Cage fusion from bi-cages to tri-cages during nucleation of methane hydrate: a DFT-D simulation

文献情報

出版日 2019-01-24
DOI 10.1039/C8CP07207H
インパクトファクター 3.676
著者

Keyao Li, Ruili Shi, Lingli Tang, Yingying Huang, Xiaoxiao Cao, Yan Su


原文を見る

要旨

Water-cage clusters encapsulating guest molecules are the basic components of hydrate crystal structures. Herein, we investigated the fusion process from bi-cages to tri-cages to probe the nucleation mechanism at the initial stage of CH4 hydrate formation by employing dispersion-corrected density functional theory. We found that tri-cages possess high stability by sharing three, rather than two, polygonal faces. In addition, any mono-cage combined with a nonstandard 4151062 cage could achieve considerable stability regardless of which face is shared; this finding illustrates that 4151062 cages are more likely to appear at the early stages of CH4 hydrate nucleation than other nonstandard cages. We then simulated the Raman spectra of CH4 molecules in water-cage to characterize the spectral characteristics of the CH4 hydrate. The C–H symmetric stretching frequency of encapsulated CH4 molecules red-shifted with increasing mono-cage size, which follows the prediction of the “loose cage–tight cage” model. The symmetric stretching vibrational frequencies of trapped CH4 molecules in the tri-cage revealed a clear red-shift compared with those in the component mono- and bi-cages. The cage fusion process and spectroscopic properties described in this work are expected to provide new atomistic insights into CH4 hydrates at the initial nucleation stage.

関連文献

Thermal annealing reduces geminate recombination in TQ1:N2200 all-polymer solar cells

Safakath Karuthedath, Armantas Melianas, Zhipeng Kan, Vytenis Pranculis, Markus Wohlfahrt, Jafar I. Khan, Julien Gorenflot, Yuxin Xia, Olle Inganäs, Vidmantas Gulbinas, Martijn Kemerink, Frédéric Laquai

2018-03-27 Paper

DOI: 10.1039/C8TA01692E

Dynamic porous metal–organic frameworks: synthesis, structure and sorption property

Chao Hou, Qing Liu, Taka-aki Okamura, Peng Wang, Wei-Yin Sun

2012-10-11 Paper

DOI: 10.1039/C2CE26533H

Contents list

Front/Back Matter

DOI: 10.1039/C9AN90014D

Inside front cover

Cover

DOI: 10.1039/C8CS90062K

In situ coating of a continuous mesoporous bimetallic PtRu film on Ni foam: a nanoarchitectured self-standing all-metal mesoporous electrode

Hongjing Wang, Hongjie Yu, Shuli Yin, You Xu, Xiaonian Li, Hairong Xue, Liang Wang

2018-06-02 Paper

DOI: 10.1039/C8TA03413C

Photoresponsive smart template for reversible cell micropatterning

Yu-Hui Gong, Juan Yang, Feng-Yi Cao, Jing Zhang, Han Cheng, Ren-Xi Zhuo, Xian-Zheng Zhang

2013-02-26 Communication

DOI: 10.1039/C3TB20073F

Phase transitions in tantalum-modified silver niobate ceramics for high power energy storage

Li Jin, Qingyuan Hu, Kun Yu, Yongyong Zhuang, Giuseppe Viola, Zhuo Xu, Xiaoyong Wei

2018-12-10 Paper

DOI: 10.1039/C8TA10075F

The effects of TiO2 nanotube arrays with different diameters on macrophage/endothelial cell response and ex vivo hemocompatibility

Zeyu Du, Rui Hao, Ruiqiang Hang, Xiaohong Yao, Nan Huang, Bin Tang

2018-08-31 Paper

DOI: 10.1039/C8TB01675E

A paper microfluidic device based colorimetric sensor for the detection and discrimination of elapid versus viper envenomation

Lakshmi Narashimhan Ramana, Santosh S. Mathapati, Nitin Salvi, M. V. Khadilkar, Anita Malhotra, Tarun Kumar Sharma

2021-12-20 Paper

DOI: 10.1039/D1AN01698A

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

(S)-四氢呋喃-3-羧酸の物理化学的性質は何ですか?

