四丁基溴化铵(Tetra-n-butylammonium bromide,简称TBAB)与水分子结合形成半笼型水合物,其应用日益得到重视,大多数的研究是集中于广阔空间中的TBAB水合物的成核与生长,但在很多情况下水合物会在孔隙中形成,这些空隙中水合物生长空间有限,而有限空间内水合物的生长机制如何仍不清楚,因此本文主要对TBAB水合物在有限空间中的生长动力学及其影响因素进行探究。本文采用自制可溶性聚四氟乙烯(Perfluoroalkoxy ethylene,简称PFA)细管作为水合物的有限生长空间,以TBAB水合物作为研究对象,采用显微操作及成像系统从微观角度探究溶液浓度、温度、添加剂用量及生长空间的大小等因素对TBAB水合物的形貌及水合物晶体面生长速率的影响,并利用激光拉曼光谱进行测试并确定水合物样品结构。在实验基础上,探究TBAB水合物的生长机制,建立TBAB水合物在有限空间内的生长动力学模型并探究不同因素对水合物生长动力学的影响。研究结果表明,采用PFA细管作为TBAB水合物的生长空间可以消除传热及传质对水合物生长速率的影响,更有利于水合物的生长动力学研究。有限空间内溶液的浓度和温度对TBAB水合物生长形貌有影响,在实验浓度范围内,低浓度(5~15wt%)溶液中形成B型水合物,晶体尺寸大、成核时间长且面生长速率慢,生长形态以利于质量传递和热量传递的方式生长,而高浓度(30~40wt%)条件下形成A型水合物,晶体生长紧密,成核时间短且面生长速率快。添加剂十二烷基硫酸钠(Sodium Dodecyl Sulfate,简称SDS)用量的不同使TBAB水合物形貌发生改变,生长位置集中于界面处,且随着SDS用量的增加,水合物面生长速率减慢。对比有限空间和大尺寸空间水合物的生长速率,结果表明有限空间内TBAB水合物面生长速率大于大尺寸空间内的水合物面生长速率。论文对TBAB水合物生长机制进行探究,建立了有限空间内TBAB水合物生长动力学模型,计算得到TBAB水合物的活化能为负值Ea=-58.26kJ/mol,分析认为亚稳态阶段生成的半笼型水合物空笼比溶液稳定,并且得到TBAB水合物有限空间内生长过程中的TBAB水合物反应级数等参数。