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碳氢燃料主动冷却是解决高超声速飞行器“热障”难题最重要的技术途径。分子筛催化裂解可调控燃料吸热反应速率,实现与发动机热环境相匹配的热沉可控利用。然而,超临界碳氢燃料大分子在分子筛微孔内的扩散限制严重,抑制了分子筛的催化性能。本文提出利用HZSM-5纳米片超短b轴孔道的快扩散特性改善催化性能,并解决纳米片高温结构稳定性差和裂解产物中芳烃燃烧效率低的难题。使用双季铵盐表面活性剂,合成了HZSM-5纳米片,片层沿b轴厚度约2nm,层间具有丰富的介孔。短b轴结构强化了反应物分子的扩散,提高了催化剂表面B酸位可接近性,与传统微孔HZSM-5相比JP-10裂解转化率提高77%。得益于介孔构建的大比表面积,催化剂抗积碳能力增强,催化稳定显著提高。分别采用Si Ox插层和双模板剂法制备了柱撑HZSM-5纳米片催化剂。柱撑结构提高了片层热稳定性,避免了焙烧对层状结构的破坏。催化剂具有高度连通的柱状孔道,进一步促进了反应物和产物分子的扩散,抑制了裂解反应的深度,产物中低碳烯烃选择性较传统HZSM-5提高近1倍。采用晶种涂覆二次生长的方法,在金属基质表面合成了垂直生长的HZSM-5纳米片分子筛薄膜。该催化薄膜具有丰富的多级孔结构,表面B酸可接近性提高。超临界正十二烷裂解性能较传统分子筛提高3倍以上,失活速率仅其为1/3。通过调变合成液中n(C22-6-6)/n（TPAOH）为的比例,制备了柱撑HZSM-5纳米片催化薄膜,当摩尔比为10/4时,表现出最佳催化裂解性能并有效抑制氢转移、芳环化反应,热沉达到2.99 MJ·kg-1,较常规纳米片薄膜提高32%。采用静电吸附法在ZSM-5纳米片层间引入纳米Pt颗粒,制备了夹层结构的Pt@PZN-2催化剂。其中纳米Pt颗粒粒径仅约4.4 nm,大量存在于相邻纳米片层间,起到柱撑作用维持层间介孔结构。层间限域作用改善了Pt的分散度和抗烧结能力。甲苯催化燃烧结果表明,Pt@PZN-2具有良好的低温燃烧活性,初始燃烧温度仅为146℃,反应转化速率（TOF）较传统ZSM-5提高3倍以上,活化能降低17%。