为7.14~113.90 nmol/L, 其对应的水深为离海底180~500 m. 羽状流中甲烷浓度分布以及羽状流的结构特征可能受下方热液喷发供应、洋流混合和微生物氧化消耗等过程控制. 另外, MAR-CTD3站甲烷的分布规律明显不同于其他站位, 可能暗示周围存在新的热液喷口. 探测到甲烷羽状流之处同时还伴随温度和浊度的异常, 有力证明了甲烷羽状流的存在是找寻海底热液活动地点最有效的手段之一.     

流动的地下水对煤层含气性的破坏机理

水文地质条件对煤层气的赋存影响很大，在地下水动力条件强的地区煤的含气量比较低；地下水相对滞流的地区，煤层气含量较高．显然，流动的地下水对煤层气的保存不利．但在地下水带走煤层甲烷的机理上，研究得比较薄弱．根据流动的地下水不仅使煤的含气量降低，同时也导致了煤层甲烷碳同位素的分馏作用，使煤层甲烷的碳同位素值大幅度变轻的现象，提出流动的地下水带走煤层甲烷的方式主要是通过水对甲烷的溶解作用，然后被地下水带走，而并非是通常认为的水驱作用，也并非是煤层甲烷通过盖层的扩散作用导致强水动力条件地区煤层气含量降低．只有水溶作用才能使煤层气甲烷的碳同位素发生分馏作用且使煤层气中的甲烷碳同位素变轻，是流动地下水带走甲烷的有效途径，破坏煤层的含气性．     

冰湖怪环谜底揭开

正几十年来,科学家注意到一个奇怪现象:每年春季,俄罗斯贝加尔湖冻结的湖面上都会出现硕大的圆环,直径有5～7千米。科学家发现,从圆环出现前一直到出现期间,结冰的湖面下会出现顺时针旋转的涡流。科学家认为,涡流可能是由甲烷引起的。贝加尔湖底部的微生物在进行厌氧代谢时会释放甲烷。携带微生物代谢所产热量的甲烷气泡,在上升过程中受科里奥利力(地球自转产生的一种惯性力)的影响,开始沿顺时针方向做螺旋运动,由此形成温暖的涡流。最终,     

甲烷催化转化法制苯

甲烷是天然气的主要成分,由于其具备类似惰性气体的结构和热力学上的稳定性,甲烷的活化成为化学学科面临的一大难题.在氧气参与下,有利于甲烷的转化,但CO_x的生成难于控制,高选择性转化尚未实现.苯也是热力学上稳定的产物,用热解方法在高于1200℃的温度下甲烷可生成苯,但在此温度下甲烷离解成C与H_2已不可忽视.     

恐龙灭绝新说

美国一些海洋学家经过长期研究，最近对地球上恐龙灭绝的原因提出了新的看法：恐龙可能是在一场令人难以想象的气体燃烧所造成的风暴性大火中灭绝的。他们认为，是一个巨大的小行星或者彗星，在墨西哥海湾的冲撞所释放出来的巨量甲烷气体，引起空气燃烧，从而导致了恐龙的灭亡。 在白垩纪末期，大约６５００万年前，大量由腐烂植物所产生的甲烷气体，在海底５００米深处的沉淀物中贮存下来。海洋这一深度的低温和高压，导致了甲烷气体与水的结合，形成了固态的甲烷水化合物。 科学家们经过考察证实，今天，在地球表层的下面，潜藏着巨大的甲…     

未来的新能源──甲烷干冰

最近，日本一家石油公司宣布，他们在日本近海的深海底发现了数量极大的甲烷干冰资源。这是迄今为止探测出的海底最大的能源群。人们也称这种甲烷干冰为“可燃冰”。甲烷是天然气的主要成分，这次发现的海底资源，作为燃料，如果好好地加以利用的话，预计可以供日本使用100年以上。这对于能源十分缺乏的日本而言，绝对是一个极富吸引力的大话题。然而，不尽人意的是，甲烷干冰倘若在某些不利因素的诱导下，可能会突然发生融化，造成海底滑坡，引发海啸，并有可能导致地球温度上升，破坏生态环境。因此，引起了世界不少科学家的热切关注。日…     

甲烷传感器气敏材料的研究现状与进展

甲烷气体检测传感器在保障居民生活安全用气、天然气管道的安全运行以及煤矿安全生产等领域发挥着不可或缺的作用.基于气体分子吸附和解吸从而引起特定物理量相对变化的气敏传感技术,使得快速响应和低成本的甲烷检测传感器得以发展和应用,传感器的性能得到了很大的提高.本文详细介绍了气敏型甲烷传感器的分类及原理,并根据纳米敏感材料与甲烷气体分子之间作用的原理,综述了近年来包括金属氧化物及其复合材料、有机聚合物复合材料、超分子穴番-A、碳纳米管及其掺杂材料在内的关于甲烷气敏材料制备和气敏性能等方面的研究成果,并展望了基于气敏原理的甲烷传感器及其气敏材料未来的研究方向.     

