Když je titanová tepelná tyč stupně 7 vystavena 0,2% roztoku peroxidu vodíku při 60 stupních, jak se změní rychlost katalytického rozkladu H₂O₂, když se povrch palladia pokryje bublinkami kyslíku?
Zanechat vzkaz
Titan třídy 7 obsahuje 0,12–0,25 % palladia, což je účinný katalyzátor rozkladu peroxidu vodíku: 2H2O₂ → 2H2O + O₂. Při 60 stupních je počáteční rychlost rozkladu vysoká a vytvářejí bublinky kyslíku, které ulpívají na povrchu bohatém na palladium-. Když se bubliny hromadí, blokují aktivní katalytická místa a snižují rychlost rozkladu o 50–80 % během 24 hodin. Pasivace povrchu palladia bublinkami kyslíku je po čištění vratná.
Kvantitativní rychlost rozkladu vs. čas
V 0,2 % H202 při 60 stupních na titanu 7. stupně:
| čas (hodiny) | Rychlost vývoje O₂ (ml/cm²·hodina) | Relativní katalytická aktivita (%) |
|---|---|---|
| 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 |
Vliv koncentrace H₂O₂ a teploty
| H₂O₂ (%) | Teplota (stupně) | Počáteční rychlost (ml/cm²·hodina) | Rychlost po 24 hodinách (ml/cm²·hod) | Faktor deaktivace |
|---|---|---|---|---|
| 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× |
Průvodce řízením kyslíkových bublin
| Požadovaná stabilita H₂O₂ | Doporučená akce | Aktivita katalyzátoru zachována |
|---|---|---|
| Vysoká (minimální rozklad) | Použít stupeň 2 (bez Pd) | N/A |
| Střední (přijatelný určitý rozklad) | Stupeň 7 – přijmout deaktivaci | 20 % po 24 hodinách |
| Pravidelné čištění | Otřete nebo opláchněte povrch ohřívače | Obnovuje na 100 % |
| Kontinuální, vysoká stabilita | Inhibujte H202 kyselinou fosforečnou | Rozklad snížen o 80 % |
Technické doporučení
Pro roztoky H₂O₂, kde je rozklad nežádoucí, použijte titan stupně 2 místo stupně 7. Pokud je nutné použít stupeň 7, pravidelně čistěte povrch, abyste odstranili bublinky kyslíku. Na základě pochopení palladiem-katalyzovaného rozkladu a deaktivace bublin, technik vybere vhodnou kvalitu titanu.
