plasma等離子體作用下co2添加量對(duì)ch4轉(zhuǎn)化反應(yīng)的影響：
在o2等離子體甲烷氧化偶聯(lián)反應(yīng)中，o2的加入量會(huì)直接影響到ch4轉(zhuǎn)化率和c2烴選擇性，較低的o2加入量使ch4轉(zhuǎn)化率低，過高的o2加入量將導(dǎo)致ch4氧化為cox(x=1，2）。對(duì)于plasma等離子體作用下的co2氧化ch轉(zhuǎn)化反應(yīng)而言，也存在著合適的co2添加量。co2添加量對(duì)ch4、co2轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物收率的影響結(jié)果可見：當(dāng)原料氣中co2濃度由15%增至85%時(shí)，ch4轉(zhuǎn)化率隨之逐漸增加，co2轉(zhuǎn)化率則呈峰形變化，在co2濃度為50%~65%達(dá)到高為24%左右。研究表明：plasma等離子體作用下co2氧化ch4反應(yīng)的關(guān)鍵步驟是活性物種的產(chǎn)生，即由等離子體產(chǎn)生的高能電子通過與ch4及 co2，分子發(fā)生彈性或非彈性碰撞，使ch發(fā)生c-h的逐次斷裂，生成chx（x=1～3）自由基；co2發(fā)生c-0鍵斷裂，生成活性氧物種，活性氧物種與ch4或甲基自由基作用，生成更多的chx(x=1～3）自由基。原料氣中co2濃度越高，所提供的活性氧物種數(shù)量越多，ch轉(zhuǎn)化率 越高。因此ch轉(zhuǎn)化率與體系內(nèi)高能電子數(shù)量和活性氧物種濃度兩個(gè)因素有關(guān)。co2轉(zhuǎn)化率與高能電子與co2分子之間碰撞有關(guān)，這種彈性或非彈性碰撞促使：
（1）co2的c-o斷裂生成co和o：
co2 + e* → co2 + o + e (4-1）
ch4對(duì)氧活性物種的消耗有利于反應(yīng)向右移動(dòng)。
（2）基態(tài)co2分子吸收能量轉(zhuǎn)變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)co2分子，顯然co2轉(zhuǎn)化主要依賴于前者。
在相同的plasma等離子體條件下，純ch4和純co2的轉(zhuǎn)化率分別為10.9%和9.4%， ch4和co2共進(jìn)料時(shí)ch4和co2轉(zhuǎn)化率均高于上述數(shù)值，說明ch4和co2共進(jìn)料 有利于兩者的共活化。
當(dāng)體系內(nèi) co2濃度由15%增至35%時(shí)，c2烴收率略有增加；隨著體系內(nèi)co2濃度的進(jìn)一步增加，c2烴收率逐漸下降。這是由于在高co2濃度下，體系內(nèi)過多的活性氧物種一方面與ch4分子作用生成氧化產(chǎn)物，另一方面與已生成的c2烴產(chǎn)物作用，促使c2h6、c2h4、c2h2轉(zhuǎn)化為氧化產(chǎn)物。co收率則隨co2濃度增加呈上升狀態(tài)，并在co2濃度高于50%時(shí)成為恒值。同時(shí)，隨著體系中co2濃度由15%增至85%， 產(chǎn)物中h2和co的摩爾比率由3.5降至0.6。上述研究結(jié)果表明：在一定plasma等離子體條件下，為獲得較高的c2烴收率及合適的h2/co比值，應(yīng)選擇較低co2加入量。在本實(shí)驗(yàn)條件下，其值應(yīng)在20%～35%。
c2烴分布隨著體系內(nèi)co2濃度增加，c2h2的摩爾分?jǐn)?shù)隨之降低；而c2h6、 c2h4的摩爾分?jǐn)?shù)則呈現(xiàn)不斷上升態(tài)勢(shì)?？赡艿脑蚴牵?、體系中越來越多的co2分子將吸收更多的能量，減少高能電子數(shù)量，阻礙了ch3(ch2)自由基的c-h 鍵進(jìn)一步斷裂，導(dǎo)致ch3、ch2、ch自由基濃度分布發(fā)生改變。自由基偶合反應(yīng)，使體系內(nèi)c2烴分布發(fā)生變化；2、正如n2、he等惰性氣體在plasma等離子體條件下的甲烷偶聯(lián)反應(yīng)中所扮演的角色，體系中的co2分子也起到了稀釋氣體的作用。一般認(rèn)為plasma等離子體條件下甲烷由下列兩條路徑生成乙炔：1、ch自由基的偶合反應(yīng)；2、c2h6、c2h4脫氫反應(yīng)。隨著體系內(nèi)co2濃度不斷增加，大量的高能電子被消耗，c2h6、c2h4與高能電子碰撞概率不斷降低，進(jìn)一步的脫氫反應(yīng)受到阻礙，c2h4生成量進(jìn)一步降低。因此，隨著體系內(nèi)co2濃度增加，c2h6、c2h4的摩爾分?jǐn)?shù)呈現(xiàn)不斷上升態(tài)勢(shì)，而c2h2的摩爾分?jǐn)?shù)隨之降低。