甲烷是一种具有广阔应用前景的清洁能源。目前,将甲烷转化为高价值的液体化学品和合成气,例如甲烷的干法重整,甲烷的部分氧化等是学术界的研究热点之一。大气压非平衡等离子体由于其独特的非平衡特性,可为甲烷和二氧化碳稳定温室气体分子的活化和重整提供非热平衡和活化环境。本文首先通过全局模型研究了大气压非平衡等离子体甲烷干法重整生成高价值的含氧化物和合成气的反应机理。具体地,建立了零维等离子体化学反应动力学模型,考虑了详细的CH4/CO2等离子体化学反应集,重点研究了反应气体CH4/CO2体积比（5%-95%）对等离子体甲烷干法重整反应机理的影响。首先,给出了进料气体不同体积比时电子密度和温度随时间的演化规律,结果表明初始甲烷含量的提高有利于获得较高的电子密度和电子温度。随后,讨论了主要自由基和离子数密度在不同的甲烷摩尔分数下随着时间的变化规律,并给出了反应气体的转化率、合成气体和重要含氧化合物的选择性。此外,还明确了合成气和主要含氧化合物主要生成和损耗的化学反应路径,发现甲基和羟基是合成含氧化合物的关键中间体。最后,归纳总结给出了主要等离子体粒子之间的总体等离子体化学反应流程图。此外,还建立了二维流体模型,研究了大气压介质阻挡放电等离子体二氧化碳加氢的反应机理。仔细研究CO2/H2的不同体积比对CO2加氢反应机理的影响,如主要自由基、离子的时空密度分布和流注传播动力学,H、CO和CH3OH的主要生成和损耗反应路径等。结果表明H、O和CO是三种最丰富的等离子体粒子,较低的H2含量可促进流注传播和等离子体柱中传导电流的形成。H主要由H2的电子碰撞解离产生（e+H2→e+2H）,O和CO主要由CO2的电子撞击解离产生（e+CO2→e+CO+O）。其中H和中间产物CH3O的加氢反应（CH3O+H→CH3OH）是甲醇形成的主要反应途径。