Name: Methaanhydraatkristallisatie op Sessile Waterdruppels (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-05-26T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 46 s
Description: Leer methaanhydraatkristallisatie op sessiele waterdruppels om de invloed van remmers, bevorderaars en substraten op kristalmorfologie te onderzoeken.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

NASA Exobiology grant 80NSSC19K0477 financierde dit onderzoek. Wij danken William Waite en Nicolas Espinoza voor de waardevolle gesprekken.

<ol><li>Bohrmann, G., Torres, M. E. Gas hydrates in marine sediments. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBohrmann%2C+G+%22Marine+Geochemistry%22">Marine Geochemistry</a>. Schulz, H. D., Zabel, M. , Springer. Heidelberg, Germany. 481-512 (2006).</li>
<li>Ruppel, C. D., Kessler, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+interaction+of+climate+change+and+methane+hydrates%5BTitle%5D)+AND+%22Reviews+of+Geophysics%22%5BJournal%5D)">The interaction of climate change and methane hydrates.</a> Reviews of Geophysics. 55 (1), 126-168 (2017).</li>
<li>Hammerschmidt, E. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Formation+of+gas+hydrates+in+natural+gas+transmission+lines%5BTitle%5D)+AND+%22Industrial+and+Engineering+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Formation of gas hydrates in natural gas transmission lines.</a> Industrial and Engineering Chemistry. 26, 851-855 (1934).</li>
<li>Ke, W., Kelland, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Kinetic+hydrate+inhibitor+studies+for+gas+hydrate+systems%3A+a+review+of+experimental+equipment+and+test+methods%5BTitle%5D)+AND+%22Energy+%26+Fuels%22%5BJournal%5D)">Kinetic hydrate inhibitor studies for gas hydrate systems: a review of experimental equipment and test methods.</a> Energy & Fuels. 30 (12), 10015-10028 (2016).</li>
<li>Kelland, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+review+of+kinetic+hydrate+inhibitors+from+an+environmental+perspective%5BTitle%5D)+AND+%22Energy+%26+Fuels%22%5BJournal%5D)">A review of kinetic hydrate inhibitors from an environmental perspective.</a> Energy & Fuels. 32 (12), 12001-12012 (2018).</li>
<li>Walker, V. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Antifreeze+proteins+as+gas+hydrate+inhibitors%5BTitle%5D)+AND+%22Canadian+Journal+of+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Antifreeze proteins as gas hydrate inhibitors.</a> Canadian Journal of Chemistry. 93 (8), 839-849 (2015).</li>
<li>Bruusgaard, H., Lessard, L. D., Servio, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Morphology+study+of+structure+I+methane+hydrate+formation+and+decomposition+of+water+droplets+in+the+presence+of+biological+and+polymeric+kinetic+inhibitors%5BTitle%5D)+AND+%22Crystal+Growth+%26+Design%22%5BJournal%5D)">Morphology study of structure I methane hydrate formation and decomposition of water droplets in the presence of biological and polymeric kinetic inhibitors.</a> Crystal Growth & Design. 9 (7), 3014-3023 (2009).</li>
<li>Jung, J. W., Espinoza, D. N., Santamarina, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Properties+and+phenomena+relevant+to+CH4-CO2+replacement+in+hydrate-bearing+sediments%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Geophysical+Research%22%5BJournal%5D)">Properties and phenomena relevant to CH4-CO2 replacement in hydrate-bearing sediments.</a> Journal of Geophysical Research. 115 (10102), 1-16 (2010).</li>
<li>Chen, X., Espinoza, D. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ostwald+ripening+changes+the+pore+habit+and+spatial+variability+of+clathrate+hydrate%5BTitle%5D)+AND+%22Fuel%22%5BJournal%5D)">Ostwald ripening changes the pore habit and spatial variability of clathrate hydrate.</a> Fuel. 214, 614-622 (2018).</li>
<li>DuQuesnay, J. R., Diaz Posada, M. C., Beltran, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+gas+hydrate+reactor+design%3A+3-in-1+assessment+of+phase+equilibria%2C+morphology+and+kinetics%5BTitle%5D)+AND+%22Fluid+Phase+Equilibria%22%5BJournal%5D)">Novel gas hydrate reactor design: 3-in-1 assessment of phase equilibria, morphology and kinetics.</a> Fluid Phase Equilibria. 413, 148-157 (2016).</li>
<li>Udegbunam, L. U., DuQuesnay, J. R., Osorio, L., Walker, V. K., Beltran, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phase+equilibria%2C+kinetics+and+morphology+of+methane+hydrate+inhibited+by+antifreeze+proteins%3A+application+of+a+novel+3-in-1+method%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Chemical+Thermodynamics%22%5BJournal%5D)">Phase equilibria, kinetics and morphology of methane hydrate inhibited by antifreeze proteins: application of a novel 3-in-1 method.</a> The Journal of Chemical Thermodynamics. 117, 155-163 (2018).</li>
<li>Espinoza, D. N., Santamarina, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Water-CO2-mineral+systems%3A+Interfacial+tension%2C+contact+angle%2C+and+diffusion+-+Implications+to+CO2+geological+storage%5BTitle%5D)+AND+%22Water+Resources+Research%22%5BJournal%5D)">Water-CO2-mineral systems: Interfacial tension, contact angle, and diffusion - Implications to CO2 geological storage.</a> Water Resources Research. 46 (7537), 1-10 (2010).</li>
<li>Sloan, E. D., Koh, C. A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSloan%2C+ED+%22Clathrate+Hydrates+of+Natural+Gases.+3rd+edn%22">Clathrate Hydrates of Natural Gases. 3rd edn</a>. , CRC Press. (2007).</li>
<li>Makogon, I. F. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMakogon%2C+IF+%22Hydrates+of+natural+gas%22">Hydrates of natural gas</a>. , PennWell Books. Tulsa, Oklahoma, USA. 125(1981).</li>
<li>Johnson, A. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mainly+on+the+plane%3A+deep+subsurface+bacterial+proteins+bind+and+alter+clathrate+structure%5BTitle%5D)+AND+%22Crystal+Growth+%26+Design%22%5BJournal%5D)">Mainly on the plane: deep subsurface bacterial proteins bind and alter clathrate structure.</a> Crystal Growth & Design. 20 (10), 6290-6295 (2020).</li>
</ol>

