強電場電離放電甲烷生成含氧化合物的研究.pdf

1、甲烷的催化氧化制含氧化合物的研究已經(jīng)做了不少的工作，但是難以實現(xiàn)高選擇性條件下的較高轉化率，因此離工業(yè)化應用還有一定的距離。由于甲烷分子的高穩(wěn)定性，由天然氣直接合成碳二烴在熱力學上比較困難，常規(guī)的催化轉化和氧化偶聯(lián)尚未取得突破性進展。甲烷的化學轉化被譽為面向21世紀的研究課題，各國政府都投入了大量人力、物力從事開發(fā)與研究，并不斷取得進展。從20世紀80年代中期以來，甲烷氧化偶聯(lián)制C2烴的研究和甲烷直接合成化學品所采用新技術、新工藝是當前

2、非常具有挑戰(zhàn)性的課題。 針對常規(guī)甲烷催化轉化和氧化偶聯(lián)制備含氧化合物的問題，遵循國際化學科學研究前沿“綠色化學”原則，采用自然界存在豐富的CH4、H2O和O2為原料，在綠色友好的常溫大氣壓無任何催化劑的條件下，采用強電場電離放電加速電子及其激勵氣體分子的極端物理手段，在反應腔體內進行無任何環(huán)境污染的非平衡等離子體化學反應，將氣體分子激發(fā)、電離、離解成CH4+、CH3+、CH4.、H2O+、H2O、O2+、O(1D)等活性粒子，生

3、成氣態(tài)烴及含氧碳氫化合物，整個反應過程實現(xiàn)零污染、零副產品。 在不同的氣體組分條件下(H2O與CH4，O2與CH4，H2O、O2與CH4)，研究激勵電壓、放電頻率和氣體流量對甲烷轉化率、氣態(tài)烴選擇性及甲醇收率的影響。升高激勵電壓、放電頻率和減少氣體流量均有利于CH4的轉化及甲醇的產生。氣體組分為H2O-O2-CH4條件下，激勵電壓為2200V、放電頻率為10.3kHz、CH4與O2的氣體流量分別為1000mL/min、50mL/