分子交换是天然气水合物开采过程中的前沿技术。在这种情况下,笼形中的甲烷分子与二氧化碳分子置换,该过程的效率取决于注入气体的压力(P)和温度(T)。关于“客客”交换问题,存在着很多矛盾观点,主要是目前还不清楚这个过程是通过分子扩散还是通过水合物的重组实现的。这项研究报告了在低于融冰温度下,原始二氧化碳水合物中CO2被CH4取代的过程。直观上,该过程是不易进行的,因为二氧化碳水合物在热力学上比甲烷水合物更稳定。实验过程中注入气体(CH4)压力介于0.7-8.5 MPa。笼形中CO2和CH4拉曼特征共存也证实了在原始CO2水合物中存在分子交换。此外,CH4在sI型水合物的51262和512笼中的扩散为混合水合物的形成提供了途径,水合物的分解模式也支持了混合水合物的快速增长。