CH₄是自然界中较稳定的有机化合物之一，很难被活化。传统CH₄转化方法，存在能量消耗大、对设备要求高，难以避免产物深度氧化等缺点。滑动弧放电等离子体具有非平衡等离子体和热等离子体的优点，可同时拥有高度的非平衡性及高的电子温度和密度，是能量利用率较高的一种等离子体技术。本论文采用滑动弧放电等离子体技术，对CH₄分解、CH₄-H₂O转化、CH₄-CO₂转化和CH₄-CO₂-H₂O转化反应进行了研究。在纯CH₄等离子体反应中，得到的优化反应器尺寸为喷嘴内径0.1mm、喷嘴与电极之间的距离13mm、不对称电极（上弧41°、下弧76°）、不添加任何填充物；在优化反应器的基础上，同时考察了CH₄/Ar摩尔比、气体总流量、输入电压和电极间距等因素对CH₄转化影响。在气体总流量66mL·min^-1、输入电压22V及电极间距4mm的反应条件下，CH₄最高转化率为43.4%，对应的C₂烃收率、选择性和反应比能耗分别为37.8%、87.2%和2.09kJ·mmol^-1；加入H₂气后，可以使C₂烃选择性接近100%，减少积碳的生成，增强放电的稳定性，但反应比能耗增高。CH₄-H₂O转化反应得到的优化条件为CH₄/Ar摩尔比0.23、气体总流量74mL·min^-1、输入电压26V、水汽比0.47。CH₄转化率最高为53.1%、C₂烃选择性、收率和反应比能耗分别为90.1%、47.8%和1.56kJ·mmol^-1；CH₄-CO₂转化反应中，CO₂的加入有利于抑制积碳的生成，反应的主要产物为CO、H₂和C₂烃，H₂/CO摩尔比主要受CH₄/CO₂摩尔比的影响；CH₄-CO₂-H₂O转化反应中，随着水蒸汽加入量的增多，CH₄转化率降低，CO₂转化率先增大后减小。与CH₄-CO₂转化相比，CH₄-CO₂-H₂O转化能够得到较高的CH₄和CO₂转化率。