甲醇重整制氢微反应器因其体积小、能量密度高、制造成本低,被认为是解决氢燃料电池汽车移动供氢问题的关键,其中反应载体是微反应器的核心部件。本学位论文结合国家自然科学基金面上项目“表面多孔化微反应通道跨尺度结构的粉末分层半固态烧结溶解制造方法研究”(项目编号:51575482)提出了一种能够一次成型表面多孔化微通道反应载体的制造工艺,即分层粉末烧结溶解法。构建了一种能够在多孔形状、分布以及宏观特征等方面对多孔表面进行表征的分形模型。开展了对表面多孔化微通道制氢反应器传热传质特性以及制氢性能的有限元分析,详细的分析了制造过程中采用不同盐粉颗粒对反应器传热传质特性以及制氢性能的影响。本文还建立了流动传热特性实验以及制氢实验的实验系统,针对不同盐粉制造出的反应载体进行了实验研究。第一章,阐述了本文的研究背景与意义,综合评价了微通道反应载体制造方法、多孔表面制造、表征方法以及微反应器流动与传热等方面的国内外研究现状,并且提出了本学位论文的研究目标、研究内容与框架。第二章,提出了一种能够一次成型表面多孔化微通道反应载体的制造工艺。通过对多孔表面的形貌观测,验证了不同盐粉颗粒制造出的多孔载体在孔径尺寸、比表面积、迂曲度等方面均存在明显差异;证明了由分层粉末烧结溶解法制得的反应载体表面具有较强的分形特征;构建了描述多孔表面的分形单元。第三章,描述了表面多孔化微通道制氢反应器的结构,基于分形理论理论以及分形单元建立了表面多孔化微通道反应器模型。并且对其展开了流动与传热特性的有限元分析;研究了表面多孔参数对反应器流动与传热特性的影响规律。第四章,制造了一种表面多孔化的微通道制氢微反应器,并且围绕其搭建了流动与传热特性的硬件与软件实验系统,通过实验方法研究了表面多孔参数对微反应器流动与传热特性的影响;分析与讨论了表面多孔参数对反应器流动与传热特性的影响规律,并且与仿真结果进行了比较。第五章,建立了表面多孔化微通道反应器的分形模型,采用FLUENT对其制氢过程进行了有限元分析。搭建了表面多孔化微通道反应器制氢实验系统,通过实验方式对表面多孔参数对甲醇重整制氢性能的影响进行了研究,并与仿真结果进行了对比,为优化分层粉末烧结溶解法的制造工艺提供了依据。第六章,总结了全文的主要工作,并对未来工作进行了展望。