能源危机是二十一世纪人类面临的重大难题，寻找替代石油的新能源是影响生存和发展的当务之急，开发利用储量巨大的天然气一直是人们研究的热点。天然气的主要成分是甲烷，由于甲烷在常规的催化转化和氧化偶联反应时条件苛刻，而且在化工生产上存在着空速高、能耗大、转化率低等缺点，所以探索甲烷转化利用的新途径成为了一个全球瞩目的研究课题。 强电离放电等离子体的发展，为甲烷的非常规转化提供了一条崭新的途径。强电离放电可以在放电间隙内形成折合电场强度大于400Td，电子平均能量大于10eV，使CH₄、O₂和H₂O分子处于活泼的等离子体状态，再重新组合形成新物质。本文结合国家自然科学基金项目“强电场放电电离气体分子及应用研究”中关于等离子体合成新物质和当前国内外甲烷转化的研究热点，在绿色友好条件下，采角强电离放电对CH₄、O₂和H₂O的等离子体合成含氧化合物进行了研究。 在常温常压无催化剂的条件下，甲烷和氧气的总流量为1000mL／min时，CH₄转化率保持在70％以上，最高达到了81.1％；氧气的加入提高了甲醇的收率，当含氧量为18.26％时甲醇收率达到了12.33％；水的加入提高了C₂H₄的收率，当含水量为1.47％时，C₂H₄收率达到了15.36％；激励电压在1850～1900V时，CH₄转化率、甲醇和C₂H₄的收率均出现了最大值；随着消耗功率的减少，CH₄转化率也随之降低。 利用自然界丰富的CH₄和O₂及H₂O资源，采用强电场电离放电技术，合成了高附加值的含氧化合物甲醇和C₂H₄，最好收率分别达到了12.33％和15.93％，并且保持了70％以上的甲烷转化率，为天然气化工的发展提供了一种新技术、新工艺，具有重大的科学研究及经济意义。