綠色友好條件下甲烷強電離放電合成含氧化合物的研究.pdf

1、能源危機是二十一世紀人類面臨的重大難題，尋找替代石油的新能源是影響生存和發(fā)展的當務之急，開發(fā)利用儲量巨大的天然氣一直是人們研究的熱點。天然氣的主要成分是甲烷，由于甲烷在常規(guī)的催化轉化和氧化偶聯(lián)反應時條件苛刻，而且在化工生產(chǎn)上存在著空速高、能耗大、轉化率低等缺點，所以探索甲烷轉化利用的新途徑成為了一個全球矚目的研究課題。 強電離放電等離子體的發(fā)展，為甲烷的非常規(guī)轉化提供了一條嶄新的途徑。強電離放電可以在放電間隙內形成折合電場強度

2、大于400Td，電子平均能量大于10eV，使CH<,4>、O<,2>和H<,2>O分子處于活潑的等離子體狀態(tài)，再重新組合形成新物質。本文結合國家自然科學基金項目“強電場放電電離氣體分子及應用研究”中關于等離子體合成新物質和當前國內外甲烷轉化的研究熱點，在綠色友好條件下，采用強電離放電對cH<,4>、O<,2>和H<,2>O的等離子體合成含氧化合物進行了研究。 在常溫常壓無催化劑的條件下，甲烷和氧氣的總流量為1000mL/min

3、時，CH<,4>轉化率保持在70﹪以上，最高達到了81.1﹪；氧氣的加入提高了甲醇的收率，當含氧量為18.26﹪時甲醇收率達到了12.33﹪；水的加入提高了C<,2>H<,4>的收率，當含水量為1.47﹪時，C<,2>H<,4>收率達到了15.36﹪；激勵電壓在1850～1900V時，CH<,4>轉化率、甲醇和C<,2>H<,4>的收率均出現(xiàn)了最大值；隨著消耗功率的減少，CH<,4>轉化率也隨之降低。 利用自然界豐富的CH<,