CN113336555A - 整体型SiC基微反应器的光固化式3D打印制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种整体型SiC基微反应器的光固化式3D打印制造方法。首先采用一体化光固化3D打印进行反应器的固化成型，经过高温处理，再采用流动浸渍工艺负载甲醇重整浆料和甲醇燃烧浆料，得到具有自热启动性能的SiC微反应器；结构上，重整气和燃烧气的入口和出口分别处于反应器主体顶部和底部，反应器主体内部燃烧腔室和重整腔室交替布置，通过不同层数叠加可实现功率放大。本发明可实现高精度、短周期的微反应器制造，解决了微反应器气密性差的问题，具有催化剂负载强度高、耐高温、抗氧化、耐腐蚀、使用寿命长的特点，同时高孔隙率载体和反应腔室壁面之间无接触热阻，强化了传热性能，有效提升了制氢性能。

Description

整体型SiC基微反应器的光固化式3D打印制造方法
技术领域
本发明涉及一种重整制氢反应器的制造领域的一种甲醇重整制氢反应器及其打印制造方法，尤其涉及一种甲醇重整制氢反应器的制造工艺和结构设计。
背景技术
中国氢能联盟发布的《中国氢能源及燃料电池产业白皮书2020》表示在2060年我国实现碳中和情景下，氢能在我国终端能源消费中占比将达20％左右。目前采用储氢罐体直接储氢/输氢的方式的过程中存在着压缩能耗高和泄露风险。而甲醇移动制氢技术采用甲醇作为制氢燃料，常温下处于液态的甲醇便于运输，来源广泛，具有高碳氢比，可实现移动制备富氢气体供给燃料电池发电。重整制氢微反应器作为移动制氢的重要器件，近些年得到广泛的研究。
目前制氢微反应器多选用不锈钢或铝合金进行制造，需要采用传统的机加工工艺对复杂流道进行切削加工或冲压成型，存在着各种微流道反应器加工工序较多，催化剂负载能力不强的问题，甚至有些设计需求要使用MEMS工艺开展微结构成型，对设备工艺要求较高。为了增大催化剂负载量，提升反应器传热性能，泡沫铜、泡沫镍、SiC泡沫等被用作微反应器中的反应载体，这种微反应器的结构复杂，具有较大层间间隙、密封难度大和接触热阻大等问题；
3D打印技术的发展为解决以上技术问题带来了新的思路，其中光固化3D打印具有精度高、适用于复杂成型零件的制备、表面质量好、成型速度快等优点。
中国发明专利(申请号：201210448874.4)提出一种适用于中、小流量醇类重整制氢场合的微凸台阵列型重整制氢微反应器，采用传统机械加工工艺加工不锈钢和铝合金的板式，采用螺栓螺母的压紧实现整体的装配。催化剂载体使用半固态成型的铝合金，增大了微反应器的表面积体积比，有利于催化剂负载，提升了反应器整体的能量效率，但是半固态触变成型技术无法实现高孔隙率载体制备。
中国发明专利(申请号：202010014830.5)提出了一种具有蜂窝结构碳化硅陶瓷的甲醇重整制氢反应器，，反应器由端盖、密封板、上下壳体、垫片、碳化硅载体构成，能够实现自热并进行甲醇重整反应。实现了增加催化剂负载能力、减少反应压降、传热性能好、氢气产量大等有益效果。但是结构上较为复杂，装配难度大，蜂窝状碳化硅需要精密模具进行制备，若孔隙、尺寸参数变化，研发花费成本较高。
发明内容
为了解决上述背景技术中的制氢微反应器的技术问题，本发明提出采用光固化3D打印工艺制造工艺制备重整制氢微反应器，能够大大缩减工艺成本，提升反应器制造精度，显著提升反应器的整体性能。
本发明实现了SiC微反应器的一体化成型并设计了相应的催化剂负载工艺，避免了微反应器装配过程出现的串气、接触热阻大，载体与基板焊接强度差等问题，能够提升反应器整体性能。