Er zijn geen concurrerende financiële belangen.

We hebben een methode ontwikkeld om veilig methaanhydraatschalen op sessiesle waterdruppels te vormen en delen deze methode om een drukcel met een werkdruk van 10 MPa te bewerken en te assembleren, evenals de druk- en koelsystemen. De drukcel is uitgerust met een trap voor de druppel met ingebedde thermokoppels, een saffiervenster voor het visualiseren van de druppel en een drukomvormer die aan de bovenkant van de cel is bevestigd. Het koelsysteem omvat gekoelde ethyleenglycol die door koperen spoelen circuleert in een t...

Gashydraten zijn kooien van waterstofgebonden watermoleculen die gastgasmoleculen vangen via van der Waals-interacties. Methaanhydraten vormen zich onder hoge druk en lage temperatuuromstandigheden, die in de natuur voorkomen in het ondergrondse sediment langs continentale randen, onder Arctische permafrost en op andere planetaire lichamen in het zonnestelsel1. Gashydraten slaan enkele duizenden gigaton koolstof op, met belangrijke implicaties voor klimaat en energie2. Gashydraten kunnen ook gevaarlijk zijn in de aardgasindustrie omdat omstandigheden die gunstig zijn voor hydraten voorkomen in gaspijpleidingen, die de leidingen kunnen verstoppen, wat kan leiden tot dodelijke explosies en olielozingen3.
Vanwege de moeilijkheid om gashydraten in situte bestuderen, worden laboratoriumexperimenten vaak gebruikt om hydraateigenschappen en de invloed van remmers en substraten te karakteriseren4. Deze laboratoriumexperimenten worden uitgevoerd door gashydraat onder verhoogde druk te laten groeien in cellen van verschillende vormen en maten. Inspanningen om gashydraatvorming in gaspijpleidingen te voorkomen, hebben geleid tot de ontdekking van verschillende chemische en biologische gashydraatremmers, waaronder antivrieseiwitten (AFP's), oppervlakteactieve stoffen, aminozuren en polyvinylpyrrolidon (PVP)5,6. Om de effecten van deze verbindingen op gashydraateigenschappen te bepalen, hebben deze experimenten verschillende vatontwerpen gebruikt, waaronder autoclaven, kristallisatoren, geroerde reactoren en schommelcellen, die volumes van 0,2 tot 106 kubieke centimeter ondersteunen4.
De hier en in eerdere studiesgebruikte sessiespruppelmethode 7,8,9,10,11,12 omvat het vormen van een gashydraatfilm op een sessiesruppel water in een drukcel. Deze vaten zijn gemaakt van roestvrij staal en saffier om drukken tot 10-20 MPa op te vangen. De cel is verbonden met een methaangasfles. Twee van deze studies gebruikten de druppelmethode om AFP's te testen als gashydraatremmers in vergelijking met commerciële kinetische hydraatremmers (KHIs), zoals PVP7,11. Bruusgard et al.7 richtten zich op de morfologische invloed van remmers en ontdekten dat druppels met Type I AFP's een gladder, glazig oppervlak hebben dan het dendritische druppeloppervlak zonder remmers bij hoge drijvende krachten.
Udegbunam et al.11 gebruikten een methode die in een eerdere studie10was ontwikkeld om KHIs te beoordelen , die de analyse van morfologie / groeimechanismen, de hydraat-vloeistof-damp evenwichtstemperatuur / druk en kinetiek als functie van temperatuur mogelijk maakt. Jung et al. bestudeerden CH4-CO2 vervanging door de cel te overspoelen met CO2 na het vormen van een CH4 hydraat shell8. Chen et al. observeerden Ostwald-rijping als de gehydrateerde schaal9vormt. Espinoza et al. bestudeerden CO 2-hydraatschalen op verschillende minerale substraten12. De druppelmethode is een relatief eenvoudige en goedkope methode om het morfologische effect van verschillende verbindingen en substraten op gashydraten te bepalen en vereist kleine hoeveelheden additieven vanwege het kleine volume. Dit artikel beschrijft een methode voor het vormen van dergelijke hydraatschalen op een druppel water met behulp van een roestvrijstalen cel met een saffiervenster voor visualisatie, met een werkdruk tot 10 MPa.

