Isotopic fractionation of guest gas molecules at the formation of synthetic gas hydrates

合成气体水合物形成过程中客体气体分子的同位素分馏

• 批准号: 22K03712
• 负责人: 八久保 晶弘
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kitami Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03712/
• 关键词: ガスハイドレート; メタンハイドレート; アイソトポログ; 安定同位体

ガスハイドレートは地球上だけでなく、地球外の惑星・衛星等の天体表層にも存在しうる普遍的な物質である。水分子で構成されるカゴ状結晶（ホスト）に包接されるガス分子（ゲスト）は、1分子ずつカゴに閉じ込められた気体分子のイメージがあるが、ゲスト・ホスト間の相互作用により、結晶生成時にホストだけでなくゲストにも安定同位体分別が起こることが知られている。このことを利用した、ハイドレート結晶生成時の環境復元や年代決定等のツールとなる可能性が模索されている。本研究では、ガスハイドレート生成時に起こるゲストガス安定同位体分別に関する実験を行った。初年度は、メタン、窒素および空気（窒素＋酸素＋アルゴン）の3種類のガスを包接するガスハイドレート結晶を人工的に生成し、安定同位体質量分析装置を用いて各種ゲストガスに関する安定同位体比を測定した。メタンに関しては、その温度・圧力依存性が定量的に求められ、結晶生成時の圧力が安定同位体分別に影響することを初めて示すことができた。また、窒素に関しては、軽い分子を包接しやすいメタンとは逆に、重い窒素分子を包接しやすい傾向が明らかとなった。酸素やアルゴンを含む空気の場合、この窒素同位体分別の程度はやや低下し、分別しにくくなることも判明した。ほか、研究室で過去に採取された天然ガスハイドレートの包接ガスに関する分析等も実施し、天然環境下における安定同位体分別の検出が試みられた。これらの成果については雪氷研究大会2022・札幌にて学会発表を行い、また一部については査読付き論文として公表済みである。

There is a universal substance on the surface of celestial bodies such as stars and satellites outside the earth. Water molecules are composed of The possibility of environmental restoration and age determination during the formation of crystals In this study, the formation of stable isotopes was studied. In the first year, the stable isotope ratio was determined by using a mass analyzer for various kinds of stable isotopes. The temperature and pressure dependence of the crystal formation are quantitatively determined, and the pressure and stability of the crystal formation are determined. The protein is closely related to the protein, and the protein is closely related to the protein. In the case of acid isotope, the degree of isotope separation is low, and the degree of isotope separation is low. In the past, the laboratory has adopted the analysis of natural and stable isotopes in the natural environment. 2022·Sapporo Institute of Science and Technology

项目成果

北海道日高沖で回収された天然ガスハイドレート結晶および堆積物ガスの特徴

北海道日高沿岸回收的天然气水合物晶体和沉积气体的特征

• 发表时间: 2022
• 作者: 八久保 晶弘;森谷 優希;矢作 大輔;坂上 寛敏;木田 真人;小西 正朗;南 尚嗣;山下 聡
• 通讯作者: 山下 聡

Effect of pressure on hydrogen isotope fractionation in methane during methane hydrate formation at temperatures below the freezing point of water

低于水冰点的温度下甲烷水合物形成过程中压力对甲烷中氢同位素分馏的影响

• DOI: 10.3390/methane2020010
• 发表时间: 2023
• 期刊: Methane
• 作者: Hachikubo;A.;T. Nezu;K. Takizawa;S. Takeya
• 通讯作者: S. Takeya

ガスハイドレート解離時の比表面積増加過程

天然气水合物解离过程中比表面积增加过程

• 发表时间: 2022
• 作者: 太田 哲也;矢作 大輔;八久保 晶弘;竹谷 敏
• 通讯作者: 竹谷 敏

メタンないしアルゴンにヘリウムを加えた混合ガスハイドレートからのヘリウム脱離の温度効果

温度对甲烷或氩加氦混合气体水合物中氦解吸的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 森谷 優希;八久保 晶弘;竹谷 敏
• 通讯作者: 竹谷 敏

氷点下におけるメタンハイドレート生成時のメタン水素同位体分別の圧力依存性

零下温度下甲烷水合物形成过程中甲烷氢同位素分馏的压力依赖性

• 发表时间: 2022
• 作者: 根津 太一;滝澤 楓;八久保 晶弘;竹谷 敏
• 通讯作者: 竹谷 敏