2026年8月，课题组文章“Integrating Adsorption and Network Effects: Polymerization-Degree-Dependent Behaviors of Kinetic Hydrate Inhibitors”被Chemical Engineering Journal（SCI中科院一区TOP期刊，IF=12.5）接收，课题组博士生郭牧之、吕笑焱为共同一作。

天然气水合物在储运及水合物相关工业过程中形成的堵塞会严重威胁设备运行与生产安全。动力学水合物抑制剂（KHIs）的作用通常归因于其在水合物表面或甲烷气泡界面的吸附，但这一理论难以解释具有相同功能基团的单体几乎无效、相应聚合物却具有良好抑制性能的现象。本研究以PVCap为代表，结合分子动力学模拟与高压水合物生成实验，分别构建水合物表面吸附、模型甲烷纳米气泡界面吸附及预构建PVCap网络限制甲烷传质的受控模型，系统揭示不同聚合度组分在水合物抑制过程中的作用差异，并进一步通过PVCap、PVP和Luvicap W55单体–聚合物复配实验评价相应的配方设计思路。

研究表明，低聚合度PVCap在水合物表面具有更高的覆盖效率和更稳定的吸附，并可在模型甲烷纳米气泡界面形成更加均匀的覆盖，从而更有效地限制甲烷释放；但这一吸附优势无法解释聚合物在实际应用中的优异性能。进一步分析发现，高聚合度PVCap形成的延展网络可显著提高甲烷传质的自由能垒并逐层降低局部甲烷浓度：经过两层网络后体系甲烷摩尔分数由1.33%依次降至0.34%和0.04%，对应的水合物由生长转入分解状态。实验结果显示，在总抑制剂浓度同为2 wt%的条件下，PVP和Luvicap W55的1:1单体–聚合物复配体系将平均水合物生成时间分别由聚合物单独使用时的约102和115 min延长至约150和151 min；PVCap体系的不同复配配方也均优于2 wt% PVCap，表明单独使用时抑制作用较弱的单体能够进一步改善聚合物配方的性能。

本研究提出了聚合度依赖的“吸附–网络”综合抑制机制：低聚合度组分主要发挥界面吸附优势，高聚合度组分则通过延展网络限制甲烷传质，二者可形成互补作用。单体–聚合物复配实验从配方性能层面支持了这一设计思路，同时表现出降低聚合物用量、溶液黏度和起泡性的工程优势。本研究为理解KHI聚合度效应提供了新的微观框架，可为动力学水合物抑制剂的分子量调控、复配方案设计及天然气水合物堵塞防控提供理论依据。