本发明技术方案如下：
步骤1：配置可光固化成型的SiC陶瓷前驱体浆料，使用精密调速搅拌机充分搅拌，经过滤网过滤后放入固化液槽中待用；
步骤2：采用三维设计软件对整体型SiC基微反应器结构进行设计和模型建立，经过光固化3D打印参数设置和切片后获得打印控制数据，将打印控制数据导入光固化3D打印机中进行SiC陶瓷前驱体模型的打印，然后获得固化后的前驱体模型；
步骤3：固化后的前驱体模型经过高温处理后得到整体型SiC基微反应器基本结构，最后经过催化剂负载工艺处理后即可得到具有甲醇自热重整制氢性能的整体型SiC基微反应器。
所述步骤2的打印参数设置中，底层曝光时间30s-60s，上层光固化曝光时间为1-20s，光强为10-200mW/cm2，打印速度20-30mm/h。
所述步骤2的SiC陶瓷前驱体浆料配置为分子量为1500-2000g/mol聚碳硅烷50-70wt.％，光固化树脂10-70wt.％，光引发剂1-5wt.％、分散剂0.05-0.2wt.％、消泡剂0.2-1wt.％，各成分占比之和为100wt.％。
所述步骤3中，在高温处理前为已经固化成型含聚碳硅烷的前驱体模型，高温处理后变成碳化硅。
所述步骤3中，高温处理工艺为将固化后的前驱体模型放入马弗炉中200℃空气环境下氧化交联，聚碳硅烷和氧化反应聚合，以提高结构强度，抽真空再充满氮气重复两次，再以1-5℃/min升至1000-1500℃保温2h，随炉冷却。
所述步骤3中，催化剂负载工艺具体步骤如下：
步骤3.1：配置甲醇重整浆料和甲醇燃烧浆料；
步骤3.2：使用蠕动泵将甲醇重整浆料泵入整体式SiC微反应器结构的重整腔入口对各个重整腔室进行流动浸渍后，再使用压力为1-5bar压缩空气通入重整腔入口对各个重整腔室吹拂去除多余的甲醇重整浆料；
步骤3.3：将整体式SiC微反应器结构放入马弗炉中在N2环境中400℃焙烧2h，随炉冷却；
步骤3.4：在300℃条件下，将5％H2、95％N2混合气体通入整体式SiC微反应器结构的重整腔入口进行还原；
步骤3.5：使用蠕动泵将步骤3.1获得的甲醇燃烧浆料以流量5-30ml/min泵入整体式SiC微反应器结构的燃烧腔入口对各个燃烧腔室进行流动浸渍2h后，在使用压力为1-5bar压缩空气通入燃烧腔入口对各个燃烧腔室吹拂去除多余的甲醇燃烧浆料；
步骤3.6：将整体式SiC微反应器结构放入马弗炉中干燥后得到整体式SiC微反应器。
所述步骤3.1中，
所述的甲醇重整浆料是将Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Ce(NO3)4、Zr(NO3)4按照比例溶于去离子水，再加入含有1wt.％的PVA和10-30wt.％的1-5μm粒径的γ-Al2O3，然后充分搅拌后获得；Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Ce(NO3)4、Zr(NO3)4的摩尔配比是5：2：1：1；1wt.％和10-30wt.％是整个加入后占整个浆料的质量分数。
所述的甲醇燃烧浆料是将Pt/γ-Al2O3催化剂颗粒在250-500r/min转速球磨，加入到10-30wt.％粒径为1-5μm的γ-Al2O3充分搅拌后获得。整个浆料中的含有催化剂、氧化铝、去离子水；整个浆料的质量分数中10-30％为氧化铝。
所述的整体式SiC微反应器结构包括反应器主体，反应器主体顶面设有燃烧腔入口和重整腔入口，反应器主体底面设有燃烧废气出口和重整气出口；
