冷等离子体在甲烷转化中的研究进展

第50卷第4期2021年4月应用化工Applied Chemical IndustryVol.50No.4Apr.2021低温等离子体处理挥发性有机物的研究进展夏诗杨蔦米俊锋I,杜胜男蔦邵长军2(1.辽宁石油化工大学石油天然气工程学院，辽宁抚顺113001；2,沈阳科瑞尔科技有限公司，辽宁沈阳110000)摘要:针对治理大气中有害物质挥发性有机物(VOCs),阐述并归纳了吸附、冷凝、燃烧、光催化等现有处理技术中的工艺特点，介绍了目前典型技术中极具有研究前景及应用价值的低温等离子体净化技术的工艺原理及研究进展，综述了低温等离子体催化协同技术的催化剂分类及放置方式，重点突出催化协同对处理效果的优化作用，指出了今后低温等离子体催化协同处理挥发性有机物的可能发展方向。

关键词:低温等离子体;挥发性有机物;催化剂;催化;优化中图分类号:TQ630.9；TQ150.9文献标识码:A文章编号：1671-3206(2021)04-1130-06Research progress of non-thermal plasmatreatment of volatile organic compoundsXIA Shi-yang1,MI Jun-feng1,DU Sheng-nan9SHAO Chang-juri(1.College of Petroleum Engineering,Liaoning Petrochemical University,Fushun113001,China；2.Shenyang Keruier Technology Co.,Ltd.,Shenyang110000,China)Abstract:For the treatment of harmful substances volatile organic compounds(VOCs)in the atmosphere, the process characteristics of existing treatment technologies such as adsorption,condensation,combus­tion,photocatalysis,etc.are described and summarized, and the process principles and research progress of non-thermal plasma purification technology with great research prospects and application value in typi­cal technologies are introduced.The classification and placement of catalysts for non-thermal plasma cata­lytic synergistic technology are reviewed,with emphasis on the optimization of catalytic synergy on the treatment effect,and the possible development direction of non-thermal plasma catalytic synergistic treat­ment of volatile organic compounds in the future is pointed out.Key words:non-thermal plasma；volatile organic compounds；catalyst；catalysis；optimization随着我国城市化和工业的不断发展，大气环境中作为pm2.5,pm10的前体主要成分VOCs(挥发性有机物)污染物的大量排放引起人们越来越多的关起光化学烟雾和雾霾等现象,对人体健康和自然环境都产生严重的危害3],针对VOCs的处理技术上包括物理方法和化学控制两种处理方式，各种处理注。

等离激元甲烷干重整等离激元甲烷干重整（Plasmon-driven dry reforming of methane）是一种利用等离激元（表面等离子体共振）效应促进甲烷干重整过程的方法。

在这个过程中，甲烷（CH4）与空气中的氧气（O2）在适当的温度和压力下发生反应，生成一氧化碳（CO）和氢气（H2）。

这个反应通常需要在催化剂的作用下进行，以提高转化率和选择性。

等离激元效应可以通过在催化剂表面制备特定的金属纳米结构来诱导。

这些金属纳米结构可以吸收和局域光子能量，从而产生高温和高压的等离激元振荡。

这些振荡可以引发化学反应，提高反应速率。

在甲烷干重整过程中，等离激元效应可以提高反应活性和选择性，从而提高能源转换效率。

等离激元甲烷干重整的一个潜在应用是高效、低成本的氢气生产。

氢气是一种重要的能源和化学原料，广泛应用于燃料电池、金属还原和其他工业过程。

通过等离激元技术，可以在较低的温度和压力下实现高效、选择性的氢气生产，从而降低生产成本和环境影响。

然而，等离激元甲烷干重整的研究和应用仍处于初级阶段，许多关键问题仍需解决，如催化剂的设计和制备、反应条件的优化以及实际应用的规模化和可靠性。

随着研究的深入，等离激元甲烷干重整有望成为未来氢能生产和能源转换领域的重要技术。

等离激元甲烷干重整的应用主要集中在以下几个方面：1. 氢气生产：这是等离激元甲烷干重整最主要的应用。

通过这种方式生产出的氢气可以用于燃料电池、金属还原等工业过程，也可以作为清洁能源用于家庭生活。

2. 化学合成：在等离激元甲烷干重整的过程中，除了生成氢气，还会产生一氧化碳。

一氧化碳是一种重要的化学原料，可以用于合成多种化学品，如合成汽油、合成氨等。

3. 能源转换：等离激元甲烷干重整可以在较低的温度和压力下进行，这对于提高能源转换效率是有利的。

此外，等离激元效应可以提高反应的活性和选择性，从而提高能源转换效率。

4. 环境保护：等离激元甲烷干重整产生的氢气可以作为一种环保的能源替代品。

２０１５年７月第２３卷第７期 工业催化ＩＮＤＵＳＴＲＩＡＬＣＡＴＡＬＹＳＩＳ Ｊｕｌｙ２０１５Ｖｏｌ．２３　Ｎｏ．７综述与展望收稿日期：２０１５－０１－１６；修回日期：２０１５－０５－２９ 基金项目：广州市属高校科技计划项目（１２０１４２０９８２）作者简介：黄　智，１９９０年生，男，湖北省枝江市人，在读硕士研究生，研究方向为大气污染控制。

