高長徑比管式反應器內(nèi)壁SiO2與TiO2鈍化層的原子層沉積制備及抗積碳性能

編號：NMJS07719

篇名：高長徑比管式反應器內(nèi)壁SiO2與TiO2鈍化層的原子層沉積制備及抗積碳性能

作者：惠龍飛 李建國 龔婷 孫道安 呂劍 胡申林 馮昊

關(guān)鍵詞： 原子層沉積(ALD) 表面鈍化 積碳 二氧化鈦(TiO2) 二氧化硅(SiO2)

機構(gòu)： 西安近代化學研究所火炸藥燃燒國防科技重點實驗室 材料表面工程與納米修飾實驗室 氟氮化工資源高效開發(fā)與利用國家重點實驗室 北京動力機械研究所

摘要： 采用原子層沉積技術(shù)(ALD)在不銹鋼微通道管式反應器內(nèi)壁沉積二氧化硅(SiO2)和二氧化鈦(TiO2)薄膜,以抑制碳氫燃料熱裂解過程中由于金屬催化作用導致的結(jié)焦.使用石英晶體微天平(QCM)測得SiO2和TiO2薄膜的生長速率分別為0.15nm/周期和0.11nm/周期,因此可以通過改變沉積周期數(shù)精確控制鈍化層的厚度.在結(jié)焦實驗中,當鈍化膜層較薄時,其抗積碳鈍化作用較弱;隨著鈍化薄膜厚度的增加,其鈍化作用逐漸增強,微通道反應器的運行壽命顯著延長.實驗表明,TiO2薄膜的抗積碳鈍化性能普遍優(yōu)于SiO2薄膜.沉積周期數(shù)為1000的TiO2膜層具有最佳的抗積碳鈍化效果,能夠使反應器的運行時間延長4~5倍.