反应器主体内部从上到下依次开设数量相同的燃烧腔室和重整腔室，燃烧腔室和重整腔室依次交替布置；每上下相邻两个燃烧腔室之间通过反应器主体内部的通道连通，最上面的燃烧腔室和燃烧腔入口连通，最下面的燃烧腔室和燃烧废气出口连通；每上下相邻两个重整腔室之间通过反应器主体内部的通道连通，最上面的重整腔室和重整腔入口连通，最下面的重整腔室和重整气出口连通；燃烧腔室和重整腔室之间不连通，每个燃烧腔室内均布置填充高孔隙率燃烧载体，每个重整腔室内均布置填充高孔隙率重整载体；
燃烧腔室在中部的顶面和底面均开设多个条形槽作为燃烧腔流道，燃烧腔流道平行于燃烧腔室流动方向；重整腔室在中部的顶面和底面均开设多个条形槽作为重整腔流道，重整腔流道平行于重整腔室流动方向。
所述的高孔隙率燃烧载体和高孔隙率重整载体的高孔隙率大于80％，平方英寸孔目数在20-110PPI(目/平方英寸)之间。
所述的反应器主体外壁上有第一热电偶插口和第二热电偶插口，第一热电偶插口和第二热电偶插口均用于插装热电偶。
在反应器主体内部从上到下依次开设第一燃烧腔室、第一重整腔室、第二燃烧腔室和第二重整腔室，第一燃烧腔室和燃烧腔入口连通，第一燃烧腔室和第二燃烧腔室之间通过反应器主体内部的一个单独通道连通，第二燃烧腔室和燃烧废气出口连通；第一重整腔室和重整腔入口连通，第一重整腔室和第二重整腔室之间通过反应器主体内部的另一个单独通道连通，第二重整腔室和重整气出口连通；
第一燃烧腔室、第一重整腔室、第二燃烧腔室和第二重整腔室内分别布置填充第一高孔隙率燃烧载体、第一高孔隙率重整载体、第二高孔隙率燃烧载体、第二高孔隙率重整载体；第一燃烧腔流道阵列对称分布地开设于第一燃烧腔室的顶面和底面，第一燃烧腔流道内不具有第一高孔隙率燃烧载体，气体流动方向和长度和第一燃烧腔室相同；第一重整腔流道阵列对称分布地开设于第一燃烧腔室的顶面和底面，第一重整腔流道内不具有第一高孔隙率重整载体，气体流动方向和长度和第一重整腔室相同；第二燃烧腔流道阵列对称分布地开设于第一燃烧腔室的顶面和底面，第二燃烧腔流道内不具有第二高孔隙率燃烧载体，气体流动方向和长度和第二燃烧腔室相同；第二重整腔流道阵列对称分布地开设于第一燃烧腔室的顶面和底面，第二重整腔流道内不具有第二高孔隙率重整载体，气体流动方向和长度和第二重整腔室相同。
本发明具有的有益效果是：
(1)光固化3D打印成型精度高，可以不使用模具进行制造，缩短研发成本和研发周期；
(2)装配简单，无气密性问题；可用于制造不同孔隙率的三维结构，用于催化剂负载；
(3)反应载体和反应腔室壁之间无接触热阻，提升了传热性能，从而提升了制氢性能；
(4)相比于金属材料，SiC材料的比表面积大，催化剂负载强度高，耐高温、抗氧化、耐腐蚀，使用寿命长。
综合而言，本发明可实现高精度、短周期的微反应器制造，解决了微反应器气密性差的问题，具有催化剂负载强度高、耐高温、抗氧化、耐腐蚀、使用寿命长的特点，同时反应载体和反应腔室壁之间无接触热阻，强化了传热性能，有效提升了制氢性能。
附图说明
图1是本发明工艺流程图；
图2是本发明中催化剂负载的工艺流程图；
图3是本发明实施例1的轴测图；
图4是本发明实施例1的正视图；
图5是本发明实施例1的A-A剖视图；
图6是本发明实施例1的各腔室剖视图；
图7是本发明实施例1的重整气路和燃烧气路示意图；
图8是本发明实施例1的DLP打印示意图；
图9是本发明实施例1的升温曲线对比图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明具体实施方式的技术方案，下面将结合附图对技术方案作简单地介绍，但本发明的保护范围并不限于此。