通讯联系人：郭玉芳，博士，副教授，研究方向为大气污染控制。

低温等离子体催化技术推广方面的难点问题黄　智，郭玉芳（广州大学环境科学与工程学院，广东广州５１０００６）摘　要：低温等离子体催化技术是近年来兴起的一种治理废气的可行方法，与传统方法和工艺相比，具有投资和运行费用较低、处理效率较高、处理时间较短和易于控制等优点。

研究表明，利用等离子体技术处理大气污染的应用前景广阔。

但低温等离子体技术反应器的选择、匹配和优化、相关催化剂的选择以及与反应器的结合、反应机理等方面还需要进一步深入研究。

低温等离子体效率低、能耗高、目标产物选择性低，但加入催化剂可降低能耗，减少二次污染，提高产物选择性，两者取长补短，优势互补。

不断改进反应器并提高反应器的能量效率，提升催化剂的稳定性和契合度以及对反应机理的深入研究是今后的发展方向。

关键词：催化化学；低温等离子体；反应器ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８ １１４３．２０１５．０７．００１中图分类号：ＴＱ４２６．９９；Ｘ７０１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８ １１４３（２０１５）０７ ０４９９ ０６Ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｓｓｕｅｓｆｏｒｐｏｐｕｌａｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｎｏｎ ｔｈｅｒｍａｌｐｌａｓｍａｃａｔａｌｙｔｉｃｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙＨｕａｎｇＺｈｉ，ＧｕｏＹｕｆａｎｇ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＧｕａｎｇｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０００６，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｎｏｎ ｔｈｅｒｍａｌｐｌａｓｍａｃａｔａｌｙｔｉｃｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓａｗａｙｔｏｒｅｄｕｃｅｅｘｈａｕｓｔｇａｓｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ．Ｃｏｍ ｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｍｅｔｈｏｄａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｉｔｈａｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｌｏｗｃｏｓｔｉｎｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔａｎｄｏｐｅｒ ａｔｉｏｎ，ｈｉｇｈｅｎｅｒｇｙｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｓｈｏｒｔｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔｉｍｅａｎｄｅａｓｙｃｏｎｔｒｏｌ．Ｎｕｍｅｒｏｕｓｓｔｕｄｉｅｓａｔｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆａｉｒｐｏｌｌｕｔｉｏｎｗｉｔｈｐｌａｓｍａｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｈａｄｂｒｏａｄｇｒｏｗｔｈｓｐａｃｅ．Ｂｕｔｔｈｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎ，ｍａｔｃｈｉｎｇａｎｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒｅａｃｔｏｒ，ｔｈｅｃｈｏｉｃｅｏｆｔｈｅｃａｔａｌｙｓｔｓａｎｄｔｈｅｉｒｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｗｉｔｈｔｈｅｒｅａｃｔｏｒ，ａｎｄｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｎｅｅｄｅｄｔｏｂｅｆｕｒｔｈｅｒｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ．Ｎｏｎ ｔｈｅｒｍａｌｐｌａｓｍａｃａｔａｌｙｔｉｃｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｈａｄｔｈｅｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｌｏｗｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｈｉｇｈｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎａｎｄｌｏｗｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙｔｏｔａｒｇｅｔｐｒｏｄｕｃｔｓ，ｂｕｔｔｈｅａｄｄｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃａｔａｌｙｓｔｓｃｏｕｌｄｒｅｄｕｃｅｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ，ｄｅｃｒｅａｓｅｓｅｃｏｎｄａｒｙｐｏｌｌｕｔｉｏｎａｎｄｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙｔｏｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｓ．Ｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｒｅａｃｔｏｒｓａｎｄｔｈｅｉｒｅｎｅｒｇｙｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｃａｔａｌｙｓｔｓａｎｄｆｕｒｔｈｅｒｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍａｒｅｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓｉｎｔｈｅｆｕｔｕｒｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃａｔａｌｙｔｉｃｃｈｅｍｉｓｔｒｙ；ｎｏｎ ｔｈｅｒｍａｌｐｌａｓｍａ；ｒｅａｃｔｏｒｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８ １１４３．２０１５．０７．００１ＣＬＣｎｕｍｂｅｒ：ＴＱ４２６．９９；Ｘ７０１ Ｄｏｃｕｍｅｎｔｃｏｄｅ：Ａ ＡｒｔｉｃｌｅＩＤ：１００８ １１４３（２０１５）０７ ０４９９ ０６ １９２８年，ＩｒｖｉｎｇＬａｎｇｍｕｉｒ首先使用了ｐｌａｓｍａ（等离子体）这一名词［１］。