<table><tbody><tr><td>CAMERA EN LAPTOP</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Camera Body</td><td>Nikon</td><td>D7200</td><td>Naam in Protocol: camera</td></tr><tr><td>Camera Control Pro 2 Software</td><td>Nikon</td><td></td><td>Naam in Protocol: camera software</td></tr><tr><td>Laptop</td><td>HP Pavilion</td><td>hp-pavilion-laptop-14-ce0068st</td><td>Moet een PC zijn met veel opslagruimte (~ 1 Tb) Naam in Protocol: laptop</td></tr><tr><td>Macrophotography Lens</td><td>Nikon</td><td>AF-S MICRO 105mm f/2.8G IF-ED Lens</td><td>Naam in Protocol: lens</td></tr><tr><td>VERBRUIKSBARE ARTIKELEN</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Deionized water</td><td></td><td></td><td>Naam in Protocol: DI water</td></tr><tr><td>Dry Ice</td><td>VWR of supermarkt</td><td></td><td>Koop net voordat het nucleeert Naam in Protocol: droogijs</td></tr><tr><td>Ethanol</td><td></td><td></td><td>Naam in Protocol: ethanol</td></tr><tr><td>Ethylene Glycol</td><td></td><td></td><td>Naam in Protocol: ethyleenglycol</td></tr><tr><td>KOELSTEEL</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>1/2 inch O.D. x 3/8 inch I.D. x 25 ft. Polyethyleen slang</td><td>Everbilt</td><td>Model # 301844</td><td>Voor het circuleren van koelmiddel van koelmachine naar koperen spiraal in aquarium Naam in Protocol: 3/8&rdquo; (innerlijke diameter) kunststof slang</td></tr><tr><td>Circulerende koelmachine</td><td>Polyscience</td><td></td><td>Naam in Protocol: koelmachine</td></tr><tr><td>Economische flexibele polyethyleen schuim buizenisolatie</td><td>McMaster-Carr</td><td>4530K162</td><td>3/4" dikke wand; 1/2" binnendiameter; R waarde 3; 6' lang Naam in Protocol: schuim buizenisolatie</td></tr><tr><td>Kunststof slang</td><td></td><td></td><td>gebruik eventuele slang die past op de luchtslangverbinding in het lab en lang genoeg is om van de luchtslangverbinding naar de voorkant van het aquarium te reizen</td></tr><tr><td>DATALOGGER</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Armature Multiplexer Module voor 34970A/ 34972A, 20-kanaals</td><td>Keysight Technologies</td><td>34901A</td><td>Naam in Protocol: datalogger multikanaal</td></tr><tr><td>Benchvue of Benchlink software</td><td>Benchvue of Benchlink</td><td></td><td>Naam in Protocol: temperatuur transducer software</td></tr><tr><td>Data Acquisitie/Switch Unit. GPIB, RS232</td><td>Keysight Technologies</td><td>34970A</td><td>Naam in Protocol: datalogger</td></tr><tr><td>USB/GPIB interface</td><td>Keysight Technologies</td><td>82357B</td><td>Naam in Protocol: datalogger USB</td></tr><tr><td>datalogger multikanaal</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Schott Fostec -Llc 20510 Ace Fiber Optic Light Source</td><td>Schott Fostec</td><td>A20500</td><td>3115PS-12W-B20 115 V ~AC 50/60Hz 5/4.5 W Naam in Protocol: lichtbron eenheid</td></tr><tr><td>Schott Fostec lichtbron gids - enkel