Atomic Layer Deposition of different Passivation Layers in High-Aspect-Ratio Tubular Reactors for Co

来源 :中国真空学会2016学术年会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:JK0803zhushuangyi
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  Alumina,silica and titania thin films are deposited inside the channels of stainless steel tubular reactors by atomic layer deposition(ALD)to suppress the metal catalyzed coke formation during thermal cracking of hydrocarbon fuels.The metal tubes are incorporated into the flow path of the customized ALD system so that reaction precursors are forced to flow through the internal cavity of the micro reactor.Experimental parameters are adjusted to ensure complete and uniform coverage of the internal surfaces of the metal tubes.Quartz crystal microbalance measurements reveal that the average film growth rate is 0.15nm/cycle for silica,0.12nm/cycle and 0.24nm/cycle for titania.The thicknesses of the passivation layers are precisely controlled by adjusting the number of ALD cycles.In coking experiments very thin films of alumina,silica and titania only show modest anti-coking performances and thicker coatings can effectively enhance the run lengths of the micro channel reactors.Generally ALD titainia and alumina coatings perform better than silica coatings.The lifetime of the experimental system passivated by ALD alumina or titania films can be up to 5 times longer than that of the system using bare metal tubes as the reactor.When the tested metal tube samples are analyzed,it is discovered that the ALD alumina and titania film remains intact after the coking experiment,indicating that the metal-catalyzed filament coke formation can be completely inhibited by the ALD alumina passivation layer[1].
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