２１ ０ ０年 １ 月
第２ ５卷第 １ 期
西安石油大学学报 （ 自然科学版 ） Ｊｕｎｌ ｆ ｉ ｎＳ ｉ ｕＵ ｉ ｒｉ （ ａｕａ Ｓ ｉ ｃ ｄ ｉ ） ｏｒａ ｏ ｈ ｏ ｎ ｅｓｙ Ｎ ｔｒｌ ｃ ｎｅＥ ｉｏ Ｘ ａ ｙ ｖ ｔ ｅ ｔｎ
Ｊｎ ０ ０ ａ ．２ １
摘 要 ： 用发 射 光谱 分析 法对 直 流 辉 光放 电等 离子 体 裂 解 甲烷 所 产 生 的 自由基 Ｈ・ ６６ ３ｎ ， 采 （５ ． ｍ） Ｃ ３（２ ． ｍ） Ｃ （４ ． ｍ） ｃ （３ ．２ｎ 的发射 光谱 强度 进行 了在 线测 量和分析 描 Ｈ ・７４ ６ｎ ，Ｈ ・３ １９ｎ 及 Ｈ・４ １４ ｍ） 述 ． 果表 明 ： 甲烷 等 离子体 空 间存 在激 发 态的 甲基 、 甲基 、 甲基 、 自由基 ， 自由基 的形成 结 在 亚 次 氢 各 规 律 具有相 似性 ， 即其 光谱 强度 都有 一 个开始 时 大幅上 升 ， 到峰 值 后 下 降或 稳 定 ， 达 最后 伴 有 强度
件 及其 影 响因素 来决定 ．
之 一 ， 分解 条件 苛 刻 ， 化 难 度 大 ． 离 子体 活化 其 转 等 是 一种 有效 的分 子 活 化手 段 ， 即使 化 学 稳定 性强 的 物 质处 于等 离子 体 状 态下 ， 会 具 有 极 强 的 化学 活 也 性 进行 较完 全 的化学 反应 ． 因此 ， 年来低 温等 离 子 近
Ｖｏ ． １２５ Ｎｏ． １
文章 编 号 ：６ ３０ ４ ２ １ ） １ ０ ８０ １ ７ － Ｘ（ ０ ０ ０ － ６ －３ ６ ０
甲烷 在 直 流 放 电等 离 子体 中形成 自由基研 究
高爱华 苏 斌 井 波 肖 健 陆治国 ， ， ， ，

