脉冲电晕等离子体作用下甲烷“超平衡”转化制乙炔和氢 |
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引用本文: | 朱爱民,张秀玲,李小松,宫为民.脉冲电晕等离子体作用下甲烷“超平衡”转化制乙炔和氢[J].中国科学B辑,2002,32(2):179-185. |
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作者姓名: | 朱爱民 张秀玲 李小松 宫为民 |
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作者单位: | 1. 大连理工大学等离子体物理化学实验室,大连,116024;大连理工大学三束材料改性国家重点实验室,大连,116024 2. 大连理工大学等离子体物理化学实验室,大连,116024 |
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基金项目: | 国家自然科学基金资助项目(批准号:20106003) |
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摘 要: | 常温常压下将脉冲电晕等离子体作用于纯甲烷时, 其产物主要是乙炔和H2. 当能量密度范围为194~1788 kJ/mol时, 可同时获得7%~30%的乙炔单程收率和6%~35%的H2单程收率. 该结果分别高于100 kPa, 1100 K温度下乙炔和H2的热力学平衡收率(分别为5.1%和3.8%), 故脉冲电晕等离子体是在常温常压下实现甲烷“超平衡”转化制乙炔和氢的一种十分有效的手段. 在339~822 kJ/mol能量密度范围内, 脉冲电晕等离子体作用下纯甲烷转化产物的碳分布中, 乙炔占86%~89%, 乙烷和乙烯各仅占4%~6%, C3约占2%, C4约占1%. 将之与相同条件下纯乙烷、纯乙烯转化产物的碳分布比较可推知, 脉冲电晕等离子体作用下甲烷分子与荷能电子碰撞形成CHx自由基后并行存在着三条形成乙炔的途径: 其一为直接形成乙炔; 其二为经初级产物乙烯脱氢形成乙炔; 其三为经初级产物乙烷脱氢形成次级产物乙烯再至乙炔.
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关 键 词: | 脉冲电晕等离子体 乙炔 氢 甲烷转化 |
收稿时间: | 2001-09-05 |
修稿时间: | 2001年9月5日 |
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