天然气水合物资源对全球能源发展具有重要的后续支撑作用，对中国的能源后续储备具有重要的意义，因此对天然气水合物资源的开采和综合利用是全球能源发展的重大战略目标。自然界中的天然气水合物资源主要蕴藏于沉积物环境中（海洋沉积层或大陆多年冻土层中），其主要成分是粘土沉积、生物沉积、砂质、粉砂质沉积等多孔介质。因此多孔介质中天然气水合物的生成和分解研究对天然气水合物资源安全高效利用有重要的实际意义。　　 本论文采用分子模拟与实验相结合方法，以蒙脱石作为多孔介质，进行蒙脱石中CH4水合物的生成/分解模拟以及生成/分解动力学实验研究，主要研究成果如下:　　 (1)对国内外研究现状进行了文献综述，主要包括国内外多孔介质中天然气水合物生成和分解实验研究以及分子模拟在天然气水合物的应用。　　 (2)通过分子模拟，完成对纯CH4水合物的微观结构的模拟，获得稳定的CH4水合物结构，分析径向分布函数(RDF)和密度分布等微观性质，为CH4水合物的生成和分解研究提供理论基础。同时对比CH4水合物与烟气中主要成分CO2、N2、SO2和NO分别形成水合物的稳定性，进行CO2置换分解CH4水合物的可行性分析，指导烟气直接置换分解CH4水合物研究。　　 (3)以蒙脱石为多孔介质，采用分子模拟技术，研究多孔介质孔隙内CH4水合物的生成过程，分析水合物生成过程中蒙脱石结构的变化，阐述多孔介质内CH4水合物的生成机理。同时分析孔径对多孔介质内CH4水合物生成的影响，获得较优的CH4水合物生成孔径分布范围。　　 (4)实验研究蒙脱石的结构和基础物理性质，并通过蒙脱石中CH4水合物的生成动力学研究，分析多孔介质中CH4水合物生成特性。　　 (5)对稳定的纯CH4水合物进行热激法、化学试剂法和降压法分解模拟研究，获取三种分解方法中CH4水合物的结构与微观性质变化，阐述三种分解方法的CH4水合物分解机理，最终提出联合分解方法是较优的分解方式。　　 (6)采用升温分解方法研究蒙脱石中CH4水合物的分解过程，获取蒙脱石中CH4水合物分解临界温度，阐述多孔介质中CH4水合物分解机理。同时采用恒压法实验研究稳定蒙脱石中CH4水合物的分解动力学过程，获得多孔介质中天然气水合物的分解特性。　　 最后，结合前面分子模拟和实验模拟的研究结果发现，多孔介质中CH4水合物的生成与分解过程与纯水体系有所不同，其生成和分解速度均慢于纯水体系，为天然气水合物资源开采研究提供指导。