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多孔阳极氧化铝膜作为膜催化反应器，由于其比表面积大，活性中心多，能有效的与反应分子接触，所以本身显示出很高的催化活性，具有催化剂的功能，同时也可以作为催化剂的载体，进一步增强了其催化活性。
瞿美臻等[27]用阳极氧化法制备的孔径约35nm的氧化铝膜可用于环己烷脱氢反应，使其转化率从常规反应器的41.2%提高到63.6%。
许中强等[28]以γ-Al2O3微孔陶瓷膜为膜反应器，并使用GS-05工业催化剂用于乙苯脱氢反应，在60℃温度，空速为1h-1，n(CH3OH)：n(i-pentene)=1的情况下，膜反应器的收率可提高5%，最佳能提高10%。
多孔阳极氧化铝膜可直接用作催化剂的载体。Jason C等[29]采用添加钌催化剂的氧化铝膜作为微反应器从氨中制氢，在650℃的高温下分解了95%的无水氨得到了15 sccm 的氢气。
Ganley等[30]研究了在多孔氧化铝膜微反应器内填充Ru、Rh和Ni催化剂后用于催化胺的分解，结果表明经过水热处理后的催化剂分散度和胺的转化率都有一定程度的提高，原因可能是共同提高了催化剂分散度和内壁表面积。
Lu Zhou等[31]研究了板型金属基整体氧化铝膜内Ni基催化剂对甲烷水蒸气重整制氢催化活性的影响，结果表明4.7 wt% Ni/γ-Al2O3合金催化剂催化活性很短，主要是因为金属表面烧结的Ni颗粒氧化；而有NiAl2O4层的17.9% wt% Ni/γ-Al2O3/合金催化剂在700℃具有很高的催化活性，主要是NiAl2O4覆盖在Ni颗粒的表面，Ni颗粒的烧结被有效的抑制了。
周永华等[32]利用微乳液及浸渍技术制备的多孔Pd/α-Al2O3活性膜进行1,5-环辛二烯选择加氢催化反应，结果表明多孔Pd/α-Al2O3活性膜的催化活性与选择性远高于Pd-PAA有机膜反应器和固定床反应器，在强化传质和消除孔内扩散方面多孔Pd/α-Al2O3膜反应器表现的尤为明显。
G.Patermarakis等[33]研究了不同表面密度和孔深度的阳极氧化铝对HCOOH的分解催化行为，发现其达到了100%的脱水作用。且阳极氧化铝经水热处理后表现出了不同的催化行为，比未处理的具有更高的活性和孔壁表面异质的强还原性。
Lu Zhou等[34]采用热水处理合成的氧化铝膜，使其比表面积从16.5 g/m2扩大到204.6g/m2，用其作为载体负载了17.9%的镍基催化剂在700℃下进行甲烷水蒸气重整实验，结果表明氧化铝膜表现出了极好的活性，在500h的稳定性和100次的循环重整实验中不失活。
黄仲涛等[35]采用浸渍法在多孔γ-Al2O3膜上制备了V-P-Co-Ce-O多组分金属氧化物催化膜，并用于研究非燃料电池型催化膜反应器可行性及正丁烷制顺丁烯二酐的反应特性。在反应温度为450℃，正丁烷的流量为5ml/min，空气流量为90ml/min，其转化率达到了85.6%，顺丁烯二酐的选择性能达到96.1%和83.1%，与固定床相比，膜反应器具有更高的反应转化率和选择性。
多孔阳极氧化铝膜结构模型的研究最早始于1932年，经过长时间的研究，科学家纷纷提出了各种模型，分别为：1953年F.Keller等人提出蜂窝状结构模型[36]；1961年J. F. Murphy等人提出三层结构模型；1970年J.P.O Sullivan和G.C.Wood对Keller模型进行了修正；1978年G.E.Thompson和G.C.Wood提出两层结构模型；1986年K.Wada等提出硫酸模板的五层结构模型[37]。
目前普遍认同的是修正过的Keller模型，在这个模型中，多孔阳极氧化铝膜由底层薄而致密的阻挡层和其上厚而疏松的多孔层构成。多孔层的膜胞为优尔角形紧密堆积排列，每个膜胞中心都有一个纳米级微孔，这些微孔大小均匀，且与基体表面垂直，彼此之间平行，且靠近电解液一侧的膜孔径较孔底孔径大，这主要是因为孔口壁被强烈水化造成的[38]。