低温等离子体活化转化煤层甲烷机理的光谱诊断

摘要：

为了探究低温等离子体活化转化煤层甲烷的机理,采用自制的介质阻挡放电实验系统对体积组成为CH4 40%、O2 12%、N2 48%的模拟煤层甲烷进行等离子体活化转化.采用色谱分析方法对煤层甲烷介质阻挡放电稳定产物进行分析,结果表明低温等离子体活化煤层甲烷的主要产物为CH3OH、CO和CO2.采用发射光谱原位诊断技术在200～700 nm波长范围内研究了放电气体的发射光谱,检测到O·、CH·、C·、Hα、N2(A3+U)等激发态物种.基于发射光谱原位诊断和气相色谱分析结果,对煤层甲烷活化转化的自由基反应过程进行了推断.同时,明晰了反应气中N2对煤层甲烷活化和主要产物的生成具有促进作用,即N2产生了存活时间更长的亚稳态离子,该亚稳态离子将能量传递给反应气中的O2和CH4,进而加速了煤层甲烷的活化和稳定产物的生成.

关键词：发射光谱、煤层甲烷、低温等离子体、机理

所属期刊栏目：38

分类号：O433.4(光学)

资助基金：国家自然科学基金51374098,51504087资助项目 Supported by National Natural Science Foundation of China51374098,51504087

在线出版日期：2017-04-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：372-379