天然气水合物优异的储气能力及高安全性使其在天然气的储运、调峰等行业展现巨大应用价值,被认为是最具有前景的天然气储运替代技术。然而水合物缓慢的成核与生长动力学以及低储气率限制了其大规模工业化应用。多孔材料因其丰富的比表面积和孔隙结构被证实能够大幅增强水合物动力学,然而多孔材料对水合物的促进作用受预吸附水量、驱动力以及气-固接触面积等多重因素影响,因此探究多孔材料作用下的水合物动力学,强化水合性能（成核与生长动力学、储气率）是该技术应用与推广的关键。基于此,本文主要开展以下研究:本文首先探究了活性炭固载甲烷水合物的生成动力学,评价了水合物诱导时间、储气量、反应速率等参数。结果表明,活性炭的引入大幅强化了水合物动力学,其诱导时间从数十小时明显缩短至1 h内,且储气量可从～20 V/V提高到理想的156.88 V/V,同时生长速率显著提升。通过对水合物形貌观察,并结合预吸附水影响的活性炭吸附动力学特性,提出了活性炭强化水合物成核与生长动力学作用机理:“吸附-诱导双向纳米对流”。此外,通过活性炭固载水合物重复生成实验发现了活性炭优异的重复利用性能,稳定的储气量和进一步缩短的诱导期体现了活性炭在该技术领域良好的应用前景。尽管活性炭极大地强化了甲烷水合物成核与生长动力学,但在高液炭比和低压条件下,其促进效果大幅降低,提高该条件下活性炭固载水合物的水合性能有助于推动水合物基天然气储运技术的应用。基于此,本文利用活性炭分别复配氨基酸和卤素盐,探究了活性炭/氨基酸和活性炭/卤素盐复配体系作用下的水合物生成动力学;并通过浸渍还原法,将纳米银颗粒固载到活性炭表面,制备了纳米银颗粒固载活性炭（Ag@AC）,评价了其对水合物成核与生长动力学的促进效果;最后通过3D打印技术打印了活性炭容器,评价了气-固接触对活性炭固载水合物动力学的影响,探索了水合物罐装“充电式”储气方式的可行性。结果表明,氨基酸的加入进一步缩短了水合物诱导期并增加了储气量,复配0.2 wt.%的L-甲硫氨酸与0.5 wt.%的L-亮氨酸在高液炭比时表现出了优异的水合物生成促进作用。相比之下,活性炭复配卤素盐体系对水合物成核动力学没有改善,但复配0.1 wt.%浓度的Na Cl溶液显著地提高了水合物的储气能力,并且此促进效果在高液炭比下仍存在。当以纳米银颗粒固载活性炭进行水合物实验时,水合物在保持稳定储气能力的基础上,其成核动力学被显著增强。在低压（5 MPa）和高液炭比（1.4）条件下,水合物的诱导时间分别缩短了96.88%和86.90%。活性炭固载水合物成核与生长动力学依赖于气-固接触,在活性炭容器中设置通气孔可以改善气-固比接触表面积,进而增加体系的传热与传质,增强水合物成核与生长动力学。该发现使活性炭床以“充电式”的方式储存和释放天然气成为可能,为活性炭床固载水合物储气技术的应用提供了新的思路。