| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-8页 |
| 符号说明 | 第9-13页 |
| 第一章 绪论 | 第13-41页 |
| 1.1 问题的提出及研究的意义 | 第13-15页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第15-39页 |
| 1.2.1 制氢技术研究现状 | 第15-22页 |
| 1.2.1.1 化石能源制氢 | 第15-19页 |
| 1.2.1.2 非化石能源制氢 | 第19-21页 |
| 1.2.1.3 小结 | 第21-22页 |
| 1.2.2 甲醇水蒸汽重整制氢技术研究现状 | 第22-32页 |
| 1.2.2.1 甲醇水蒸汽重整制氢催化剂研究现状 | 第22-24页 |
| 1.2.2.2 甲醇水蒸汽重整制氢反应机理及动力学研究现状 | 第24-26页 |
| 1.2.2.3 甲醇水蒸汽重整制氢反应器研究现状 | 第26-32页 |
| 1.2.2.4 小结 | 第32页 |
| 1.2.3 分形树状网络结构研究现状 | 第32-39页 |
| 1.2.3.1 小结 | 第38-39页 |
| 1.3 本论文的研究目的和研究内容 | 第39-40页 |
| 1.3.1 研究目的 | 第39页 |
| 1.3.2 研究内容 | 第39-40页 |
| 1.4 本章小结 | 第40-41页 |
| 第二章 圆盘形分形树状通道微反应器结构设计及输运特性研究 | 第41-59页 |
| 2.1 引言 | 第41页 |
| 2.2 树状通道微反应器设计 | 第41-45页 |
| 2.2.1 树状通道结构设计 | 第41-43页 |
| 2.2.2 微反应器的整体结构 | 第43-45页 |
| 2.3 理论模型及数值求解方法 | 第45-50页 |
| 2.3.1 数学模型 | 第45-47页 |
| 2.3.2 甲醇水蒸汽重整制氢反应动力学 | 第47-48页 |
| 2.3.3 边界条件及数值求解方法 | 第48-50页 |
| 2.3.3.1 边界条件 | 第48-49页 |
| 2.3.3.2 数值求解方法 | 第49页 |
| 2.3.3.3 实验验证 | 第49-50页 |
| 2.4 | 第50-57页 |
| 2.4.1 反应评价指标 | 第50-51页 |
| 2.4.2 反应器内流动及组分浓度分布 | 第51-53页 |
| 2.4.3 反应器反应性能分析 | 第53-57页 |
| 2.5 本章小结 | 第57-59页 |
| 第三章 分形树状微通道反应器内甲醇水蒸汽重整反应的化学反应动力学行为研究 | 第59-77页 |
| 3.1 引言 | 第59页 |
| 3.2 分形树状结构微通道结构 | 第59-62页 |
| 3.3 微反应器内甲醇水蒸汽重整制氢反应 | 第62-68页 |
| 3.3.1 Langmuir-Hinshelwood (LH)反应动力学模型 | 第62-66页 |
| 3.3.2 数学模型 | 第66页 |
| 3.3.3 边界条件 | 第66-67页 |
| 3.3.4 数值求解方法 | 第67页 |
| 3.3.5 实验验证 | 第67-68页 |
| 3.4 结果与讨论 | 第68-75页 |
| 3.4.1 评价指标 | 第68-69页 |
| 3.4.1.1 甲醇转化率 | 第68页 |
| 3.4.1.2 品质因数(figure of merit,FoM) | 第68-69页 |
| 3.4.2 树状通道内甲醇重整制氢反应 | 第69-71页 |
| 3.4.3 影响因素分析 | 第71-75页 |
| 3.4.3.1 工作温度 | 第71-72页 |
| 3.4.3.2 工作压力 | 第72-73页 |
| 3.4.3.3 催化剂厚度 | 第73-74页 |
| 3.4.3.3 入口流速 | 第74-75页 |
| 3.4.3.4 分叉角度 | 第75页 |
| 3.5 本章小结 | 第75-77页 |
| 第四章 分形树状通道微反应器内甲醇水蒸汽重整制氢实验研究 | 第77-99页 |
| 4.1 引言 | 第77页 |
| 4.2 反应器及加热器设计与加工 | 第77-87页 |
| 4.2.1 通道结构设计及加工 | 第77-82页 |
| 4.2.1.1 树状通道微反应器 | 第77-79页 |
| 4.2.1.2 蛇形通道及平行通道反应器 | 第79-81页 |
| 4.2.1.3 加热器 | 第81-82页 |
| 4.2.2 反应器密封结构设计及加工 | 第82-83页 |
| 4.2.3 反应器内催化剂涂层加工 | 第83-87页 |
| 4.2.3.1 催化剂粉末的制备 | 第84-85页 |
| 4.2.3.2 喷涂系统 | 第85页 |
| 4.2.3.3 喷涂工艺参数的确定 | 第85-86页 |
| 4.2.3.4 喷涂 | 第86-87页 |
| 4.3 实验体系 | 第87-91页 |
| 4.3.1 实验系统组成 | 第87-89页 |
| 4.3.2 实验试剂、催化剂和仪器 | 第89-90页 |
| 4.3.3 实验台的调试及实验过程 | 第90页 |
| 4.3.3.1 实验台调试 | 第90页 |
| 4.3.3.2 催化剂还原 | 第90页 |
| 4.3.4 实验步骤 | 第90-91页 |
| 4.4 实验数据处理 | 第91-92页 |
| 4.4.1 干气气体成分分析 | 第91-92页 |
| 4.4.2 反应性能评价方法 | 第92页 |
| 4.5 实验结果与讨论 | 第92-97页 |
| 4.5.1 反应温度的影响 | 第92-93页 |
| 4.5.2 水醇比的影响 | 第93-95页 |
| 4.5.3 进液量的影响 | 第95-96页 |
| 4.5.4 反应器性能比较 | 第96-97页 |
| 4.6 本章小结 | 第97-99页 |
| 第五章 金属表面甲醇第一步脱氢反应机理密度泛函理论研究 | 第99-115页 |
| 5.1 前言 | 第99-100页 |
| 5.2 模型构建与计算方法 | 第100-101页 |
| 5.2.1 表面模型的构建 | 第100页 |
| 5.2.2 计算方法 | 第100-101页 |
| 5.3 结果与讨论 | 第101-113页 |
| 5.3.1 甲醇吸附与脱氢 | 第101-108页 |
| 5.3.2 表面能与电子态密度 | 第108-113页 |
| 5.4 本章小结 | 第113-115页 |
| 第六章 结论与展望 | 第115-118页 |
| 6.1 结论 | 第115-116页 |
| 6.2 主要创新点 | 第116-117页 |
| 6.3 展望 | 第117-118页 |
| 致谢 | 第118-119页 |
| 参考文献 | 第119-134页 |
| 攻读博士学位期间取得的主要学术成果 | 第134页 |
