论文题目: 微波等离子体偶联甲烷制C2烃的研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 物理电子学
作者: 张钦
导师: 杨鸿生
关键词: 微波等离子体,甲烷,转化率,选择性,积碳,长时间
文献来源: 东南大学
发表年度: 2005
论文摘要: 用天然气制取C2烃（C2H2、C2H4等）,是当今世界范围内的一个热门的研究课题。我们实验室采用微波放电产生等离子来偶联甲烷转化,是一种重要的新方法。微波放电能实现高的转化率,又它是无极放电,对等离子体无污染,但它容易积碳。本论文的工作是利用矩形谐振腔式反应器对甲烷在微波放电进行研究,主要是在低压强下的反应和加氢气以消除积碳的反应,并选择了合适的CH4/H2比例进行长时间的反应。本论文先概述了低温等离子体制C2的发展现状,随后对实验所用系统作了简要介绍。第三章则对等离子体进行论述。先从气体放电原理说起,后讨论在甲烷偶联中常用的等离子体的生成方法、等离子体的特征参量等等。第四章是对我们实验室所用的产生等离子体方法—微波等离子体作了专门介绍。主要介绍了理论模型,气体击穿和稳态放电三个方面,从理论上说明了气体压强与微波最小击穿场强的关系及维持放电时的情况。第五章为实验部分,先研究了在低气压时甲烷的转化规律,压强从47Pa到5000Pa,考查了反应与气压的影响。后在常压下加氢气后以消除积碳,并选择合适的比例（n（CH4）/n（H2）=1/4）实现长时间的反应（30分钟）,研究了随时间的变化反应的情况,结果很好。最后,从粒子的碰撞理论、热力学中分子的键能和粒子的亚稳态理论角度出发,认为此化学反应过程包括高能活性粒子的形成和产物的生成两个阶段。本文从理论和实验两个方面对微波等离子体偶联甲烷制C2进行了研究。
论文目录:
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题背景
1.2 本文的主要内容
第二章矩形波导微波化学反应系统简介
2.1 微波功率源
2.2 微波传输系统
2.3 微波功率的控制与测量
2.4 微波化学反应系统
2.5 多种终端参数测控系统
第三章气体放电及等离子体理论
3.1 气体放电原理
3.2 气体放电生成等离子体的方法
3.3 等离子体的主要特征量
3.4 等离子体判据
3.5 等离子体鞘
第四章 微波等离子体
4.1 理论模型
4.2 微波气体击穿
4.3 稳态微波放电
第五章 反应条件对甲烷偶联反应的影响
5.1 低压强下反应
5.2 加氢气后甲烷在常压下的反应
第六章 甲烷偶联制C2 烃原理探讨
6.1 分子碰撞理论
6.2 甲烷偶联过程中的微观过程的探讨
结束语
致谢
参考文献
发布时间: 2007-06-11
参考文献
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