50-70 daraja issiq konsentrlangan palladiy xlorid (PdCl₂) eritmasi elektrsiz qoplamani faollashtirish va katalizator isitgichlar uchun zarur bo'lgan kvarts qobig'ining devor qalinligini qanday o'zgartiradi?

Xlorid kislota ta'siri va palladiy xlorid eritmalarida nobel metallarning cho'kishi Palladiy xlorid (PdCl₂) elektr o'tkazmaydigan substratlarga (plastmassalar, keramika, bosma platalar){0}}elektrsiz nikel va mis qoplamalar uchun standart faollashtiruvchi bo'lib, u avtomatik katalizator va organik katalizator sifatida ham qo'llaniladi. konvertorlar. Pd(OH)₂ gidrolizlanishi va cho'kishining oldini olish uchun odatdagi sanoat konsentratsiyasi suyultirilgan xlorid kislotada (1-10 ml/l konsentrlangan HCl) 0,5-5 g/L PdCl₂ ni tashkil qiladi. Faollashtirish vannalari va elektrsiz protseduralar uchun ish harorati 50-70 daraja. Kvarts suvga cho'mdiruvchi isitgichlar ko'pincha palladiy eritmalarida yuqori kimyoviy tozaligi (katalizator funktsiyasi uchun muhim) va eritilgan kremniyning suyultirilgan xlorid kislotasiga katta qarshiligi tufayli qo'llaniladi. Biroq, palladiy xloridning ikki parchalanish yo'li mavjud, ya'ni. Erkin HCl (0,01-0,1 M) birinchi navbatda kvartsning asta-sekin kislotali korroziyasiga olib keladi. Ikkinchidan va eng muhimi, palladiy ionlari, ayniqsa, qaytaruvchi kimyoviy moddalar (masalan, oldingi sensibilizatsiya vannalaridan olingan qalay (II)) ishtirokida, kvars yuzasida termal ravishda metall palladiyga tushishi mumkin. Metall palladiy qorong'i, o'tkazuvchan, issiqlik izolyatsion qatlam hosil qiladi, u radiatsiyani o'zlashtiradi va issiq nuqtalarni hosil qiladi. Bundan tashqari, agar palladiy konlari isitgichdan tushib qolsa, ular elektrsiz qoplamali vannalarning degradatsiyasiga yordam beradi. Palladiy konlari, oltindan farqli o'laroq, ularni yo'q qilish qiyin va odatda aqua regia talab qiladi. Ushbu tadqiqot PdCl2 kontsentratsiyasi, harorat (50{29}}70C) va eritma kislotaligining kislota korroziyasiga va eritilgan kremniy oksidiga palladiyning cho'kish tezligiga ta'sirini baholaydi. Elektrsiz faollashtiruvchi va katalitik isitgichlarda amaliy xizmat ko'rsatish oralig'i (3000 dan 10000 soatgacha) uchun zarur bo'lgan kvarts qobig'ining devor qalinligi hisoblanadi. Palladiy xlorid eritmalarida korroziya va cho‘kish kinetikasi Palladiy xlorid eritmalarida kvartsning hujumi ikki-komponentdan iborat. Birinchidan, kislotalanishdan (pH 1-2) erkin HCl asta-sekin kislotali korroziyani keltirib chiqaradi. 60 ° C da 0,05 M HCl (pH 1,3) da kvarts korroziya tezligi nisbatan past, taxminan 0,0001-0,0003 mm/soat. Tezlik 70 gradusda 0,0002–0,0005 mm/soatgacha oshadi. Faqat kislotali korroziya bilan 2,0 mm devor 4000 dan 20 000 soatgacha xizmat qiladi. Ikkinchidan, Pd 2+ ionlari Pd 0 ga qaytarilganda palladiy to'planadi. Qaytarilish issiqlik, yorug'lik va qaytaruvchi moddalar bilan katalizlanadi. Palladiyning cho'kishi juda sekin, har hafta 0,0001-0,001 mm ekvivalent qalinlikda, toza, to'g'ri saqlangan faollashtiruvchi vannalarda kamaytiruvchi moddalar (masalan, sensibilizatsiyadan Sn²⁺) o'tkazilmaydi. Biroq, ehtiyot qismlar qalay (II) sensibilizatsiyasidan palladiy faollashuviga o'tkaziladigan amaliy ishlab chiqarish liniyalarida Sn2+ ning iz miqdori muqarrar ravishda o'tkaziladi. Sn2+ Pd2+ uchun kuchli qaytaruvchi vositadir: Sn²+ + Pd²+=Sn4+ + Pd0. Bu pasayish har qanday sirtda, shu jumladan kvartsda ham bir zumda sodir bo'ladi. Cho'ktirilgan palladiy qora yopishtiruvchi qoplama hosil qiladi. Eritilgan kvartsni odatdagi faollashtiruvchi vannada (2 g/L PdCl2, 5 mL/L HCl), shu jumladan 10 ppm Sn2+ (o‘tkazishni taqlid qilish) 60 gradusda cho‘ktirish sinovi palladiyning dastlabki cho‘kish tezligini 0,005-0,015 mm. Sn2+ sarflanadi. 