生物转化生甲烷技术的研究与应用甲烷是一种重要的天然气体，具有广泛的工业和能源应用价值。

相比于化石能源的开采和利用，生物甲烷的生产具有较低的环境影响和更为可持续的特点。

因此，研究和发展生物转化生甲烷技术已经成为了一个热门的领域。

生物转化生甲烷技术是指通过微生物代谢产生的废物（如有机废弃物或污水）经过一定的处理工艺，最终生产出甲烷气体的过程。

这种方法不仅可以有效地处理废物，而且还可以转化为一种有价值的能源源。

生物转化生甲烷技术的发展经历了多个阶段。

最初的研究集中在单一微生物的代谢过程上，例如产甲烷菌，这类菌种可以将有机物质转化为甲烷气体。

随着研究的不断深入，科学家开始探索多菌种联合代谢的有效性，发现这种方法可以提高甲烷的产量和生产效率。

目前，生物转化生甲烷技术的应用主要包括两个方面：生物甲烷生产和废弃物处理。

在生物甲烷生产领域，生物甲烷可以作为一种清洁、绿色的能源代替传统的化石燃料和天然气。

生物甲烷可以应用于热力发电、低压加气站以及生活燃气等领域。

与此同时，在废弃物处理领域，生物转化生甲烷技术可以有效地降低污染物的排放，促进环境保护和可持续发展。

生物转化生甲烷技术在实际应用中还存在一些挑战和瓶颈。

生物甲烷的生产及处理需要精确、复杂的控制参数，包括反应温度、反应pH、氧化还原电位等，这些参数对于不同的微生物代谢路径有不同的要求，并且极度敏感性和容忍性不同。

因此，为了实现更高效，更稳定的甲烷生产，需要不断优化和完善生产过程的各个环节，同时，选择合适的微生物代谢路径也是非常重要的。

此外，生物转化生甲烷技术的成本与传统化石燃料和天然气相比还比较高，因此，技术的实际应用还需要不断降低成本和提高产出效率。

综上所述，生物转化生甲烷技术是一种可持续发展的绿色能源和环境保护技术。

随着技术的不断发展和完善，其应用范围和效果将会得到更大的提升。

未来，我们可以期待更多的生物转化生甲烷技术的研究和应用，在为人类社会提供清洁能源的同时促进环境保护。

低温等离子体技术在能源领域的应用随着人们对于环境问题越来越重视，能源的安全与可持续性也成为了全球议题。

而低温等离子体技术的应用也成为了解决能源问题的一种重要途径。

低温等离子体技术可以通过将电能转化为等离子体能量，利用其产生的化学反应和物理效应来实现对于能量的转换、储存和利用。

那么，低温等离子体技术在能源领域的应用究竟有哪些呢？本文将对此展开讨论。

一、低温等离子体技术用于燃料转化低温等离子体技术可以用于实现对于燃料的转化，从而实现对于能源的利用。

传统的燃烧过程往往会产生大量的二氧化碳等废气，在环境保护方面存在较大的问题。

而低温等离子体技术可以通过产生等离子体，使得化学反应过程更加高效和可控，从而实现对于燃料的高效转化。

例如，低温等离子体技术可以将甲烷转化为乙烯等有价值的化合物，为能源转化提供了新的途径。

同时，该技术也可以应用于高温煤气的净化处理，实现对于废气的处理和能源回收的操作。

二、低温等离子体技术用于生物质转化低温等离子体技术也可以应用于生物质转化过程中。

生物质转化是将生物质材料转化为有价值的材料或能源的过程。

传统的生物质转化技术往往存在能量损耗问题，需要较高的温度和化学剂才能实现对于生物质的高效转化。

而低温等离子体技术可以通过在低温下产生等离子体形式的氧化剂，实现对于生物质的高效转化。

例如，该技术可以将生物质转化为生物燃料、化学品和其他有价值的产品。

此外，该技术也可以将生物质转化为氢气等清洁能源，为能源转化提供了新的思路。

三、低温等离子体技术用于储能能源储存是能源转化和利用中重要的环节之一。

传统的能源储存技术往往存在成本高、效率低等问题。

而低温等离子体技术可以通过等离子体气体电离产生的离子和电子来存储能量，实现对于能量的储存。

例如，该技术可以利用等离子体产生的离子来实现电容器储存电能，同时也可以通过偶合等离子体发电机等手段将输送电流的功率进行明显地增加。

四、低温等离子体技术用于太阳能电池太阳能电池作为清洁的能源转化技术，受到了越来越多的关注。

张 秀玲 用 Ｌ ， 一Ａ ， 催 化 剂 ， 究 了 ａＯ ／ １Ｏ 做 研 二 氧化碳 和 甲烷在 非平衡 等离 子体 条件下 制 ｃ ， 烃 甲
烷 的转化 率下 降 ， 烃 的选 择 性 提 高 了 ， 此 ｃ 但 因 烃 的
产 率 比单 独 用 等 离 子 体 产率 高 。Ｌ ， 一Ａ ， ａＯ ／ １Ｏ 和
（ 津 大学４ Ｔ 学院） 天 Ｅ－ － 摘 要 介 绍 了低 温等 离子体 催化 甲烷 转化制碳 二 烃 的研 究概 况 ， 不 同的添加 气、 同的催 化剂 从 不 等 以及反 应机 理 方 面评述 了近 些年 国内外采 用低 温等 离子体催 化 甲烷转 化的研 究情 况和 发展趋 势 。 关 键词 等 离子 体 甲烷 转化 天 然气 反 应机 理
产物 的分 布产 生 影 响 。从 和反应 器 对反 应 的影 响进行 了综 述 。
李 明伟等 研究 了常 压 下 Ｃ 重 整 Ｃ 在 电晕 Ｏ Ｈ 等离子体 下 ， 现 Ｎ／ １Ｏ 与 Ｈ Ｓ 一５分子 筛 这两 发 ｉＡ ， ＺＭ 种 催化剂 对 甲烷 和 Ｃ 的转 化 有较 少 的影 响 ， Ｏ 主要是 自由基 在等离 子体 反应 中起 到 了重 要 的影响 。使用这
甲烷是 天然气 的主 要 成 分 ， 为 石化 产 品 原 料 利 作 用 时 主要是 将 ｃ 作为 一个 单元 进 行增碳 化 。近来 ， 。 人 们 在 甲烷氧 化偶 联这 一过 程 的催化 剂 、 应工艺 、 反 反应 机 理及 反应 器等 方面 已进 行 了 相 当 广泛 的研究 ， 取 并 得 了很 大 的进展 。但 由于 受 热力 学 的 限制 ， 甲烷 偶 联 反 应温 度通 常 高 达 ７ ０Ｃ ～９ ０Ｃ。Ｃ 易 发 生 若 干 ０ｏ ０ｏ Ｈ 深 度氧 化副 反应 ， 成 Ｃ 。 Ｘ＝ ， ， ） 生 Ｏ （ ０ １ ２ 而且 催 化 剂 易 粉 化 、 活 。实现 甲烷 氧化 偶 联 与 转 化 的关 键 是 甲烷 失

论文目录摘要 (1)关键词 (1)1甲烷在合成领域的应用 (1)1.1甲烷的直接氧化制合成气 (1)1.2甲烷催化裂解制氢 (2)1.3甲烷部分氧化制合成气 (2)1.4甲烷/CO2重整反应 (3)1.5甲烷水蒸气转化 (3)1.6甲烷自热重整技术 (4)2甲烷在其它领域的应用 (5)2.1 甲烷探测仪的开发利用 (5)2.2 甲烷工艺在工业上的应用 (5)2.3甲烷传感器研究进展 (5)3甲烷的研究发展展望 (6)4 致谢.........................................................................错误!未定义书签。

参考文献 (6)Application Research Progress Of Methane (7)字数统计（7721字）甲烷的应用研究进展摘要：本文简单介绍了我国天然气资源状况，系统阐述了近些年来其在合成及其它领域的应用研究，主要包括甲烷的直接转化制合成气，催化裂解制氢，部分氧化制合成气，与CO2重整反应，水蒸气转化和自热重整技术；甲烷探测器的研究利用。

最后，提出了对甲烷应用研究的展望。

关键词：甲烷转化应用进展甲烷在自然界分布很广，是天然气、沼气、油田气及煤矿坑道气的主要成分，但含量分布不均，根据我国第二轮油气资源调查评论结果，我国152个沉积盆地和地区的常规天然气资源量(不包括溶解气)为380400亿m3，其中陆上大约占78.60％，海上21.40％。

我国天然气资源总量约占世界天然气资源总量的10％[1]，贮藏量占世界第17位，它集中分布在我国中部、西部和海域，埋深超过3500m和自然地理环境恶劣的黄土高原、山地和沙漠的天然气超过了总量的59％[2]。