pakket</td><td>Schott Fostec</td><td>A08031.40</td><td>Naam in Protocol: glasvezel lichtbron kabel</td></tr><tr><td>METHANEGAS EN REGELAAPPARAAT</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>1/4 OD inch x 20 ft. Koperen zachte koelspiraal</td><td>Everbilt</td><td>Model # D 04020PS</td><td>Voor het onder druk zetten van ISCO drukpomp. Een extra pakket is nodig voor koelmiddelcirculatie, zoals hieronder vermeld. Naam in Protocol: hoge druk gewaardeerde 1/4&rdquo; koperbuis</td></tr><tr><td>Methane cylinder regulator</td><td>Airgas</td><td>Y11N114G350-AG</td><td>Naam in Protocol: methaancilinderregelaar</td></tr><tr><td>Methane gas cylinder</td><td>Airgas</td><td>ME UHP300</td><td>Naam in Protocol: methaan gascilinder</td></tr><tr><td>DRUKPOMP</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>1/4 inch  flexibele slang, ~ 3 ft.</td><td></td><td></td><td>Aansluiten op pompinlaat voor lektest Naam in Protocol: 1/4"  flexibele slang</td></tr><tr><td>260D Spuitpomp W/Controller</td><td>Teledyne Instruments Inc.</td><td>67-1240-520</td><td>Naam in Protocol: drukpomp</td></tr><tr><td>Controller − Ethernet/USB</td><td>Teledyne Instruments Inc.</td><td>62-1240-114</td><td>Koop als u Labview op computer zou willen installeren en druk op afstand wilt regelen. We deden dit niet.</td></tr><tr><td>Glad-Bore Naadloze 316 Roestvrijstalen Buizen, 1/4" OD, 0.035" Wanddikte, 1 Voet Lang (x5)</td><td>McMaster-Carr</td><td>89785K824</td><td>Naam in Protocol: 1/4" buis</td></tr><tr><td>Glad-Bore Naadloze 316 Roestvrijstalen Buizen, 1/8" OD, 0.02" Wanddikte, 1 Voet Lang (x4)</td><td>McMaster-Carr</td><td>89785K811</td><td>Naam in Protocol: 1/8" buis</td></tr><tr><td>Roestvrijstalen Swagelok buisfitting, verminderende verbinding, 1/4 inch x 1/8 inch buis OD (x4)</td><td>Swagelok</td><td>&nbsp;SS-400-6-2</td><td>Naam in Protocol: 1/8&rdquo; naar 1/4&rdquo; adapter</td></tr><tr><td>DRUKCEL</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>316 Roestvrijstalen moer en ferrule set (1 moer/1 voorste ferrule/1 achterste ferrule) voor 1/4 inch buis fitting (20)</td><td>Swagelok</td><td>&nbsp;SS-400-NFSET</td><td>Gebruikt voor fittingverbindingen waar nodig Naam in Protocol: ferrule set</td></tr><tr><td>316L Roestvrijstalen gegolfde (FM) slang, 1/4 inch, 316L Roestvrijstalen vlecht, 1/4 inch buisadapters, 60 inch (1.5 m) Lengte</td><td>Swagelok</td><td>SS-FM4TA4TA4-60</td><td>Verbindt drukpomp met drukcel Naam in Protocol: 1/4" gevlochten roestvrijstalen flexibele drukbestendige slang</td></tr><tr><td>ABAQUS</td><td>ABAQUS FEA</td><td></td><td>Naam in Protocol: simulatiesoftware</td></tr><tr><td>Slijtvaste dempingsring voor 7/8" Schroefmaat, 0.875" ID, 2.25" OD, verpakkingen van 10 (x1)</td><td>McMaster-Carr</td><td>90131A107</td><td>Naam in Protocol: 2.25" rubberen ring</td></tr><tr><td>Slijtvaste afdichtingsring, aramidfabriek/Buna-N rubber, 3/

