微波等离子体条件下甲烷偶联反应参数的测量研究

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1、摘要摘要微波化学是将微波技术应用到化学领域所形成的一门新兴学科。与常规化学方法相比，它具有可以加快反应速度，可以诱导某些化学反应，且具有清洁卫生、无污染、节约能源等优点。因微波化学具有这些独特优越的性质，尽管其正式出现较晚，却受到微波界和化学界近年来的高度重视，有关的研究如火如荼。目前微波化学的利用已经深入到了工农业生产的许多方面，获得了巨大的成功。在我国微波化学也受了到广泛的重视，它在各行业中也有了较为深层次的应用研究。本论文研究的主体一微波等离子体条件下甲烷偶联制乙烯是微波化学的典型应用之一。为方便控制化学反应，我们有必要弄清整个实验体系中所涉及到的各个参量在实

2、验系统中的地位。在此，本文主要研究的是如何测量矩形波导微波化学反应器中的反应参数，重点内容分为三个方面：微波等离子体的空间温度、真空下状态下气体压强的测量和微波等离子体条件下氢化甲烷偶联。本文首先介绍了等离子体的性质、应用以及如何判断是否是等离子体。重点描述了等离子体中的关键参数一电子温度的测量。然后在了解了等离子体本质的基础上，详细探讨研究了如何测量等离子体的空间温度，并根据测温仪器的比较和实际需要，改进了热电偶测温系统，研究了微波等离子体温度的空间分布。微波等离子体条件下，甲烷偶联反应中的气体压强和氢气比例对实验结果的影响显得十分重要。因而，我们必须准确的研究测

3、量出这些实验参量。本文理论结合实际，深入的探讨了气体压强和氢气比例的测量，并对氢气比例对实验结果的影响进行了相关实验。本论文的工作促进了微波等离子体条件下甲烷偶联制乙烯的研究，加深了对化学实验本质的理解。关键词：微波化学，矩形波导，等离子体，空间温度，气体压强，氢气比例。东南大学顶士学位论文ResearchoftheMethanecouplingparameterinMicrowaveplasmaAbstractMicrowavechemistryisanewknowledgethatappliesmicrowavetechnologytochemistry,Inc

4、ontrasttoconventionalchemicalmethod，themicrowavechemistrycanacceleratethevelocityoftllereaction．activatesomechemicalreactions．Itisalsoclean．withoutpollutiontecllIlologyandeconomical．Evenwhenitappearsiscomparativelylate，bothmicrowaveandchemistryfieldpayhighaRentiontothisnewtechnology．In

5、recentyears．MicrowavechemistryhasbeenutilizedinaIotoffieldofbotllindustryandagriculture．OurcountryhastakenemphasisonMicrowavechemistryandmanyapplicationshavebeenusedinalIfields．BasedonMethanecouplingupEthaneinMicrowaveplasma，wemustmakecleartheimportanceofa11parameterinchemicalreactions

6、ystem，SOCancontr01thereactioneasily．ThisPaDermainlystudieshowtomeasurereactionparametersworkingintherectangleguidemicrowavechemicalreactor．ThekeycontentiSbeendividedintothreeaspects：howtomeasureMicrowaveplasmainterspacetemperature，thegaspressureinthevacuum，andhydrogenationmethanecoupli

7、ng．Firstly，weintroducetheplasmacharacters，applicationsandhowtojudgeifitisplasmabrnot．ThekeyiShowtomeasuretheelectrontemperatureofPlasma．Then，basedontheknowledgeofPlasma，weparticularlystudyhowtomeasuretheinterspaceofPlasma．Wjmendthethermocouplesystemtostudytheinterspacetemperaturedist