天然气的主要成分是甲烷，是人们生活中的主要燃料，其实甲烷的应用远不止简单的燃烧，它在很多领域都发挥着重要作用，因此对于甲烷应用的研究有着重大意义。

1甲烷在合成领域的应用甲烷的转化和利用包括以甲烷为原料合成燃料和基础化学品的一切过程，从已有的天然气化工利用技术来看，甲烷的转化包括直接转化和间接转化[3]。

（ 上接第 ３ ４页 ） 中文邮件里穿插了英文 。 ８ 在 语 ， 同时也伴随产生了一些奇怪 的 网络现象 。这 时候就 需要 我们对 但 （） ４ 维护面子 的语码转换 网络语言的使用区分场合和把握合适的度 ． 不要影 响正 常的 Ｅ常生活 ｔ 算不上大牌吧 ．这些都 是 ｒ 一 毋庸置疑 一 我看上的 ｌｎ ｃａ ｍｃ ｏ ｇｈｍＤ
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２１年 ０２
第１ 期
人道主义 由于受传统形而上 学的影 响将人 与世 界分离 ． 使两者对 立起 者 的本体 ． 不在 于是改造世界 的主体 而在于人是否能进入到存在 的真 来并一味的抬高人 的地位 ． 显示着人 的无上优越地位 。 人是 自己造成 理里去 “ 过分强调人道主义 ． 强调人 的地位 ． 忽视人与世界的相互 依存 这就导致 了当今环境 的污染与破坏 人类千方百计 的运用 各种 的东西 ” 成为人道 主义 的第一原理 。但这样做 的后果真的可 以使 人获 关系 ． 得“ 生存 的 自由” ？不 能认 清 自己的地位 以及 自身所追求 的 目标 ， 吗 只 高科技试 图改造 自 ． 然 掌握 自 ， 自 然 使 然变为 自己获利 的工具 ， 样做 这 大气污染 ， 水土流失 ， 人类 自认 为可以 是一味 的心无畏惧 的去改造 世界就真 的是 “ 人道 主义 ” 海德格 尔的 的结果还是要人类 自己去承担 。 吗？ “ 此在 ” 虽与其他存在者 相 比有其 优越地位 ． 他仍有 自己的有限性 ， 控制一切 ， 但 却没有认识到 自己也要依存于大 自然而生存 。 此外 ． 的 国 有 那就是对存在者 的依 赖性 以及对存 在的有 限理解 。 此在存 在于世界之 家拿人道 主义去干涉别 国 ． 这也是 人道主义 问题 的展 现 ． 过分强 调人 中． 他与 世界的关系是相互 依存 的密 不可分 的 ． 这样 的“ ” 人 不会 以主 的地位 ， 而这里 的“ ” 人 指谁 ？自己还是他人 ？将 自己的意志强 加给别 这样 自认为人道 的做法其实是最不人道 的。人道主义对 于“ 正 人” 宰者 自居 ． 而是 以对生 存探求把握 的态度去 与周 围的事 物 ． 与周 围的 人 ． 人接触 ． 以帮助 自己深 刻的把握 自身的状 态来 存在 ． 这样的人永 远不 确 的认识 自己来讲真 的是 面可靠 的“ 镜子 ” 吗？这是值得深思 的。 会为眼前 的利益而停 下 自己的脚 步． 而是为 明天的无限可能性 而不断 海德格尔的 “ 此在 ” 理论不仅是其存在论的核心 ． 也是 人重新认识 筹划 海德格 尔的“ 此在 ” 疑削 弱了人道 主义中人的崇高地位 ． 无 将人 人 自己的契机 “ 此在 ” 的出现打破 了传统形而上学对 于人 的束缚 ． 打 从一定 高度上拉下 ． 这并不 意味着人丧 失了地位 ， 但 而是让人重 新认 破 了人 与世界的主客二 元对立 ． 人更加的 自由。海 德格尔关 于“ 让 此 的理论摆明了存在 、 此在 、 存在 者三者之 间的关 系 ， 使人们 更明确 识 自己． 自己定 位， 给 从而更加 明确 自 在存在 中所应如何做 ， 应追 在 ” 身 所 求什么 此外 ． 对人的关怀不应只是 当下的 。人道主义所提倡 的“ 尊重 的去把握存 在的意义 ． 为西方近代 哲学的发展开辟 了新视野 ． 提供 了 人 爱 护人 ” 以人 为本” 主要 关注的是对 人当下 的援助 。海德 格尔 新方向， ‘ “ 其 对现实生活也具有一定的 指导意义。 Ｑ 的“ 此在” 理论则提醒 我们人生存 在世 ． 为体现存在 的意义 ． 存在 是 其 是一个过程 ， 并不应 只固定在 当下 的状态 ， 而是应 面向未来 。 过去中 从 【 参考文献 】 寻找 经验从而使现 在的状态解 放。如果 只将 目光集 聚在当下 的人 身 ［］ １张汝伦． 德格 尔与现代哲学『１ 海 Ｍ． ２海德格尔． 存在与时间『１ 嘉应 ， Ｍ胨 王庆节， 译． 上 ． 为将来 的生存做 打算 ． 的意义就无从 展现 。 不 那人 人也就无法 体悟 ［］ ３刘文斌 ． 海德格尔 “ 此在” 的基本性 质ｆ］ ． Ｍ 到 自 的存在价值 人道 主义的这 种对人关 注的固化性与现代性 ． 身 并 ［ ］ ４ 屠兴勇． 德格 尔对 “ 海 此在” 概念 之诠释ｆ】 Ｍ． 不能真 正体现人 的地 位 ， 树立人 的尊严 ， 关爱人 的存在 。 这些都 是传统 ［ ］ ［］ ５鲁道兰． 析海 德格 尔“ 试 此在 ” 及其当代意义『］ Ｍ 人道 主义所存 在的问题 ［ ］ 臣． 《 ６ 孙冠 论 存在与时间》 中此 在的先验性『１ Ｍ． 可 能有些人会说 ． 海德格尔 的“ 此在 ” 理论 是站在人道主义 的反对 ［］ ７ 戴黎． 浅谈此在 的在世 方式【 ］ Ｍ． 面去 了． 那就是维 护非人道且 贬低人 的尊严 但站在人道 主义 的反对 面并不 意味着 赞成非 人道 的东西 此 在” 于人 道主义的批判是因人 “ 对 ［ 责任编辑 ： 曹明明 ］ 道主义将人 的地位放 的不够 高． 因为人 的本质 价值并不在于它是存在

