綠色友好條件下甲烷強(qiáng)電離放電合成含氧化合物的研究.pdf

1、能源危機(jī)是二十一世紀(jì)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(dāng)務(wù)之急，開(kāi)發(fā)利用儲(chǔ)量巨大的天然氣一直是人們研究的熱點(diǎn)。天然氣的主要成分是甲烷，由于甲烷在常規(guī)的催化轉(zhuǎn)化和氧化偶聯(lián)反應(yīng)時(shí)條件苛刻，而且在化工生產(chǎn)上存在著空速高、能耗大、轉(zhuǎn)化率低等缺點(diǎn)，所以探索甲烷轉(zhuǎn)化利用的新途徑成為了一個(gè)全球矚目的研究課題。 強(qiáng)電離放電等離子體的發(fā)展，為甲烷的非常規(guī)轉(zhuǎn)化提供了一條嶄新的途徑。強(qiáng)電離放電可以在放電間隙內(nèi)形成折合電場(chǎng)強(qiáng)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(zhì)。本文結(jié)合國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“強(qiáng)電場(chǎng)放電電離氣體分子及應(yīng)用研究”中關(guān)于等離子體合成新物質(zhì)和當(dāng)前國(guó)內(nèi)外甲烷轉(zhuǎn)化的研究熱點(diǎn)，在綠色友好條件下，采用強(qiáng)電離放電對(duì)cH<,4>、O<,2>和H<,2>O的等離子體合成含氧化合物進(jìn)行了研究。 在常溫常壓無(wú)催化劑的條件下，甲烷和氧氣的總流量為1000mL/min

3、時(shí)，CH<,4>轉(zhuǎn)化率保持在70﹪以上，最高達(dá)到了81.1﹪；氧氣的加入提高了甲醇的收率，當(dāng)含氧量為18.26﹪時(shí)甲醇收率達(dá)到了12.33﹪；水的加入提高了C<,2>H<,4>的收率，當(dāng)含水量為1.47﹪時(shí)，C<,2>H<,4>收率達(dá)到了15.36﹪；激勵(lì)電壓在1850～1900V時(shí)，CH<,4>轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化率也隨之降低。 利用自然界豐富的CH<,