[发明专利]一种用作催化反应载体的微通道薄板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及催化反应载体及其制造方法，特别涉及一种用作催化反应载体的微通道薄板及其制造方法。

背景技术

目前常用的催化反应载体多为泡沫金属多孔材料，多孔材料虽然具有高渗透性、高比表面积以及高孔隙的特性，但是由于孔的分布方向为随机分布，难以实现反应物体的高效快速反应，并且存在压力损失严重，流通能力差等问题。

微通道是近几年发展起来的一种较新的比表面积大的金属材料结构，具有体积小，传热效率高、响应时间短、温度分布均匀等特点，因此特别适合作为各种催化反应的载体。微通道作为反应载体可以较好地解决这些问题，从而充分显示出广阔的应用前景。现在微通道的加工技术大概可以分为三类：一是硅体微加工技术；二是LIAG，三是超精密加工技术工艺。前两种加工技术具有很大的局限性，如加工工艺复杂，加工精度低，加工成本高等。激光加工技术属于超精密加工的一种，加工精度高，所加工出来的微通道形状和大小可控性好，具有很大的发展前景且是最有望实现高深宽比的微通道的高效低成本大规模的制造的加工工艺之一。

发明内容

为了克服现有技术的上述不足，本发明的目的在于提供一种用作催化反应载体的微通道薄板的制造方法，该方法工艺简单、成本低廉，制造的微通道薄膜压力损失小，比表面积高，微通道形状和大小可控性好。本发明的另一目的在于提供上述方法制造的微通道薄板。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种用作催化反应载体的微通道薄板的制造方法，包括以下步骤：

(1)对金属薄板进行表面除锈、清洗以去除表面污渍；

(2)对金属薄板进行牢靠固定：用碾压装置将金属薄板压平后安装在夹具上；

(3)在光纤激光器中绘制加工路径，设置加工参数，并启用红光对金属薄板进行定位；

(4)采用光纤激光器对金属薄板进行加工，在金属薄板上形成微通道；

(5)用蒸馏水对金属薄板进行清洗；

(6)吹风干燥，得到用作催化反应载体的微通道薄板。

步骤(4)所述采用光纤激光器对金属薄板进行加工，在金属薄板上形成微通道，具体为：采用光纤激光器在金属薄板的单面上加工，在金属薄板上形成相互平行或者垂直的微通道。

步骤(4)所述采用光纤激光器对金属薄板进行加工，在金属薄板上形成微通道，具体为：采用光纤激光器先后对金属薄板的正反双面交错加工，形成槽孔结构微通道，包括以下步骤：启动光纤激光器，在金属薄板的正面上加工一组微通道后，将金属薄板卸下，翻到反面，进行步骤(2)～(3)，再启动光纤激光器加工另一组微通道；正反两面的加工方向相互垂直，加工深度之和大于板的厚度，在金属薄板上形成两组垂直交叉的沟槽，交叉处形成通孔。

步骤(3)所述加工参数包括填充方式、加工功率、加工速度、加工次数。

所述金属薄板为铝板、紫铜板、黄铜板中的任意一种。

由上述方法制造的微通道薄板，微通道的宽度为0.01mm～10mm。

每相邻两条微通道的距离为0.01mm～10mm。

微通道的截面近似为矩形、半圆形或V形。

微通道的形状为直线形或曲线形。

微通道薄板正反两面的微通道相互垂直交叉，交叉处形成通孔；通孔的形状近似为矩形、圆形或菱形。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

1、本发明以激光加工的方法加工出微通道结构，采用此方法加工的微通道多孔载体板具有大比表面积，微通道形状和大小可控性好，加工精度高，并具有良好的传热和传质能力。所制造的微通道薄板具有细小的微沟槽，截面形状可控性好，同时由于微通道结构的导向作用，与传统的粉末烧结多孔滤材和泡沫金属多孔材料相比，使得定向微通道载体板具有了高的流通能力，在过滤精度、阻力损失、孔道均匀稳定、比表面积、热传递效率等方面也有了明显的提高。具有目前用作催化剂载体的粉末烧结多孔材料或泡沫金属多孔材料所无法比拟的优越性，将大大提高催化剂的性能。同时该微通道多孔载体板能够广泛应用于化工工艺过程的研究中，反应通道具有优异的、独特的性能，具有很大市场潜力，有着广泛的应用前景。

2、本发明加工工艺简单，生产效率高，成本低廉，易实现微通道多孔载体板大规模、低成本制造。相比用微细放电加工金属微通道结构，省去了大量复杂的工艺，而且加工精度高。相比于电子束加工和离子束加工，采用此种加工方法，省去了抽取真空环境以及昂贵的加工设备，因此加工费用较低。

附图说明

图1为本发明的单面直线形V字形截面微通道薄板的结构示意图。