甲烷(CH4)的直接转化利用技术摘要:目前较为成熟的技术路线是将甲烷转化为合成气,再合成甲醇或合成氨,进而开发相关的下游产品。

但由于间接利用甲烷的技术路线存在投资费用高、工艺流程复杂,生产成本较高等原因,目前在工业上还并未得到大规模化应用。

从原理上看,甲烷直接转化利用是最直接有效的途径。

研究表明,由于甲烷的化学惰性,目前的很难在较高的甲烷转化率下获得理想的产物选择性。

因此,甲烷直接转化法在工业上应用的较少,大都还处于实验室研究阶段。

一旦催化技术有所突破,天然气必将成为最理想的石油替代品。

关键词:甲烷直接转化利用技术一、甲烷直接制备甲醇(1)甲烷直接部分氧化制备甲醇。

甲烷直接部分氧化制备甲醇的关键技术还是催化剂,常见的催化剂目前主要是过渡金属的氧化物。

例如陈立宇,杨伯伦等采用V2O5为催化剂,在发烟H2SO4中进行了甲烷液相选择性氧化的研究。

V2O5催化甲烷液相部分氧化反应遵循亲电取代机理,反应为一级反应,甲烷在部分氧化反应中首先转化为硫酸甲酯,后者进一步水解得到甲醇。

甲烷转化率可达54.5%,选择性45.5%。

王利娟等研究了CoM004负载Mo-V-Cr-Bi氧化物催化剂上甲烷部分氧化反应,发现反应存在一转折温度,当反应温度低于此温度时,CO是主要产物,氧化产物中甲醇的选择性低于20%,而当反应温度高于此温度时,CO的选择性大大降低,而CO2的选择性大大升高,主要产物变为CO2,甲醇的选择性降为0。

在甲烷首先转化生成醋酸甲酯,醋酸甲酯水解生成甲醇。

在压力0.1MPa、温度267-280℃下,甲烷转化率为26.61%,目的产物选择性97.26%。

(2)甲烷和水合成甲醇。

甲烷和水直接合成甲醇和H2,具有天然气资源和清洁氢能源综合开发利用的应用价值。

桑丽霞,钟顺和在固定床环隙反应器中,150℃下,MoO3-TiO2/SiO2为催化剂光催化气相甲烷和水合成了目的产物甲醇和H2,甲醇选择性达87.3%。

二、甲烷制备低碳烯烃(1)甲烷部分氧化制备烯烃。

等离子体裂解甲烷【原创实用版】目录1.引言2.等离子体概述3.甲烷裂解的重要性4.等离子体裂解甲烷的原理5.等离子体裂解甲烷的应用6.结论正文【引言】近年来，随着能源需求的不断增长，对清洁能源的研发和利用已成为全球性的紧迫课题。

其中，天然气作为一种清洁能源得到了广泛关注。

甲烷作为天然气的主要成分，其高效、清洁的裂解方法——等离子体裂解甲烷，逐渐成为研究的热点。

本文将对等离子体裂解甲烷的原理和应用进行探讨。

【等离子体概述】等离子体是一种由带正电荷的离子和带负电荷的电子组成的电离气体，具有高能量、高密度和高温等特点。

等离子体在化学反应、材料表面处理、生物医学等领域具有广泛的应用。

【甲烷裂解的重要性】甲烷是一种重要的能源资源，被广泛用于发电、供暖和生产化学品等领域。

然而，甲烷的裂解过程往往伴随着大量的能量消耗和环境污染。

因此，寻求一种高效、清洁的甲烷裂解方法具有重要的现实意义。

【等离子体裂解甲烷的原理】等离子体裂解甲烷的原理主要是通过高能等离子体与甲烷分子发生非弹性碰撞，使甲烷分子解离生成氢气和碳原子。

在这个过程中，等离子体提供了大量的活性物种，如自由基、离子等，可以降低反应的活化能，从而提高反应速率。

同时，等离子体中的高温和高压环境有利于甲烷的裂解反应向生成氢气和碳原子方向进行。

【等离子体裂解甲烷的应用】等离子体裂解甲烷在能源、环境等领域具有广泛的应用前景。

首先，通过等离子体裂解甲烷可以获得高纯度的氢气，作为燃料电池的氢源，具有零排放、高能量密度等优点。

其次，等离子体裂解甲烷可用于制备碳纳米材料，如碳纳米管、碳纳米纤维等，这些材料具有高强度、高导电性等优异性能，广泛应用于航空航天、新能源等领域。

【结论】等离子体裂解甲烷作为一种高效、清洁的能源转换技术，具有重要的理论和实际应用价值。

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液化天然气等离子体甲烷重整技术研究随着全球能源需求的不断增长以及对环境友好型能源的需求，液化天然气（Liquefied Natural Gas，简称LNG）作为一种清洁、高效、低碳的能源逐渐受到人们的重视。