如图3-图4，整体式SiC微反应器结构包括反应器主体2，反应器主体2顶面设有燃烧腔入口1和重整腔入口7，反应器主体2底面设有燃烧废气出口3和重整气出口6。
如图5-图6，反应器主体2内部从上到下依次开设数量相同的燃烧腔室和重整腔室，燃烧腔室和重整腔室依次交替布置；每上下相邻两个燃烧腔室之间通过反应器主体2内部的通道连通，最上面的燃烧腔室和燃烧腔入口1连通，最下面的燃烧腔室和燃烧废气出口3连通；每上下相邻两个重整腔室之间通过反应器主体2内部的通道连通，最上面的重整腔室和重整腔入口7连通，最下面的重整腔室和重整气出口6连通；燃烧腔室和重整腔室之间不连通，每个燃烧腔室内均布置填充高孔隙率燃烧载体，每个重整腔室内均布置填充高孔隙率重整载体；
燃烧腔室在中部的顶面和底面均开设多个条形槽作为燃烧腔流道，燃烧腔流道平行于燃烧腔室流动方向；重整腔室在中部的顶面和底面均开设多个条形槽作为重整腔流道，重整腔流道平行于重整腔室流动方向。
重整气从重整腔入口7进入，依次经各个重整腔室后从重整气出口6排出，在经过每个重整腔室时候均经高孔隙率重整载体进行甲醇重整反应；燃烧气从燃烧腔入口1进入，依次经各个燃烧腔室后从燃烧废气出口3排出，在经过每个燃烧腔室时候均经高孔隙率燃烧载体进行燃烧反应。
由此，本发明重整气和燃烧气的入口和出口分别处于反应器主体两侧，内部依次是燃烧腔室和重整腔室交替排列，通过不同层数叠加可实现功率放大。
高孔隙率燃烧载体和高孔隙率重整载体的高孔隙率大于80％，平方英寸孔目数(PPI)在20-110之间。
反应器主体2外壁上有第一热电偶插口4和第二热电偶插口5，第一热电偶插口4和第二热电偶插口5均用于插装热电偶，作为K型热电偶测温位置。
具体实施中，如图3-图6，在反应器主体2内部从上到下依次开设第一燃烧腔室、第一重整腔室、第二燃烧腔室和第二重整腔室，第一燃烧腔室和燃烧腔入口1连通，第一燃烧腔室和第二燃烧腔室之间通过反应器主体2内部的一个单独通道连通，第二燃烧腔室和燃烧废气出口3连通；第一重整腔室和重整腔入口7连通，第一重整腔室和第二重整腔室之间通过反应器主体2内部的另一个单独通道连通，第二重整腔室和重整气出口6连通；
第一燃烧腔室、第一重整腔室、第二燃烧腔室和第二重整腔室内分别布置填充第一高孔隙率燃烧载体8、第一高孔隙率重整载体9、第二高孔隙率燃烧载体10、第二高孔隙率重整载体11；第一燃烧腔流道12阵列对称分布地开设于第一燃烧腔室的顶面和底面，第一燃烧腔流道12内不具有第一高孔隙率燃烧载体8，两者气体流动方向长度相同；第一重整腔流道13阵列对称分布地开设于第一燃烧腔室的顶面和底面，第一重整腔流道13内不具有第一高孔隙率重整载体9，两者气体流动方向长度相同；第二燃烧腔流道14阵列对称分布地开设于第一燃烧腔室的顶面和底面，第二燃烧腔流道14内不具有第二高孔隙率燃烧载体10，两者气体流动方向长度相同；第二重整腔流道15阵列对称分布地开设于第一燃烧腔室的顶面和底面，第二重整腔流道15内不具有第二高孔隙率重整载体11，两者气体流动方向长度相同。优选地，流道深度在0.5-1mm范围内，流道宽度在1-5mm之间
通过开设的燃烧腔流道和重整腔流道对重整气和燃烧气起到更好的导向和减少反应器内部压降的作用。
如图5-图6，第一高孔隙率燃烧载体8和第一高孔隙率重整载体9、第二高孔隙率燃烧载体10和第二高孔隙率重整载体11依次排列，孔隙率大于80％，平方英寸孔目数(PPI)在20-110之间。