100 soatdan keyin 0,5-1,5 mkm qalinlikdagi doimiy qora qatlam ko‘rinadi. Ushbu qoplama issiqlik izolyatsiyasi va elektr o'tkazuvchanligiga ega. U ichki isitish moslamasidan nurlanishni o'zlashtira oladi, kvarts sirtining haroratini oshiradi. Haddan tashqari holatlarda (yuqori Sn 2+ koʻtarilish, yuqori harorat) palladiy qatlami bir necha kun ichida qalinligi bir necha mikron boʻlishi mumkin. Bu qalinligi kvarts devor qalinligiga nisbatan kichik bo'lsa-da, plyonkaning optik va termal xususiyatlari mahalliy qizib ketishga olib kelishi mumkin. Bundan tashqari, agar palladiy qatlami to'kilsa, u elektrsiz qoplamali vannani ifloslantirishi va o'z-o'zidan parchalanishiga olib kelishi mumkin. PdCl₂ va qaytaruvchi moddalarni bug'lash orqali menisk zonasi palladiy cho'kishiga sezgir bo'ladi. Ko'pincha suyuqlik chizig'i yaqinida qora halqa bor. Palladiy xlorid isitgichlarida devor qalinligining xizmat muddatiga ta'siri Kislota korroziyasi juda sekin va palladiyning cho'kishi yuzaki hodisadir. Shuning uchun kvarts devor qalinligini oshirish palladiy qoplamasini yaratishga to'sqinlik qila olmaydi. 1,5 mm qalinlikdagi devor va 3,0 mm qalinlikdagi devor palladiyni bir xil tezlikda to'playdi. Ammo qalinroq devor, agar izolyatsiyalovchi palladiy qoplamasida issiq joylar paydo bo'lsa, termal stressga nisbatan yuqori qarshilik ko'rsatadi. Palladiyning sezilarli darajada cho'kishi sodir bo'ladigan vannalar uchun (masalan, yuqori Sn2+ o'tkazuvchanligi bo'lgan ishlab chiqarish liniyalari) yorilishdan himoyalanish uchun qalinroq devor (2,5-3,0 mm) tavsiya etiladi. 1,5 dan 2,0 mm gacha bo'lgan standart devorlar, fazalar o'rtasida intensiv yuvish amalga oshiriladigan yuqori toza vannalar uchun javob beradi. Palladiy konlarini yo'q qilish juda qiyin. Palladiy suvda eriydi (3:1 HCl:HNO3), lekin bu xavfli. Tozalash uchun suyultirilgan aqua regia (10-20%) ishlatilishi mumkin, ammo tez-tez tozalash amaliy emas. Ko'pchilik foydalanuvchilar palladiy to'planishi sezilarli bo'lganda isitgichni almashtiradilar. Palladiy xlorid eritmalarida qalinroq devorlarning issiqlik jazosi Palladiy xlorid eritmalarining issiqlik o'tkazuvchanligi 2 g / L va 60 daraja, suvga o'xshash 0,55-0,60 Vt / (m · K) atrofida. R_cond=0.00109, devor qalinligi 1,5 mm; R_cond=0.00217, devor qalinligi 3,0 mm. h=800 Vt/(m2 K) da R chegarasi=0.00125. U 427 dan 292 Vt/(m2 K) gacha pasayadi, bu 32% ga kamayadi. Yupqa devorlar energiya tejamkorligi uchun maqbuldir, cho'kma tashvishlari esa kattaroq devorlarga yordam berishi mumkin. Issiq PdCl2 xizmati uchun kvarts qobig'ining devor qalinligi uchun stsenariy asosida tanlash matritsasi. Qo'llash stsenariysi va ish sharoitlari. MONCHIDAN SAVDO BO'LGAN DEVOR QALINLIGI YAROGINI TAKLIF ETILGAN MASSI Elektrsiz mis faollashishi (2 g/L PdCl {1 dan ortiq, s. ishlab chiqarish liniyasi, haftalik tozalash) 2,5 - 3,0 mm, standart nav, olov bilan parlatilgan Palladiy cho'kishi o'rtacha. Qalinroq devor issiq hududlardan termal yukga bardosh beradi. Olovli polishing yopishqoqlikni pasaytiradi. U ≈ 350 Vt/(m²K). Yuqori sifatli palladiy katalizatori (0,5 g/L PdCl2, 50 daraja, yaxshilab yuviladi, Sn yo'q2+) 1,5 – 2,0 mm, yuqori tozalikdagi kvarts E'tiborsiz cho'kma. kislotali korroziyaning juda past darajasi energiya samaradorligini oshirish uchun yupqa devor. U ~ 450 Vt/(m2K). Palladiy faollashuvi yomon yuvish (har qanday harorat, kuchli Sn²⁺ o'tkazish) 3,0 mm, PTFERapid palladiy qoplamasidan foydalaning. Qanchalik qalin bo'lmasin, kvartsning umri qisqa. Muqobil qoplama talab qilinadi yoki jarayonni takomillashtirish kerak. Qo'shimcha dizayn o'zgarishlari: Sensibilizatsiya va faollashtirish bosqichlari o'rtasida ehtiyotkorlik bilan yuvish Sn 2+ o'tishini kamaytiradi. Faollashtirish vannasiga havo tozalash vositasi qo‘shilishi Sn 2+ ni Sn 4+ ga oksidlanishi mumkin (bu Pd 2+ ni kamaytirmaydi). Jilolangan kvarts yuzasi Pd ning yopishishini pasaytiradi. Depozitlar suyultirilgan aqua regia bilan davriy yuvish orqali chiqariladi (ehtiyot choralari talab qilinadi). Yorug'likni istisno qilish fotokimyoviy pasayishni sekinlashtiradi.