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多级孔整体型催化剂因其具有较高的传质传热性能和比表面积而被广泛应用于吸附、催化和电化学领域。传统整体型催化剂通常经热处理、涂覆或原位生长沸石前驱体和碳纤维得到。研究表明,三维整体型催化剂中的孔结构通过影响过程中的传质传热而进一步调变材料的吸附、催化性能。因此,整体型催化剂中的微流道结构的理性设计是必不可少的,但是目前使用的传统整体型催化剂几乎没有对三维传输孔结构的影响进行研究。3D打印技术在三维增材制造方面具有独特的优势,利用3D打印技术制备3D整体型催化剂的主要优势在于能够设计精准曲折的大孔微流道结构,而不是像传统挤出成型简单的直孔结构。本文工作在于用Solidworks设计并通过自牺牲3D模板的方法制备具有三维微流道结构的整体型催化剂。对水硬性材料(水泥,陶瓷)、A1203、Si02以及酚醛树脂材料进行筛选发现,酚醛树脂和水泥材料的成型效果更佳,但是由于水泥材料成型后的整体型在高温条件下易坍塌而且比表面积较小,所以本文选择酚醛树脂作为填充材料。为了探究结构特性对催化剂性能的影响,本文制备了直孔,四面体,十四面体周期性结构的酚醛树脂基碳整体型催化剂,并用于强放热的合成气甲烷化反应评价。结果表明:整体型催化剂的孔道结构尺寸、类型、分叉角度和孔隙率等均可以通过3D打印技术准确的调节。通过扫描电镜(SEM)表征表明,大孔和介孔之间是相互贯穿的。相比于传统催化剂,反应条件在T=375℃,P=0.1 MPa,GHSV=24000 h-1下,大孔的分叉角度为109.5°、孔隙率为30%时,四面体微流道结构的3D打印整体型(微流道设计直径:1.25 mm)催化剂展现出了 71.4%的CH4收率,压降和单位转化率床层温升(△T1%)特性能够分别从粉末的6.0kPa、1.82℃,极大地降低为0.4kPa、0.89℃。高传质和传热性能与反应活性的协同作用有利于高效地提高催化性能。这些精准结构3D打印整体型催化剂的成功制备为探索分离和催化材料的理性合成提供了科学借鉴。