如图3、图4、图6，由于温度对重整反应以及催化剂活性有重大影响，因此需要精准测得该位置的温度，第一热电偶插口4和第二热电偶插口5分别位于第一高孔隙率重整载体9和第二高孔隙率重整载体11侧面中心位置，用于测量重整腔室中甲醇重整反应中心位置的温度。
如图7，整体式SiC微反应器的反应器主体2内部主要有两条反应通路，实线是燃烧反应通路，燃烧腔入口1通入甲醇和空气的混合气，依次通过第一高孔隙率燃烧载体8和第二高孔隙率燃烧载体10，经过燃烧废气出口3将燃烧气排出，燃烧过程产热用于维持重整反应温度在200-300℃；重整腔入口7通入甲醇和水的混合蒸汽，依次通过第一高孔隙率重整载体9和第二高孔隙率重整载体11，经过重整气出口6将富氢气体排出。
本发明的反应器主体2、各个入口1和各个出口6以及高孔隙率燃烧载体、高孔隙率重整载体均采用3D打印制造一体成型。
如图1所示，本发明方法制造工艺包含以下步骤：
步骤1：配置可光固化成型的SiC陶瓷前驱体浆料，然后使用调速精密搅拌机，优选在1500-3000rpm充分搅拌2h左右，经过200-300PPI金属滤网，过滤去除固体杂质后放入固化液槽中待用；
步骤2：采用设计软件对整体式微反应器进行设计，优选地设计软件包括但不限于Auto-CAD、UG-NX、Pro-E、SolidWorks、Creo、CATIA，工程技术人员可根据微反应器结构特点进行选择。经过光固化3D打印参数设置和切片后，将数据导入光固化3D打印机中进行前驱体浆料的固化成型，优选SLA、DLP类型的3D打印机，图8是采用DLP光固化3D打印机进行反应器制备的过程；
步骤3：固化后的前驱体模型经过高温处理后得到SiC微反应器基本结构，最后经过催化剂负载即可得到具有甲醇自热重整制氢性能的整体式SiC微反应器。
3D打印参数设置中底层曝光时间30s-60s，，增加底层曝光时间可增强SiC陶瓷前驱体模型与升降台基座的连接强度，上层光固化曝光时间为1-20s，光强为10-200mW/cm2，打印速度20-30mm/h。
SiC陶瓷前驱体浆料配置为分子量为1500-2000g/mol聚碳硅烷50-70wt.％，聚碳硅烷经过高温处理后会转化成SiC，是一种良好的SiC前驱体材料；光固化树脂10-70wt.％，优选HDDA和PEGDA，光引发剂1-5wt.％，优选TPO-L，固化效率高，速度快；分散剂0.05-0.2wt.％，用于增强SiC陶瓷前驱体浆料的分散程度、消泡剂0.2-1wt.％，用于消除搅拌过程中的气泡，防止固化后的前驱体模型中的气泡影响整体式SiC微反应器的气密性。各材料占比之和为100wt.％。
所述的高温处理工艺为首先将微反应器前驱体固化结构放入马弗炉中200℃空气环境下氧化交联2h以增加模型的结构强度，然后经过抽真空和充满氮气重复两次操作，用于充分排出马弗炉中的空气，再以1-5℃/min升至1000-1500℃保温2h，随炉冷却。
如图2，为了适应光固化3D打印的整体式SiC微反应器的内部复杂的孔道结构采用的催化剂负载工艺具体步骤如下：
步骤1：配置甲醇重整和燃烧浆料浆料，甲醇重整浆料浆料是将Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Ce(NO3)4、Zr(NO3)4按照摩尔比为5：2：1：1，溶于少量去离子水再加入含有1wt.％PVA和10-30wt.％1-5μm粒径的γ-Al2O3充分搅拌，γ-Al2O3用于增大催化剂层的比表面积，PVA作为涂层的粘接剂，用于增强涂层负载强度；