methaanhydraatkristallisatie op sessile waterdruppels

Methane Hydrate Crystallization on Sessile Water Droplets

Dit artikel beschrijft een methode om methaanhydraatschillen te vormen op waterdruppels. Daarnaast biedt het blauwdrukken voor een drukcel met een werkdruk van 10 MPa, met een podium voor zitdruppels, een saffiervenster voor visualisatie en temperatuur- en drukomvormers. Een drukpomp aangesloten op een methaangasfles wordt gebruikt om de cel onder druk te zetten tot 5 MPa. Het koelsysteem is een tank van 10 gallon (37,85 L) met een 50% ethanoloplossing gekoeld via ethyleenglycol door koperspiralen. Deze opstelling maakt de observatie mogelijk van de temperatuurverandering geassocieerd met hydraatvorming en dissociatie tijdens respectievelijk afkoeling en depressurisatie, evenals visualisatie en fotografie van de morfologische veranderingen van de druppel. Met deze methode werd snelle vorming van een hydraatschelp waargenomen bij ~-6 °C tot -9 °C. Tijdens de drukmeting werd een temperatuurdaling van 0,2 °C tot 0,5 °C waargenomen bij de druk/temperatuur (P/T) stabiliteitscurve als gevolg van exotherme hydraatdissociatie, bevestigd door visuele waarneming van smelten aan het begin van de temperatuurdaling. Het "geheugeneffect" werd waargenomen na het onder druk zetten tot 5 MPa van 2 MPa. Dit experimentele ontwerp maakt het mogelijk om de druk, temperatuur en morfologie van de druppel in de loop van de tijd te bewaken, waardoor dit een geschikte methode is voor het testen van verschillende additieven en substraten op hydraatmorfologie.

Met deze methode kan een gashydraatschaal op een druppel visueel worden bewaakt door een saffiervenster van de drukcel en via temperatuur- en drukomvormers. Om de hydraatschaal na druk tot 5 MPa te nucleeren, kan droogijs aan de bovenkant van de drukcel worden toegevoegd om een thermische schok te induceren om een snelle hydraatkristallisatie te veroorzaken. Er is een duidelijk morfologisch verschil bij droogijs-geforceerde hydraatvorming. De waterdruppel ging over van een glad, reflecterend oppervlak (<strong class="xfi...

We beschrijven een methode om gashydraat te vormen op sessiesle waterdruppels om de effecten van verschillende remmers, promotors en substraten op de morfologie van het hydraatkristal te bestuderen.

Methaanhydraatkristallisatie op Sessile Waterdruppels

This paper describes a method to form methane hydrate shells on water droplets. In addition, it provides blueprints for a pressure cell rated to 10 MPa ...