人类的未来燃料—海底甲烷

正当温室效应日趋恶化,人们对清洁能源的渴求越来越迫切的时候,媒体陆续传来美国、日本在各自海域发现新能源的消息。 所谓新能源实际上就是冷藏在海底的甲烷,学名为甲烷水合物或水化甲烷,是气体甲烷在海底低温、高压下形成的结晶体,外表被水分子包围起来看上去如冰雪般晶莹透明。甲烷是可燃气体,即便结“冰”也会神奇地被点燃,因此有人称它为“可燃冰”。 可喜的是前不久,我国也在南海、东海海域发现海底甲烷,据报道,其蕴藏量相当于目前全国能源总量的50％。尤为可喜的是,这是一种燃烧后不会产生任何污染物的清洁能源,所以在环保呼声日益高涨的今天更被世人看好。     

大气中的甲烷气增加

近年来,大气中的甲烷含量一直在增加。新西兰核科学研究所的研究小组,使用碳放射性同位素,发现大气中甲烷的32%来源于化石燃料。调查南极的冰,结果表明,大气中的甲烷含量,经历过去3万年以上,大体是一定的,约为现在的一半。甲烷的增加,大约从400年前开始     

吃甲烷的双壳贝

在距美国路易斯安娜州沿岸250公里的墨西哥湾海底六七百米深处,人们发现一种食甲烷为生的双壳贝。这种甲烷是天然气中的主要成份。在墨西哥湾海底,有不少地方自然冒出天然气来。这一现象的发现者为加利福尼亚大学的海洋生物工作者。根据观察,发现甲烷大多是被双壳贝的鳃所消化的。再用电子显微镜进行分析,得知鳃中有一种甲烷的氧化菌。甲烷的氧化菌和高等生物共     

普光气田中高密度甲烷包裹体的发现及形成的温度和压力条件

根据包裹体均一温度测定和激光拉曼光谱分析,在普光气田三叠系储层中发现一批高密度甲烷包裹体,其均一温度Th=-117.5~-118.1℃,相对应的密度分别为0.3455～0.3477g/cm3,测定的甲烷包裹体的拉曼散射峰v1位移主要为2911~2910cm?1,也反映甲烷包裹体密度很高.样品中与甲烷包裹体主要共生的盐水包裹体均一温度Th=170~180℃,结合拉曼光谱分析的甲烷包裹体组成,用PVTsim软件模拟高密度甲烷包裹体在地质历史中的捕获压力达153~160MPa以上.观测数据表明,普光气田目前虽然为常压气藏,储层中流体压力在56~65MPa左右,但在白垩纪时期原油裂解气大量产出阶段可能形成高压.高密度甲烷包裹体的发现,为气藏在地质历史中的超压现象提供了重要证据.同时,根据拉曼光谱分析,发现部分高密度甲烷包裹体含少量H2S,CO2和重烃等信息,也揭示了包裹体捕获的地球化学环境可能与H2S的生成有关.甲烷包裹体的观测结果为研究油裂解气藏的压力条件和探讨H2S成因的硫酸盐化学反应(TSR)提供了依据.     

我国西北部沙漠地区大气甲烷浓度的季节变化和长期变化趋势

一、引言 大气甲烷是地球大气中的一种重要的微量成分,其浓度大约为1.7 ppm。大部分大气甲烷来自生物过程。因此,长期以来人们一直认为甲烷是一种自然大气成分,其浓度是长期不变的。但是,最近几年的观测表明,大气甲烷的浓度正在迅速增长,其年增长率远比大气二氧化碳的增长率为高。     

火星车上用于探测神秘甲烷的工具

火星上没有奶牛,关于这一点行星科学家是非常肯定的。令他们困惑的是在火星稀薄大气中测到的甲烷气体是如何产生的?要知道甲烷分子受到来自太阳的紫外线照射很容易分解,如此一来火星大气中的任何甲烷气体一定是最近释放的。