步骤2：使用蠕动泵将甲醇重整前驱体浆料泵入重整腔入口(7)，常用参数是采用5-30ml/min流量，流动浸渍2h后，使用压力为1-5bar压缩空气吹拂10min，去除高孔隙率重整载体孔道内部多余浆料，使得催化剂涂层在其表面均匀分布；
步骤3：为了使得作为催化剂前驱体的Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Ce(NO3)4、Zr(NO3)4分解，制备得到未还原的催化剂涂层，将反应器放入马弗炉中，优选以N2流量为500-1000ml/min，在400℃下焙烧2h，随炉冷却；
步骤4：为了还原重整浆料，在300℃条件下，优选将流量为200-500ml/min的5％H2、95％N2混合气体通入重整腔入口(7)还原5h，以激活催化剂，使其具备重整催化性能；
步骤5：甲醇燃烧浆料浆料配置是将Pt/γ-Al2O3催化剂颗粒在250-500r/min转速球磨，加入到10-30wt.％粒径为1-5μmγ-Al2O3充分搅拌；
步骤6：使用蠕动泵将燃烧浆料浆料泵入燃烧腔入口(1)，流量5-30ml/min，流动浸渍2h后，使用压力为1-5bar压缩空气处理10min，去除孔道内部多余浆料，使得燃烧浆料涂层均匀分布。最后放入马弗炉中100℃干燥1h后得到整体式SiC微反应器。
实施例如下：
(1)配置前驱体浆料，聚碳硅烷50wt.％，光固化树脂PEGDA47wt.％，光引发剂TPO-L2.75wt.％、分散剂0.05wt.％、消泡剂0.2wt.％。使用调速精密搅拌机，优选在1500rpm充分搅拌2h左右，经过200PPI滤网后放入固化液槽中待用；
(2)使用SolidWorks设计的反应器模型，第一燃烧腔流道12、第一重整腔流道13、第二燃烧腔流道14、第二重整腔流道15宽度均设置为1mm，深度均设置为0.5mm，将数据导出到DLP光固化3D打印机中，打印参数：底层曝光时间60s，上层光固化曝光时间为10s，光强为100mW/cm2，打印速度20mm/h，如图8所示进行固化成型。
(3)将前驱体固化模型放入马弗炉中200℃空气环境下氧化交联2h，真空条件下，以5℃/min升至1100℃保温2h，随炉冷却，冷却后进行清洗。
(4)甲醇重整浆料涂层制备：将Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Ce(NO3)4、Zr(NO3)4摩尔比为5：2：1：1，溶于10ml去离子水再加入含有1wt.％PVA和15wt.％2μm粒径的γ-Al2O3充分搅拌；使用蠕动泵将前驱体浆料泵入重整腔入口(7)，采用30ml/min流量，流动浸渍2h后，使用压力为3bar压缩空气吹拂10min，去除孔道内部多余浆料；然后将反应器放入马弗炉中，优选以N2流量为800ml/min保护，在400℃下焙烧2h，随炉冷却；为了还原催化剂，在300℃条件下，优选将流量为400ml/min的5％H2和95％N2混合气体通入重整腔入口(7)还原5h；
(5)甲醇燃烧浆料涂层制备：将商用低温燃烧浆料Pt/γ-Al2O3催化剂颗粒在250-500r/min转速球磨，加入到15wt.％粒径为2μmγ-Al2O3充分搅拌；使用蠕动泵将燃烧浆料浆料泵入燃烧腔入口(1)，流量30ml/min，流动浸渍2h后，使用压力为3bar压缩空气处理10min，去除孔道内部多余浆料，使得催化剂涂层均匀分布。最后放入马弗炉中100℃干燥1h后得到整体式SiC微反应器。升温曲线测试结果如图9，通过气泵将空气通入装有甲醇的鼓泡器，再将混合气体通入整体式SiC微反应器和传统金属层叠微反应器的燃烧腔入口，可使得反应器内部发生甲醇催化燃烧反应，从而提升反应器温度，测试升温过程中的温度随时间变化情况。升温曲线可反映微反应器的动态响应性能，整体式SiC微反应器可在6min左右实现自热启动到310℃，相比于传统金属层叠微反应器大大提升了动态响应速度。