CAS番号168395-26-4の(S)-四氢呋喃-3-羧酸は、白色の結晶が特徴的な性質を持ちます。分子量は128.08であり、水に溶けやすく、アルコールなど...

168395-26-4(3S)-Tetrahydro-3-fu...
化合物よくある質問

塩基性硫黄化合物1,3-ジメチル-1-[5-(三氟甲基)-1,3,4-硫杂环己二酮-2-基]尿素を含む廃棄物はどのように処理すべきですか?

塩基性硫黄化合物1,3-ジメチル-1-[5-(三氟甲基)-1,3,4-硫杂环己二酮-2-基]尿素を含む廃棄物は、専門的な廃棄処理施設で焼却処理を行うべきです。ま...

25366-23-81,3-Dimethyl-1-[5-(t...
化合物よくある質問

インドリジン-2-カルボン酸は安全ですか?

インドリジン-2-カルボン酸は一般的に安全ですが、過度に濃い状態では刺激性があります。取り扱いには適切な防護具を使用し、直接触れや吸入を避ける必要があります。

3189-48-8Indolizine-2-carboxy...
化合物よくある質問

5-甲基-2-(3-ピリジニル)-1,3-テイゾール-4-オールの市場動向や研究トレンドはどうですか?

5-甲基-2-(3-ピリジニル)-1,3-テイゾール-4-オールは、医薬品や農薬、および合成化学の分野において研究が進められています。市場動向としては、化学物質...

131786-48-65-Methyl-2-(3-pyridi...
化合物よくある質問

4,4',4''-(嘧啶-2,4,6-三基)三苯甲醛はどのように保存すればよいですか?

4,4',4''-(嘧啶-2,4,6-三基)三苯甲醛は、密閉容器に保管し、避けておくことが重要です。室温で保管し、直射日光を避けてください。

2230887-23-54,4',4''-(2,4,6-Pyri...
化合物よくある質問

(3aR)-1,3,3-トリフェニルテトラヒドロ-3H-ピロロ[1,2-c][1,3,2]-オキザボロロールについて、適用される法規ガイドラインは何ですか?

(3aR)-1,3,3-トリフェニルテトラヒドロ-3H-ピロロ[1,2-c][1,3,2]-オキザボロロールは、GHS(国際危険物識別ルール)の分類が適用されま...

145238-45-5(3aR)-1,3,3-Tripheny...
化合物よくある質問

N,N-ジブチルプロパニジアミンの主な用途は何ですか?

N,N-ジブチルプロパニジアミンは主にアクリル酸エステルの固化剤、界面活性剤、及び農薬の製造材料として使用されます。

102-83-0N,N-Dibutyl-1,3-prop...
化合物よくある質問

6-(4-氯苯氧基)吡啶-3-胺の代替品はありますか?

6-(4-氯苯氧基)吡啶-3-胺の代替品としては、他の芳香族アミン化合物や類似の除草剤が考えられます。ただし、他の化合物と同様に、代替品の選択には安全性と効果性...

75926-64-66-(4-Chlorophenoxy)-...
化合物よくある質問

4-甲基伞形酮硬脂酸酯は安全ですか?

4-甲基伞形酮硬脂酸酯は安全性に関しては一定の注意が必要で、直接的な皮膚刺激や吸入毒性は報告されていませんが、吸入は避けるべきです。

79408-85-84-Methyl-2-oxo-2H-ch...
化合物よくある質問

3-フェニル-3,4-ジヒドロ-2H-1,4-ベンゾキサジンを取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

3-フェニル-3,4-ジヒドロ-2H-1,4-ベンゾキサジンを取り扱う際は、防塵マスク、ゴーグル、ゴム手袋を使用し、ドラフトチャンバー内で作業することを推奨しま...

70310-30-43-Phenyl-3,4-dihydro...

掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

おすすめ化合物

おすすめサプライヤー

免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。