碳氢燃料在高超声速飞行器的换热通道内流动时，可通过裂解反应吸收热量以满足飞行器的结构冷却要求。在高超声速飞行中，碳氢燃料的流动条件是高温、高压、高速，因此，催化膜反应器以其低流动和传热阻力的特点而成为一种理想的反应器型式。本文采用二次生长法合成HZSM-5分子筛膜，研究了分子筛膜的微介观结构与其合成条件的关系及其对超临界正十二烷催化裂解性能的影响。通过调节二次生长的次数，制备出厚度为5.7-13.8μm、负载量为0.68-2.05mg/cm~2的HZSM-5膜。发现，生长次数不仅可调控分子筛膜的厚度，而且影响分子筛膜的表面致密性。增加分子筛膜的厚度，可以增加催化活性位的数量，但导致膜的致密性增加，使其容积碳能力下降。重复生长三次可得到厚度为11.6m的分子筛膜。该膜具有较好的催化活性和高的容积碳能力。通过调节Al源的加入量，制备出不同硅铝比的HZSM-5分子筛膜。发现，硅铝比对分子筛膜的表面形貌和酸位数量有较大影响。增加硅铝比，可以增大HZSM-5晶粒的交织生长程度，但Br nsted酸量减少、膜表面致密性增加。低硅铝比的分子筛膜表面具有较高的Br nsted酸量，在反应的初始阶段存在快速的活性下降行为。适当增加分子筛膜的硅铝比，可以减缓反应初始阶段的活性下降速度，从而明显提高HZSM-5分子筛膜的催化活性。但过高的硅铝比使分子筛膜表面的酸量大幅减少、致密性增加，不利于裂解反应。Si/Al=125的HZSM-5分子筛膜具有最高的反应活性和初始活性稳定性。探索了碱处理方法对HZSM-5分子筛膜催化裂解性能的影响。发现，弱碱处理不改变分子筛膜的骨架结构，仅对分子筛膜内杂晶和无定形物质起清理作用。强碱处理能够选择性地脱除骨架Si，在保留大部分微孔的同时构建介孔。两者皆能有效地改善分子筛膜的催化裂解活性。