气体水合物，作为种重要的笼型化合物，具有其独特的性质。随着这门学科的不断发展，气体水合物理论得到不断的丰富。目前人们已经开始将气体水合物应用到各化工领域当中。在这些应用当中，最具有代表性的便是油气领域的天然气存储。天然气作为一种清洁可再生能源，其在能源结构中的比例日益加大，传统的储运方式的不足日益显露。天然气水合物（NGH）存储方法一直以来作为比较有前途的新型储运方式，吸引了研究学者的广泛注意。利用多孔介质实现在纳米空间内进行的天然气湿储（WNG），克服了NGH以往的缺点，提高了天然气水合物的生成速率，微尺度下更有利于水合物分解，使充放气速度得到提升。采用此法，降低了存储压力，节约了储运成本。本文通过分析甲烷在多孔材料内生长情况，确立了最适于天然气湿储的孔径范围是1.6nm-3nm。基于此结果，本文尝试采用多种活化方法，最终发现，孔内水活化法可以对材料孔径进行较好的控制，并制得适用于天然气存储的材料WAC-4，其表面积高达3456m2/g，其1.6nm-3nm处孔容高达0.97ml/g。WAC-4湿炭上甲烷最高重量储量可达64%，在充放气实验中，10MPa下其最甲烷体积储量为202V/V（STP)。N2/CH4分离一直以来是吸附界的难题，我国目前加大了对煤层气页岩气的开发利用，对氮气甲烷高效分离技术的需求更为迫切。纳米空间内水合物法分离氮甲烷是一种新的尝试，文中通过添加四氢呋喃，降低了两种气体的水合物生成压力，使水合物法和变压吸附工艺结合成为可能。实验表明，在多孔物质内添加四氢呋喃溶液，甲烷水合物生成压力降到0.35MPa，氮气水合物生成压力降为1.5MPa，利用两者生成压力的明显差异，采用变压吸附的工艺，对浓度56.65%的原料气进行富集。在不同操作压力下得到最高富集浓度为75%。通过分析显示，在纳米尺度空间内，由于水合物尺寸极小，水合物笼型结构一旦生成，氮气甲烷分子均可进入笼内。故此法不宜用于N2/CH4分离乙烯作为唯一可在超临界区域内生成气体水合物的物质，其有着更为独特的应用领域，如超临界水合物萃取，本文对纳米空间内乙烯水合物进行了系统的研究，发现乙烯水合物在多孔炭材料上有着独特的水合物生成行为。乙烯在孔内生成气体水合物可分两步完成，首先是乙烯分子进入大笼内，构成水合物晶体，在压力足够大的时候，乙烯分子开始填充进小笼，而材料的孔径对水合物的这种行为有着重要的影响。随着孔径的增加，这种分步形成的现象，变得模糊，最终消失。CO2作为温室气体，其填埋一直是个重要的课题，以多孔硅胶模拟海地硅酸盐环境，研究CO2水合物的生成行为有着重要的意义。本文考察了三种硅胶上CO2水合物的生成行为，发现孔径对CO2水合物的生成有着重要的影响，当孔径过大时，水合物很难生成。