Claims (10)

1.一种整体型SiC基微反应器的光固化式3D打印制造方法，其特征在于：方法包含以下步骤：
步骤1：配置可光固化成型的SiC陶瓷前驱体浆料，使用搅拌机充分搅拌，经过滤网过滤后放入固化液槽中待用；
步骤2：对整体型SiC基微反应器结构进行设计和模型建立，经过光固化3D打印参数设置和切片后获得打印控制数据，将打印控制数据导入光固化3D打印机中进行打印，然后获得固化后的前驱体模型；
步骤3：固化后的前驱体模型经过高温处理后得到整体型SiC基微反应器基本结构，最后经过催化剂负载工艺处理后即可得到具有甲醇自热重整制氢性能的整体型SiC基微反应器。
2.根据权利要求1所述的一种整体型SiC基微反应器的光固化式3D打印制造方法，其特征在于：所述步骤2的打印参数设置中，底层曝光时间30s-60s，上层光固化曝光时间为1-20s，光强为10-200mW/cm2，打印速度20-30mm/h。
3.根据权利要求1所述的一种整体型SiC基微反应器的光固化式3D打印制造方法，其特征在于：所述步骤2的SiC陶瓷前驱体浆料配置为分子量为1500-2000g/mol聚碳硅烷50-70wt.％，光固化树脂10-70wt.％，光引发剂1-5wt.％、分散剂0.05-0.2wt.％、消泡剂0.2-1wt.％，各成分占比之和为100wt.％。
4.根据权利要求1所述的一种整体型SiC基微反应器的光固化式3D打印制造方法，其特征在于：所述步骤3中，高温处理工艺为将固化后的前驱体模型放入马弗炉中200℃空气环境下氧化交联，聚碳硅烷和氧化反应聚合，抽真空再充满氮气重复两次，再以1-5℃/min升至1000-1500℃保温2h，随炉冷却。
5.根据权利要求1所述的一种整体型SiC基微反应器的光固化式3D打印制造方法，其特征在于：所述步骤3中，催化剂负载工艺具体步骤如下：
步骤3.1：配置甲醇重整浆料和甲醇燃烧浆料；
步骤3.2：使用蠕动泵将甲醇重整浆料泵入整体式SiC微反应器结构的重整腔入口(7)对各个重整腔室进行流动浸渍后，再使用压力为1-5bar压缩空气通入重整腔入口(7)对各个重整腔室吹拂去除多余的甲醇重整浆料；
步骤3.3：将整体式SiC微反应器结构放入马弗炉中在N2环境中400℃焙烧2h，随炉冷却；
步骤3.4：在300℃条件下，将5％H2、95％N2混合气体通入整体式SiC微反应器结构的重整腔入口(7)进行还原；
步骤3.5：使用蠕动泵将步骤3.1获得的甲醇燃烧浆料泵入整体式SiC微反应器结构的燃烧腔入口(1)对各个燃烧腔室进行流动浸渍2h后，在使用压力为1-5bar压缩空气通入燃烧腔入口(1)对各个燃烧腔室吹拂去除多余的甲醇燃烧浆料；
步骤3.6：将整体式SiC微反应器结构放入马弗炉中干燥后得到整体式SiC微反应器。
6.根据权利要求1所述的一种整体型SiC基微反应器的光固化式3D打印制造方法，其特征在于：所述步骤3.1中：
所述的甲醇重整浆料是将Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Ce(NO3)4、Zr(NO3)4按照比例溶于去离子水，再加入含有1wt.％的PVA和10-30wt.％的1-5μm粒径的γ-Al2O3，然后充分搅拌后获得；Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Ce(NO3)4、Zr(NO3)4的摩尔配比是5：2：1：1；
