红外吸收光谱法研究等离子体甲烷裂解规律-光子学报.PDF

第 卷第 期 光 子 学 报 ３８ １ 　 　 　 Ｖｏｌ．３８Ｎｏ．１ 年 月 　　　　　　　　　　　　 ２００９ １ Ｊａｎｕａｒ２００９ ＡＣＴＡＰＨＯＴＯＮＩＣＡＳＩＮＩＣＡ ｙ 红外吸收光谱法研究等离子体甲烷裂解规律  卫伟，苏斌，高爱华 ，陈禹，陆治国 （西北大学 物理系，西安 ７１００６９） 摘 要：基于光谱吸收原理提出了利用３３９１ｎｍＨｅＮｅ激光光源的甲烷探测方法，分析了交、直流 　 辉光放电等离子体中甲烷裂解转化的过程和规律 探测对象选取甲烷 附近的 谱带，采 ． ３３９０ｎｍ ν ３ 用单波长、双通道差分吸收探测，消除了光源不稳定及光电器件漂移等因素造成的误差影响 理论 ． 和实验表明，该方法有效地提高了系统探测的灵敏度及稳定性． 关键词：等离子体；甲烷裂解；吸收光谱分析；差分探测 中图分类号： 文献标识码： 文章编号： （ ） ＴＱ０３９ Ａ １００４４２１３２００９０１０１４４４ 　　　　 　　　　 ０ 引言 测灵敏度方面，与其它非锐线光源相比具有了不可 　 比拟的优势，并且避免了诸如滤光或者选频，以使光 随着世界能源工业不断发展，天然气作为重要 源谱宽与检测对象吸收带宽、透过峰与吸收峰匹配 的化工基础原料日益凸现出无可比拟的经济和战略 的问题，简化了实验系统的设计，繁琐的操作和分析 ［］ １ 地位 而研究如何将天然气的主要成分甲烷转化 ． 过程． 为有更高附加值的化工产品，如乙烯、乙烷、乙炔等 ［］ ２ 烃是一个急需解决的难题 目前这方面的研究 Ｃ ． ２ ［ ］ ３５ 工作开展得十分活跃 ，其中冷等离子体特有的 “双温”环境对甲烷转化制 烃提供了一种行之有 Ｃ ２ 效的新途径和新工艺． 传统的甲烷检测多以气相色谱法和电化学方法 为主，不仅检测周期长、实验仪器昂贵、操作要求严 格、而且探测的范围也比较窄，给分析测试带来了一 定的难度和不便 吸收光谱分析是基于待分析物的 ． 图１ 甲烷的 和 带