超燃冲压发动机工作时,产生大量的热量,从而使发动机承受很大的热负荷,为了对发动机和飞行器进行保护,研究人员引入了碳氢燃料再生冷却技术。当碳氢燃料在冷却通道中流动时,可通过物理热沉或化学热沉形式,带走燃烧室壁面的热量。然而物理热沉主要是由燃料的物理性质决定,其最大值是固定的。而化学热沉部分则因化学反应程度和化学路径的不同而不同。增加燃料的化学热沉的方法应该是增加化学反应速率或者使反应生成更多的有利于吸热的产物。催化裂解因为可以使燃料在较低的温度下裂解,从而使燃料在较低的温度下就可以显现出化学热沉,同时,由于催化裂解可以调节产物的分布,从而有可能使燃料在相同油温下具有更好的吸热能力。本文将研究过渡金属改性的ZSM-5对碳氢燃料的催化裂解。本文首先以ZSM-5为基础催化剂,用等体积浸渍法往ZSM-5中负载上Co氧化物和Ni氧化物,制备出不同金属氧化物负载率的负载型ZSM-5。并对制备出的催化剂进行检测和评价。然后进行了正癸烷热裂解和质量浓度为0.1%的ZSM-5正癸烷悬浊液催化裂解实验,通过分析裂解产物和产气率,总结热裂解和ZSM-5催化裂解时对提高燃料热沉的影响。随后用制备出的负载Co氧化物和Ni氧化物的催化剂制备成催化剂质量分数为0.1%的正癸烷悬浊液,进行正癸烷的催化裂解实验。通过比较不同负载率的催化剂对正癸烷的催化裂解的产物、烯烃占比、乙烯占比、产气率和热沉的影响,分别筛选出Co系列和Ni系列催化剂中对燃料热沉提高作用最大的催化剂。随后将对正癸烷热沉提高作用最大的催化剂进行质量浓度为0.05%和0.15%的正癸烷催化裂解实验,选出该催化剂催化正癸烷的最优质量浓度。在完成上述实验后,对最优催化剂最优质量浓度下的实验管段进行焦体的检测分析,得出催化作用下的结焦信息。在筛选出提高正癸烷热沉最大的催化剂后,在提高正癸烷热沉最优的催化剂浓度条件下进行正辛烷和正十二烷的催化裂解实验,分析了催化剂在正辛烷和正十二烷中的催化裂解性能。探究此催化剂在不同燃油中的适用性,对筛选出的催化剂进行评价和分析。