所述的甲醇燃烧浆料是将Pt/γ-Al2O3催化剂颗粒在250-500r/min转速球磨，加入到10-30wt.％粒径为1-5μm的γ-Al2O3充分搅拌后获得。
7.根据权利要求1所述的一种整体型SiC基微反应器的光固化式3D打印制造方法，其特征在于：所述的整体式SiC微反应器结构包括反应器主体(2)，反应器主体(2)顶面设有燃烧腔入口(1)和重整腔入口(7)，反应器主体(2)底面设有燃烧废气出口(3)和重整气出口(6)；
反应器主体(2)内部从上到下依次开设数量相同的燃烧腔室和重整腔室，燃烧腔室和重整腔室依次交替布置；每上下相邻两个燃烧腔室之间通过反应器主体(2)内部的通道连通，最上面的燃烧腔室和燃烧腔入口(1)连通，最下面的燃烧腔室和燃烧废气出口(3)连通；每上下相邻两个重整腔室之间通过反应器主体(2)内部的通道连通，最上面的重整腔室和重整腔入口(7)连通，最下面的重整腔室和重整气出口(6)连通；燃烧腔室和重整腔室之间不连通，每个燃烧腔室内均布置填充高孔隙率燃烧载体，每个重整腔室内均布置填充高孔隙率重整载体；
燃烧腔室在中部的顶面和底面均开设多个条形槽作为燃烧腔流道，燃烧腔流道平行于燃烧腔室流动方向；重整腔室在中部的顶面和底面均开设多个条形槽作为重整腔流道，重整腔流道平行于重整腔室流动方向。
8.根据权利要求7所述的一种整体型SiC基微反应器的光固化式3D打印制造方法，其特征在于：所述的高孔隙率燃烧载体和高孔隙率重整载体的高孔隙率大于80％，平方英寸孔目数在20-110PPI之间。
9.根据权利要求7所述的一种整体型SiC基微反应器的光固化式3D打印制造方法，其特征在于：所述的反应器主体(2)外壁上有第一热电偶插口(4)和第二热电偶插口(5)，第一热电偶插口(4)和第二热电偶插口(5)均用于插装热电偶。
10.根据权利要求7所述的一种整体型SiC基微反应器的光固化式3D打印制造方法，其特征在于：在反应器主体(2)内部从上到下依次开设第一燃烧腔室、第一重整腔室、第二燃烧腔室和第二重整腔室，第一燃烧腔室和燃烧腔入口(1)连通，第一燃烧腔室和第二燃烧腔室之间通过反应器主体(2)内部的一个单独通道连通，第二燃烧腔室和燃烧废气出口(3)连通；第一重整腔室和重整腔入口(7)连通，第一重整腔室和第二重整腔室之间通过反应器主体(2)内部的另一个单独通道连通，第二重整腔室和重整气出口(6)连通；
第一燃烧腔室、第一重整腔室、第二燃烧腔室和第二重整腔室内分别布置填充第一高孔隙率燃烧载体(8)、第一高孔隙率重整载体(9)、第二高孔隙率燃烧载体(10)、第二高孔隙率重整载体(11)；第一燃烧腔流道(12)阵列对称分布地开设于第一燃烧腔室的顶面和底面，第一燃烧腔流道(12)内不具有第一高孔隙率燃烧载体(8)；第一重整腔流道(13)阵列对称分布地开设于第一燃烧腔室的顶面和底面，第一重整腔流道(13)内不具有第一高孔隙率重整载体(9)；第二燃烧腔流道(14)阵列对称分布地开设于第一燃烧腔室的顶面和底面，第二燃烧腔流道(14)内不具有第二高孔隙率燃烧载体(10)；第二重整腔流道(15)阵列对称分布地开设于第一燃烧腔室的顶面和底面，第二重整腔流道(15)内不具有第二高孔隙率重整载体(11)。
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