Quando una barra termica in titanio di grado 7 viene esposta a una soluzione di perossido di idrogeno allo 0,2% a 60 gradi, come cambia il tasso di decomposizione catalitica dell'H₂O₂ quando la superficie del palladio si ricopre di bolle di ossigeno?
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La lega di titanio di grado 7 contiene lo 0,12-0,25% di palladio, che è un buon catalizzatore per la decomposizione del perossido di idrogeno: 2H 2 O 2 → 2H 2 O + O 2 . La velocità iniziale di decomposizione a 60 gradi è elevata, quindi vengono prodotte bolle di ossigeno e queste si attaccano alla superficie ricca di palladio. Le bolle bloccano i siti catalitici attivi e il tasso di degradazione diminuisce del 50–80% entro 24 ore. La passivazione della superficie del palladio con bolle di ossigeno è reversibile dopo la pulizia.
Tempo e tasso di decomposizione quantitativa
Su titanio grado 7 in 0,2% H₂O₂ a 60 gradi:
Tasso di evoluzione dell'O2 (mL/cm2.ora) Attività catalitica relativa (%) 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 Effetto della concentrazione e della temperatura di H2O2
H 2 O 2 (%)Temperatura (gradi) Velocità iniziale (mL/cm 2 .ora) Velocità dopo 24 ore (mL/cm 2(ora) Fattore di disattivazione 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× Guida alla gestione delle bolle di ossigeno
Stabilità H2O2 richiesta Azione consigliata Attività catalizzatore mantenuta
Alto (ridurre al minimo la decomposizione)Grado 2 (nessun Pd) Utilizzare N/A
Moderato (una certa disintegrazione è accettabile) Grado 7 – tollera la disattivazione del 20% dopo 24 ore
Pulizia periodica Pulisci o risciacqua la superficie del riscaldatoreRiporta alla massima potenza
H₂O₂ continuo e ad alta stabilità inibito dall'acido fosforicoRiduzione dell'80% nella decomposizione
Raccomandazione per l'ingegneria
Utilizzare titanio di grado 2 anziché grado 7 nelle soluzioni H2O2 dove la degradazione non è auspicabile. Se è necessario il Grado 7, pulire frequentemente la superficie per rimuovere le bolle di ossigeno. Conoscendo la rottura catalizzata del palladio-e la disattivazione delle bolle, l'ingegnere sceglie il giusto grado di titanio.