Het effect van verschillende additieven op de morfologie van gashydraat en op de stabiliteit van de druktemperatuur kan worden getest. Maar het belangrijkste belang ligt in het uitzoeken hoe biomoleculen kunnen interageren en gashydraten in situ kunnen beïnvloeden. Het grote voordeel van dit protocol is dat men op een zitdruppel veilig reproduceerbaar een hydraatschaal kan vormen.Het nivelleren van de druppelfase is een uitdaging en moet worden geoefend terwijl de druppel op een oneffen podium glijdt. Maak ook vertrouwd met Swagelok-verbindingen en veiligheid met betrekking tot hogedruk brandbare gassen. Begin met het aansluiten van de methaancilinderregelaar op de pomp met een koperen buis van één bij vier inch met behulp van een nieuwe moer- en ferruleset.Lijm een flexibele punt van iv-buizen, snijd een hoek, naar het uiteinde van de canule om de druppel naar het saffiervenster te leiden. Bevestig een spuit van één milliliter aan de canule en trek het gewenste volume gedeïoniseerd water naar binnen. Zonder de naaldklep of het saffiervenster bevestigd, steekt u het uiteinde van de canule in het bovenste bord en oefent u met het verdrijven van de druppel op het middenpodium.Bevestig het saffiervenster en de ringen opnieuw met M8-schroeven en bevestig het bovenste drukcelventiel. Sluit de gevlochten roestvrijstalen slang van de drukpomp aan op de drukcel. En controleer nog eens of alle aansluitingen van de gasfles naar de drukcel strak zitten.Open de inlaatklep van de drukcel en stel de drukcel in het aquarium in. Steek vervolgens een glasvezellichtbronkabel in de drukcelverlichtingspoort. Voeg in een aquarium gevuld met een 50/50-verhouding van ethanol en water meer ethanol toe naarmate het oplossingsniveau in de volgende weken daalt, totdat het waterpas is met de bovenkant van de drukcel, net onder de lichtbronaansluiting.Stel de koelmachine in op de temperatuur die ongeveer nul tot drie graden Celsius in de cel zal bereiken en begin door spoelen te circuleren. Schakel de luchtstroom naar de voorkant van het aquarium in om condensatie op het aquariumoppervlak te voorkomen. Start een temperatuurlog in de dataloggersoftware.Stel het scaninterval in op 30 seconden en wacht tot de temperatuur in de drukcel stabiel is op twee graden Celsius. Nadat de camera is geplaatst, schakelt u de lichtbron in op ongeveer 80% en opent u de camerasoftware. Stel in Live View de cameralens scherp op de binnenkamer van de cel en pas de lichtbron aan voor de beste beeldvorming.Start een nieuw temperatuurlogboek met een scaninterval van één seconde. Indien bevestigd, maak de uitlaatnaaldklep in de bovenste poort van de drukcel los. Bevestig een spuit van één milliliter aan de canule en trek het gewenste volume gedeïoniseerd water naar binnen.Steek de canule door het bovenste bord totdat de punt zichtbaar is in de camerasoftware in de Live View-modus. Verdrijft de vloeistofdruppel uit de spuit over het centrale thermokoppel. Bevestig vervolgens de naaldklep opnieuw.Richt de camera op de druppel in de drukcel. Begin elke 60 seconden met time-lapse-beeldvorming. Open de drukomvormersoftware op de laptop.Begin met het verzamelen van gegevens op de grafiek en het gegevenslogboek met het scaninterval van één seconde en wacht tot de druppeltemperatuur stabiel is tussen nul en drie graden Celsius. Schakel de pomp en de controller in. Sluit de inlaatklep van de drukpomp.Open de uitlaatklep van de pomp en de kleppen van de drukcel. Tarra de pompdruk door op nul te drukken op de drukpompregelaar. Selecteer Pomp A op de drukpompregelaar om de druk te controleren.Zorg ervoor dat de drukpomp leeg is als er een andere vloeistof dan methaangas in de pomp aanwezig was. Doe dit door het maximale debiet en de constante stroom in te stellen op 100 milliliter per minuut en op Run te drukken. Laat het draaien totdat de pomp leeg is.Sluit de uitlaatklep van de pomp en open de inlaatklep van de pomp. Open de gasfles en stel de gasflesregelaar in op 1.000 kilopascal. Druk op Bijvullen op de