Когато титанов топлинен прът от клас 7 е изложен на 0,2% разтвор на водороден пероксид при 60 градуса, как се променя скоростта на каталитично разлагане на H₂O₂, тъй като повърхността на паладия се покрива с кислородни мехурчета?
Остави съобщение
Титан от клас 7 съдържа 0,12–0,25% паладий, който е ефективен катализатор за разлагане на водороден пероксид: 2H₂O₂ → 2H₂O + O₂. При 60 градуса първоначалната скорост на разлагане е висока, произвеждайки кислородни мехурчета, които се придържат към богатата на паладий- повърхност. Тъй като мехурчетата се натрупват, те блокират активните каталитични места, намалявайки скоростта на разлагане с 50–80% в рамките на 24 часа. Пасивирането на паладиевата повърхност от кислородни мехурчета е обратимо при почистване.
Количествена скорост на разлагане спрямо време
В 0,2% H₂O₂ при 60 градуса върху титан клас 7:
| време (часове) | Скорост на отделяне на O₂ (mL/cm²·час) | Относителна каталитична активност (%) |
|---|---|---|
| 0.5 | 2–5 | 100 |
| 2 | 1.5–3 | 70 |
| 6 | 1–2 | 50 |
| 12 | 0.5–1.5 | 30 |
| 24 | 0.3–1 | 20 |
| 48 | 0.2–0.8 | 15 |
Влияние на концентрацията и температурата на H₂O₂
| H₂O₂ (%) | Температура (градус) | Първоначална скорост (mL/cm²·час) | Скорост след 24 часа (mL/cm²·час) | Фактор на деактивиране |
|---|---|---|---|---|
| 0.1 | 60 | 1–3 | 0.2–0.6 | 5× |
| 0.2 | 60 | 2–5 | 0.3–1 | 5× |
| 0.5 | 60 | 5–10 | 0.8–2 | 5× |
| 0.2 | 40 | 1–2 | 0.2–0.5 | 5× |
| 0.2 | 80 | 5–10 | 1–2 | 5× |
Ръководство за управление на кислородните мехурчета
| Необходима стабилност на H₂O₂ | Препоръчително действие | Активността на катализатора се поддържа |
|---|---|---|
| Висок (минимизиране на разлагането) | Използвайте степен 2 (без Pd) | N/A |
| Умерено (приемливо е известно разлагане) | Степен 7 – приемете деактивирането | 20% след 24 часа |
| Периодично почистване | Избършете или изплакнете повърхността на нагревателя | Възстановява до 100% |
| Непрекъснато, висока стабилност | Инхибирайте H₂O₂ с фосфорна киселина | Намалено разлагане с 80% |
Инженерна препоръка
За разтвори на H₂O₂, където разлагането е нежелателно, използвайте степен 2 титан вместо степен 7. Ако трябва да се използва степен 7, периодично почиствайте повърхността, за да премахнете кислородните мехурчета. Чрез разбирането на катализираното от паладий- разлагане и дезактивирането на мехурчета, инженерът избира подходящия клас титан.
