摘要:随着20世纪80～90年代海底天然气水合物在全球范围内的大量发现，气体水合物已成为能源领域和资源领域的一大研究热点。由于气体水合物还和常规油气开发、运输和加工以及一系列新技术开发、全球气候变迁等密切相关。例如天然气水合物是极不稳定的，当遇到温度的轻微增加或压力的释放时，都有可能使天然气水合物失稳而发生分解。而一旦天然气水合物分解，将可能带来一系列的海底滑坡等地质灾害，甚至当大量的甲烷气体进入海水时，将导致海水毒化，而到大气中将使全球变暖的趋势更加严峻。因此，气体水合物受到了更为广泛的关注，但与之相应的研究还处于初级阶段。

前人对构成水合物的笼型水合团簇的拉曼光谱开展了一系列的研究，常采用第一性原理计算主客体分子的振动频率。例如，烷烃客体分子（CH4、C2H6、C3H8等）或二氧化碳分子分别填充在五种标准水笼（435663、512、51262、51264、51268）中的拉曼光谱。但是，人们对固相水合物的研究甚少，尤其缺少气体分子共存对固相水合物谱学特征影响的理论研究。因此，本文我将对水合物的光谱特征（包括客体分子特征振动频率和核磁共振谱）进行仔细研究，详细比较前人的实验和理论结果，从而加深人们对水合物的谱学特征认识，为实验上探测水合物矿藏的可能成分提供一些可能的参考。

关键词：气体水合物；谱学特性；第一性原理

目录

摘要

ABSTRACT

1.绪论1

1.1气体水合物的研究背景1

1.2 气体水合物的晶体结构和基本性质2

1.3 气体水合物的开采和开发4

1.4 气体水合物研究的目的与意义5

2.气体水合物谱学性质的实验研究进展6

3.气体水合物谱学性质的理论研究进展8

3.1 谱学性质的计算方法8

3.2 水合团簇的谱学性质研究9

3.2.1 客体分子种类对光谱的影响10

3.2.2 客体分子数目对光谱的影响11

3.3 固相水合物的谱学性质研究12

3.4 新型甲烷水合物的谱学性质研究13

4.结论与展望14

参考文献15

致谢18