在目前世界石油资源日益减少的情况下,天然气的转化研究成为一个热点。本课题利用等离子体技术转化天然气（甲烷）,生产乙烯、乙炔等碳二烃,研究有重要的科学意义和应用前景。 本文研究了在直流放电条件下甲烷等离子体转化为碳二烃的规律。实验采用光电光谱技术检测甲烷的分解和碳二烃的形成。甲烷成分的变化,以2.3μm左右的谱线强度作为标志;碳二烃选用3.2μm左右的谱线作为标志。实验还测量了甲烷在直流放电等离子体中的分解中间产物H^?（654.3nm）及CH^?（431.25nm）自由基的发射光谱。比较了纯甲烷和天然气在直流放电等离子体中的分解规律 研究发现:甲烷的压力与电流密度对甲烷的分解和碳二烃的形成有较复杂的影响;甲烷的分解可以分为三个阶段:甲烷的强烈分解区、过渡区和准平衡区;甲烷的分解快速短暂,需要的电场强度高,在1分钟内甲烷的主要分解过程已经完成;而碳二烃的形成相对缓慢,在3分钟左右达到饱和,且不宜在强电场区聚合。这说明直流放电等离子体对甲烷的分解是非常有效的,而要形成碳二烃,则要有合适的时间使分解的自由基和原子有足够的碰撞次数才能实现。这就指导我们在以后的反应器设计中,可以将甲烷的分解和碳二烃的形成在时间上或空间上分开,保证各自最佳的工作条件。