气体水合物的高效快速生成是水合物技术工业化应用的基础，实验从气体水合物生成的传热传质过程出发，借鉴纳米流体的高传热传质特性，并基于气体水合物技术工业化应用过程的偏酸性环境，选用纳米石墨颗粒作为促进 CO2水合物生成的添加剂，并通过实验分别研究了纳米石墨流体的表面张力特性、CO2水合物生成的相平衡特性、动力学特性及相关的影响因素，在此过程中建立起纳米石墨悬浮液中气体水合物生成相平衡的预测模型并关联了釜式气体水合物生成装置内流体的雷诺数与气体水合物的生成速率关系，得到了以下四个方面的结论：　　表面张力特性的研究表明：纳米石墨颗粒悬浮液的表面张力随颗粒浓度的升高呈现先降低后升高的趋势，且随颗粒浓度的不同，其溶液的表面张力对温度的响应有着较大的差别：当颗粒浓度较低时，反应液的表面张力随温度升高到一定值后会有较大幅度的下降，而当浓度较大时，表面张力随温度变化较小甚至不变，但从整体上看，纳米石墨颗粒的引入对反应液的表面张力影响较小。　　纳米石墨悬浮液中 CO2水合物的相平衡研究表明：颗粒的引入使得CO2水合物的生成相平衡曲线左移，其不利于气体水合物的生成。但颗粒的浓度对 CO2水合物生成的相平衡特性几乎没有影响。此外，基于纳米石墨颗粒悬浮液特性的而建立的水合物生成相平衡模型的平均相对误差在4.7~6.1之间，与实验结果吻合较好，但对低浓度的溶液，该模型的适用性较差。　　纳米石墨颗粒对 CO2水合物生成的影响研究表明：在温度为277.15 K、初始压力不同的条件下纳米石墨悬浮液体系中CO2水合物的生成诱导时间有了大幅度的降低，相较于纯水，其降低幅度达到了80.8％。但CO2气体的消耗量相较于纯水却提高了12.8％，且该体系中 CO2水合物的生成过程在400 min内完成了总过程的98.8％。　　此外，纳米石墨悬浮液中 CO2水合物生成影响因素的研究表明：纳米石墨颗粒对 CO2水合物的生成促进作用存在着一个最佳温度。温度较低时，其对水合物的生成无促进作用，而温度较高时，水合物的促进效果也有所下降，但浓度对水合物生成速率及压降幅度的影响较小；而当其它条件不变，通过改变转速而导致水合物反应釜内的流动处于过渡区（100＜Re＜1000）时，水合物的生成速率及压降幅度随着雷诺数的增大而提高，而处于紊流区（Re＞1000）时却出现了一定程度的下降，这说明釜内流体横向的流动有利于促进水合物的生成，而上下循环对水合物的生成会产生不利的影响。此外，纳米石墨悬浮液中 CO2水合物生成的压降速率及幅度随着颗粒粒径的增大而减小，这主要是由于纳米石墨颗粒粒径所影响的微孔的孔隙占有率在与粒径所影响的传热效果增强的竞争优势中所导致的传质影响强于传热影响。　　上述结果表明，纳米石墨流体对水合物生成的促进作用与传统添加剂存在着较大的差别，其高传热特性、巨大的比表面积及其晶种作用是其促进气体水合物生成的主要方式，但该体系中，水合物的生成控制过程主要取决于气液间的传质过程。　　基于上述的研究结果，未来通过对纳米石墨进行表面微处理及其与热力学促进剂进行复配是该系列高效促进剂开发的研究重点。而低浓度条件下，纳米石墨悬浮液中 CO2水合物生成相平衡模型的建立是接下来的主要研究工作。