在LNG的生产和储运过程中，甲烷（Methane）是主要组成成分，其分子结构较为简单，易于燃烧，并且产生的二氧化碳排放相对较低。

然而，在甲烷的转化和利用方面，尚存在一系列的技术挑战。

为了提高甲烷的利用效率，液化天然气等离子体甲烷重整技术应运而生。

该技术基于等离子体的强大温度和反应活性，能够通过裂解、转化和氢化等反应过程将甲烷转化为更高级别的碳氢化合物，从而提高甲烷的能源价值和综合利用效率。

首先，等离子体技术能够实现甲烷的裂解转化。

通过在高温（约5000°C）和高压（约10^5 Pa）条件下，使甲烷与氢气等离子体发生反应，可以将甲烷裂解成较短的碳链烃化合物。

这些烃化合物具有较高的能量密度和稳定性，可以更方便地进行储存和运输，并作为化工原料或燃料供应。

其次，等离子体技术还能实现甲烷的氢化加氢。

在高温和高压条件下，等离子体能够将甲烷与氢气通过反应转化为二甲烷、丁烷等饱和碳氢化合物。

这样的转化过程不仅提高了甲烷的能源价值，还可以用于清洗排放气体中的二氧化碳，实现二氧化碳的回收和利用。

此外，液化天然气等离子体甲烷重整技术还可以通过高级碳氢化合物的合成实现甲烷的利用。

通过合成反应，利用等离子体技术可以将甲烷转化为苯、醋酸、酚等高附加值的有机化合物。

这些化合物在化工、医药和材料领域有广泛的应用，能够为能源转型和可持续发展提供更多的解决方案。

然而，液化天然气等离子体甲烷重整技术在实际应用中仍然面临一些挑战。

首先，高温和高压的操作条件对设备和材料提出了较高的要求，需要寻找适合的催化剂和反应器具，以提高反应效率和降低能耗。

其次，反应产物的选择和分离也是技术研究的重点。

由于液化天然气等离子体甲烷重整技术产生的高级碳氢化合物种类繁多，需要选择合适的分离方法和技术，以保证产品的纯度和质量。

等离子体裂解甲烷等离子体裂解甲烷（Plasma Methane Cracking）是一种非常重要的工业化学过程，用于将甲烷（CH4）分解为有用的化学品，如氢气（H2）和固碳（C）。