drukpompregelaar.Wanneer de pomp vol is en in de buurt van 1.000 kilopascal, sluit u de inlaatklep van de pomp en de gasfles. Open de uitlaatklep van de pomp enigszins naar de cel. Bewaak de drukceldruk in de drukomvormersoftware, omdat deze kan afnemen als gevolg van de relatief lagere temperatuur in de drukcel.Stel het maximale debiet in op 10 milliliter per minuut, de maximale druk op 5.000 kilopascal en de constante druk op 1.000 kilopascal op de drukpompregelaar zoals beschreven in het tekstmanuscript. Druk op Uitvoeren. Wanneer 1.000 kilopascal is bereikt, drukt u op Stop op de pompregelaar en sluit u de uitlaatklep van de pomp.Controleer de druk in de drukcel om er zeker van te zijn dat er geen lekken zijn. Als de druk daalt, gebruik dan de vloeistoflekdetector om het lek bij de aansluitingen te vinden en draai de lekkende componenten voorzichtig vast. Als de cel stabiel is, opent u de pompuitlaat en stelt u de constante druk geleidelijk in op 2.000, 3.000, 4.000 en 5.000 kilopascal, waarbij u de stabiliteit van de cel bewaakt door na elke instelling op Stop te drukken.Als de druk stabiel is, sluit u de pompuitlaat en wacht u ongeveer 12 tot 24 uur tot het gas de druppel doordringt. Schakel de time-lapse om elke twee tot vijf seconden foto's te maken. Voeg droogijs toe aan de bovenkant van de cel totdat de gehydrateerde schil in time-lapse wordt gezien.Als het droogijs glijdt, plakt u tape rond de bovenkant van de cel. Observeer de voortgang van de vorming van methaanhydraat door middel van time-lapse-foto's gedurende twee tot zes uur. Zet de cel onder druk tot 2.000 kilopascal door de pompuitlaat te openen en de constante druk in te stellen op 2.000 kilopascal, waarbij wordt gepast wanneer smelten optreedt.Na 30 minuten, druk de drukcel tot 5.000 kilopascal om het geheugeneffect te observeren. Let op wanneer een gehydrateerde schil begint te hervormen en laat de schaal zich gedurende 30 minuten tot twee uur vormen. Zet de cel onder druk door de pompuitlaat te openen en de constante druk in te stellen op 100 kilopascal.Als er restdruk in de drukcel is, open dan de drukceltopklep enigszins met 1/16 inch. Sla de druk- en temperatuurgegevens op als CSV-bestanden. Verwijder de druppel door het bovenste drukcelventiel te verwijderen en de druppel te extraheren met de spuit, canule of infuusbuis.Volg de aanwijzingen in het teksthandschrift als er bezorgdheid is over besmetting tussen proeven. Er is een duidelijk morfologisch verschil bij droogijs geforceerde hydraatvorming, waarbij de waterdruppel overging van een glad reflecterend oppervlak naar een ondoorzichtige hydraatschil met een licht dendritisch oppervlak. De toevoeging van 100 microgram per milliliter bij type één antivrieseiwitten veranderde de morfologie van het hydraat door geribbelde randen langs de druppel en uitsteeksels van de bovenkant van de druppel te induceren.Nadat de gehydrateerde schil zich gedurende een uur had ontwikkeld, werd de cel onder druk gezet tot twee megapascals, wat leidde tot een temperatuurdaling van 2 tot 5 graden Celsius in de buurt van de P / T-stabiliteitscurve. Als gevolg van exotherme hydraatdissociatie werd hydratedissociatie bevestigd door visueel smelten door time-lapse beeldvorming aan het begin van de temperatuurdaling. Negatieve controles zonder druppel en met een druppel die geen hydraatschil vormde, vertoonden geen temperatuurdaling tijdens de drukverlaging.Omdat de apex van elke temperatuurgraad boven de eerder vastgestelde P/T-stabiliteitscurve lag, werd een regressiecurve berekend op basis van de apex P/T van deze proeven. Twee dingen zijn belangrijk om in gedachten te houden bij het uitvoeren van dit protocol. Eén, controleer of alle verbindingen veilig zijn voordat u onder druk zet, en twee, oefen met het verdrijven van de druppel voordat u het saffiervenster bevestigt.Volgens dit protocol kan men het gasverbruik berekenen en de afbeeldingen analyseren om de dikte van de hydraatschaal te berekenen, om het gevormde volume van het gehydrateerde te bepalen.

