随着石油煤炭资源的日益短缺,天然气资源在能源结构中所占的比例越来越高,且天然气和页岩气资源储量丰富,充分利用天然气可以缓解能源压力。但是目前天然气和页岩气的直接化工利用还处于初级阶段,将天然气和页岩气高效地直接转化为附加值更高C1化合物（如甲醇）,具有重要的基础研究意义和重大的实用价值。天然气和页岩气的主要成分为甲烷,虽然对甲烷的转化利用研究时间较长,但是达到工业水平的利用途径仍为甲烷的间接转化,基甲烷先转换成合成气,再利用合成气生产甲醇。然而工业制合成气成本过高,寻找甲烷直接转化途径显得极为重要。甲烷因为它特殊的稳定性,使得对其活化格外困难。近些年,随着等离子体越来越多的被应用到化学领域,且等离子体放电有着优异的活化能力,所以本论文实验主要在等离子条件下将甲烷直接转化为甲醇。首先采用单纯等离子体进行甲烷制甲醇的研究,通过改变输入功率、进料气体的流量和进料气体的分配比例来寻找一个较为理想的实验条件。实验结果发现:当输入功率为30 W,反应温度为200℃,进料气体总流量为30 m L/min,分配比N2:CH4:O2=3:2:1时,甲醇收率可以达到6.2%。甲烷等离子体制甲醇实验产物种类复杂,产物选择性难以控制。基于前期实验中产生了大量的CO,因此利用费托合成原理、将过渡金属掺杂介孔碳材料填入放电区间,试验是否可以使初始产物在填料表面进行进一步的转化,从而提高甲醇选择性。应用简易模板法制备了过渡金属掺杂介孔碳材料,成功制备出有序介孔材料,命名为OMC,并对材料进行了一系列的表征,此制备方法较传统硬模板法节省了时间。填料的加入对放电区域产生影响,通过改变反应温度、金属掺杂量、放电区间的长短等实验条件,使等离子体与介孔碳材料产生协同作用。实验结果表明:金属铁掺杂介孔碳材料的加入可以提高甲醇选择性,当输入功率14 W、反应温度150℃时,进料气体总流量为60 m L/min,分配比N2:CH4:O2=3:2:1时,3.76%Fe-OMC催化剂上甲醇选择性达到21%,甲醇收率为1.5%。