等离子体裂解甲烷技术在能源转换、再生能源制备和工业化学中具有广泛的应用。

等离子体是一种高能量状态的物质，其中的电子和离子分子相互作用并产生化学反应。

通过在等离子体条件下对甲烷进行裂解，可以实现甲烷的高效转化。

等离子体裂解甲烷的反应热力学非常复杂。

甲烷分解的主要反应路径包括氢和固碳的生成。

在高温下，甲烷分子可以被激发为高能量状态，这使得甲烷分解在等离子体条件下更容易发生。

因此，等离子体裂解甲烷通常在高温高能量条件下进行，例如等离子体火焰、电弧放电等。

等离子体裂解甲烷的主要产物是氢气和固碳。

氢气是一种重要的氢源，可以用于燃料电池、化学合成和工业生产等领域。

固碳是一种有用的碳源，可以用于生产碳纳米管、碳纳米材料和制备碳纤维等。

等离子体裂解甲烷技术具有以下优点：1.高效能：等离子体裂解甲烷的反应速率非常高，可以在短时间内实现甲烷的大规模转化。

2.温度可控：通过调节等离子体的能量和温度，可以实现对等离子体裂解甲烷反应的温度控制，从而提高反应选择性和产率。

3.无需催化剂：等离子体裂解甲烷不需要催化剂的存在，因此可以简化工艺流程，减少催化剂的消耗。

4.应用广泛：等离子体裂解甲烷技术可以用于能源转换、再生能源制备和工业化学等领域。

例如，它可以用于制备高纯度氢气，用于燃料电池或化学反应的供氢；还可以用于固碳的制备，用于制备碳纳米管或制备碳纤维。

虽然等离子体裂解甲烷技术具有许多优点，但也存在一些挑战和限制。

例如，等离子体裂解甲烷的能耗较高，需要大量的能源供应。

此外，等离子体裂解甲烷过程中可能会产生一些有毒物质或废弃物，如一氧化碳、二氧化碳和微颗粒等，对环境造成一定的影响。

因此，在实际应用中，需要综合考虑技术经济性、环境友好性和可持续性等因素。

气液相催化反应工艺流程图
1—甲醇汽化器; 2—反应釜; 3 ,4—水冷凝器; 5,8—水洗塔; 6—气液分离器; 7—碱洗塔; 9—固碱干燥器; 10—压缩机; 11—机后冷却器; 12—冷凝器; 13—计量罐
气液相非催化法工艺流程图
1—反应器; 2—汽提塔; 3,4—换热器; 5,7—冷凝器; 6—回流罐; 8—氯化氢塔; 9 —再沸器; 10—蒸馏段
甲烷氯化工艺探讨.pptx
简介 Brief Introduction
甲烷的氯化产品是有机工业合成的重要 中间体和溶剂，广泛的应用于农药生产、 染料、医药、抗生素等化工产业。
但与美国、日本等国家相比，我国甲烷 氯化物生产规模小,产不足需,进口量远远 大于出口量。因此探究甲烷氯化物生产 的规模化及新型氯化工艺成为亟待解决 的问题。
结论与反思
目前,国外甲烷氯化物的生产技术已相当成熟,经济技 术指标高，单机生产能力高。与十年前相比，我国甲 烷氯化工艺进展迅速，逐渐摆脱了甲烷氯化物生产规 模小,产不足需等问题。在生产工艺上主要以甲醇的液 相和气相催化反应为主导，生产能力得到极大的提高。 然而，生产设备亟需规模化，对卧式反应床和反应釜 的开发有待提高。
另外，在生产工艺上，应注重创新型，摆脱高能耗， 高污染，高成本，低回报的局面。以传统的甲烷氧氯 化工艺为基础，开发新型工艺路线。如德国道化学公 司的甲醇非催化工艺大大节约了生产成本，具有很好 的经济效益和专利自主性。
研究表明，从反应气配比、脉冲放电电压和放 电频率这几个方面着手对脉冲技术进行改进，可 以获得较好的氯化产率以及较优的选择性。
基本原理
在等离子体作用下氯化反应的关键步骤是高能电子和 自由基等的产生，即在等离子体内产生的高能电子与 氯气及甲烷分子发生非弹性碰撞，氯气分子发生键断 裂，生成活性物氯自由基，甲烷分子发生活化或断键 反应生成甲基自由基等，各种自由基作用相互碰撞作 用，最终使甲烷氯化生成甲烷氯化物。

等离子体裂解甲烷
摘要：
1.等离子体裂解甲烷的背景和意义
2.等离子体裂解甲烷的原理
3.等离子体裂解甲烷的方法
4.等离子体裂解甲烷的应用领域
5.等离子体裂解甲烷的前景与挑战
正文：
等离子体裂解甲烷是一种利用等离子体技术将甲烷分子分解为氢和碳的方法。

这种方法在环境保护、能源利用等领域具有重要的应用价值。

等离子体裂解甲烷的原理是利用等离子体的高温、高能量状态，使甲烷分子中的碳氢键断裂，生成氢气和碳黑。

这个过程是在气态等离子体中进行的，因此也称为气相等离子体裂解。

等离子体裂解甲烷的方法主要有以下几种：
（1）直流电弧等离子体裂解：通过直流电弧放电产生的高温等离子体分解甲烷。

（2）微波等离子体裂解：利用微波能量产生等离子体，进而裂解甲烷。

（3）激光等离子体裂解：通过激光束辐照甲烷气体产生等离子体，实现甲烷的裂解。

（4）电晕放电等离子体裂解：在高压、低温度条件下，利用电晕放电产生的等离子体裂解甲烷。

等离子体裂解甲烷的应用领域广泛，包括：
（1）环境保护：作为一种清洁能源技术，等离子体裂解甲烷可以减少温室气体排放，有助于减缓全球气候变化。

（2）能源利用：裂解甲烷产生的氢气可作为氢能的来源，具有广泛的应用前景。

此外，碳黑可用作化工原料或燃料。

（3）工业生产：等离子体裂解甲烷可用于制备高纯度氢气，满足半导体、新能源等产业的需求。

尽管等离子体裂解甲烷具有诸多优点，但仍面临一些挑战，如设备成本高、运行稳定性有待提高等。

等离子体裂解甲烷等离子体裂解甲烷是一种新型的能源转化技术，它利用等离子体的高温高压特性，将甲烷分子裂解成碳和氢气等小分子，以实现能源的高效转化和利用。

下面将详细介绍等离子体裂解甲烷的原理、影响因素以及应用前景。

一、等离子体裂解甲烷的原理等离子体裂解甲烷的原理主要基于电弧等离子体的高温高压特性。

在电弧等离子体的高温作用下，甲烷分子吸收足够的能量，使其化学键被打破，从而裂解成碳和氢气等小分子。

这些小分子具有较高的能量密度，可以用于生产高纯度的碳和氢气等能源产品，也可以直接用于燃料电池等能源利用领域。

二、影响因素1.温度：等离子体裂解甲烷的反应需要在高温下进行，因此温度是影响等离子体裂解甲烷的重要因素之一。

实验表明，随着温度的升高，甲烷的转化率逐渐提高。

但是，过高的温度会导致等离子体中的粒子碰撞加剧，从而产生过多的自由基和粒子，对反应体系产生不利影响。

2.压强：压强也是影响等离子体裂解甲烷的重要因素之一。

在一定范围内，提高压强可以增加反应物质的浓度，从而提高甲烷的转化率。

但是，过高的压强会导致反应体系变得不稳定，对反应产生不利影响。

3.气体组成：甲烷裂解产生的气体中还含有其他成分，如二氧化碳、水蒸气等。

这些成分会影响反应体系的热力学和动力学性质，从而影响甲烷的转化率。

因此，控制气体组成也是影响等离子体裂解甲烷的重要因素之一。

4.反应时间：等离子体裂解甲烷的反应时间也是影响甲烷转化率的重要因素之一。

反应时间过短，甲烷的转化率较低；反应时间过长，会导致反应体系变得不稳定，对反应产生不利影响。

因此，选择合适的反应时间也是非常重要的。

三、应用前景等离子体裂解甲烷作为一种新型的能源转化技术，具有高效、环保、安全等优点，因此在能源领域具有广泛的应用前景。

首先，它可以用于生产高纯度的碳和氢气等能源产品，以满足不同领域的需求。

其次，它可以用于燃料电池等领域，为可再生能源的发展提供新的途径。

此外，等离子体裂解甲烷还可以与其他能源技术相结合，如与太阳能、风能等可再生能源相结合，形成更为环保和高效的能源利用体系。