methane-hydrate-crystallization-on-sessile-water-droplets

Research

JoVE Journal

Environment

Milieu

Hierin worden de procedures voor Plasma-ondersteunde chemische damp depositie van perfluoralkanen op microporeuze materialen zoals metaal-organische frameworks om hun stabiliteit en hydrophobicity vergroten, worden beschreven. Verder wordt doorbraak testen van milligram hoeveelheden monsters beschreven.

Voorbereiding van hydrofobe Metal-Organic Frameworks via Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition van perfluoralkanen voor de verwijdering van ammoniak

We presenteren een protocol voor het meten van de thermische eigenschappen van synthetische, hydraathoudende sedimentmonsters bestaande uit zand, water, methaan en methaanhydraat.

Protocol voor het meten van de thermische eigenschappen van een onderkoelde synthetische zand-water-gas-methaanhydraat Sample

Hier presenteren we een algemeen protocol ter voorbereiding van een verscheidenheid van microhoneycomb monolieten (MHMs) in welke vloeistof met een extreem lage drukval passeren kan. MHMs verkregen moeten worden gebruikt als filters, katalysator ondersteunt, stroom-type elektroden, sensoren en steigers voor biomaterialen.

Microhoneycomb monolieten bereid door de unidirectionele vriesdrogen van Cellulose Nanofiber gebaseerd Sols: methode en uitbreidingen

We presenteren een protocol om de vorming van hydraten te bestuderen in aanwezigheid van niet-ionische oppervlakteactieve stoffen op de interface van een waterdruppel ondergedompeld in cyclopentane. Het protocol bestaat uit het bouwen van een goedkope, programmeerbare, temperatuurregulator. Het temperatuurcontrolesysteem wordt gecombineerd met visualisatietechnieken en interne drukmetingen.

Het bestuderen van oppervlakteactieve effecten op hydraatkristallisatie bij olie-water interfaces met behulp van een low-cost geïntegreerde modulaire Peltier Device

De atmosferische concentraties van zwak gebonden moleculaire clusters kunnen worden berekend op basis van de thermochemische eigenschappen van lage energiestructuren gevonden door middel van een multi-step configuratie bemonstering methodologie met behulp van een genetisch algoritme en semi-empirische en ab initio kwantumchemie.

Berekening van atmosferische concentraties van moleculaire clusters van ab initio Thermochemie

Het huidige protocol beschrijft de kristallisatie van microscopische ijskristallen en clathraathydraten in microfluïdische apparaten, waardoor vloeistofuitwisseling rond de gevormde kristallen mogelijk wordt. Dit biedt ongeëvenaarde mogelijkheden om het kristallisatieproces en de bindingsmechanismen van de remmers te onderzoeken.

Een microfluïdische benadering voor de studie van ijs- en clathraathydraatkristallisatie

Lake eutrofiëring is een kwaliteit van het water kwestie wereldwijd, waardoor de noodzaak om bronnen van voedingsstoffen te identificeren en te beheersen kritisch. Laboratorium bepaling van fosfor vrijlating tarieven van boorkernen is een waardevolle aanpak voor het bepalen van de rol van interne fosfor laden en begeleiden van beslissingen van het management.

-Laboratorium bepaald Fosfor Flux van het meer van sedimenten als een interne maatregel Fosfor Laden

EPA-methode 1615 gebruikt een elektropositieve filter om enterovirussen en norovirusessen te concentreren in milieu- en drinkwater. Dit manuscript beschrijft de procedure voor het verzamelen van monsters voor analyse volgens Methode 1615.

EPA Method 1615. Meting van Enterovirus en Norovirus Voorkomen in water per cultuur en RT-qPCR. I. Het verzamelen van Virus Samples

Hier presenteren we een procedure om enterovirus en norovirus in milieu- en drinkwater te kwantificeren met behulp van reverse transcriptie-kwantitatieve PCR. De gemiddelde virusterugwinning uit grondwater met deze gestandaardiseerde procedure van EPA-methode 1615 was 20% voor poliovirus en 30% voor muur-norovirus.

EPA Method 1615. Meting van Enterovirus en Norovirus Voorkomen in water per cultuur en RT-qPCR. Deel III. Virus Detectie door RT-qPCR

De Lysimeteronderzoek Carbon Dioxide Gradient Facility creëert een 250-500 pi L -1 lineaire kooldioxide gradiënt in temperatuur-gecontroleerde kamers huisvesting graslanden plantengemeenschappen op klei, lemige klei en zandgrond monolieten. De faciliteit wordt gebruikt om te bepalen hoe het verleden en de toekomst van kooldioxide niveaus invloed grasland koolstofcyclus.

Een CO<sub&gt; 2</sub&gt; Concentratiegradiënt Facility for Testing CO<sub&gt; 2</sub&gt; Verrijking en Soil Effecten op Weide Ecosysteem Functie

Leer methaanhydraatkristallisatie op sessiele waterdruppels om de invloed van remmers, bevorderaars en substraten op kristalmorfologie te onderzoeken.

Methaanhydraatkristallisatie op Sessile Waterdruppels

Meer video's verkennen